Что такое объем памяти на пк. Оперативная память ОЗУ, что это такое Назначение, использование ОЗУ и основные понятия о DDR SDRAMОперативная память

29 Вопрос. Основные типы модулей озу, основные типы оперативной памяти, их различия

Наиболее
распространенным типом памяти в настоящее
время является DDR SDRAM (Double Data Rate). Модули
с таким типом памяти имеют 184 контакта
и размещаются в соответствующем разъеме
на материнской плате. Оперативная память
обычно обозначается в прайс-листах
таким образом: DDR 256Mb, PC3200. 256Мb — это объем
памяти, а 3200 — показатель того, что
пропускная способность модуля оперативной
памяти 3200 Мегабайт в секунду.

Существует
четыре типа оперативной памяти:

SDRAM
(Synchronous Dynamic Random Access Memory): память, которая
синхронизована с системным генератором.
Это значит, что время ожидания готовых
данных невелико. Но данный тип памяти
вытесняется конкурентными типами DDR и
DDR2.

DDR
SDRAM (Double Data Rate SDRAM): может осуществлять
две операции за один такт работы
системного генератора. Это значит, что
пропускная способность модуля памяти
значительно увеличивается.

DDR2
SDRAM: может осуществлять четыре операции
за один такт работы системного модуля.
Соответственно, пропускная способность
больше. Кроме этого, этот тип памяти
отличается значительно более низким
энергопотреблением и тепловыделением.

RIMM
(RDRAM, Rambus DRAM): производится компанией
Rambus, отличается от DDR более высокой
тактовой частотой, увеличение которой
достигается в результате уменьшения
разрядности шины. Недостаток —
существенные задержки при работе модуля
и высокая цена.

Типы
оперативного запоминающего устройства
ОЗУ.

Модули
памяти бывают двух типов: статическая
(SRAM) и динамическая (DRAM). В статической
оперативной памяти (Static Random Access Memory)
используются триггеры, которые работают
на высокой скорости, так как триггеры,
используемые в ней, собраны на основе
вентилей (вентиль – базовый элемент
цифровой схемы), а, как известно, время
задержки этих самых вентилей крайне
мало.

—
Основные достоинства: высокая скорость
обработки и хранения данных за счет
триггеров.

—
Основные недостатки: дороговизна и
повышенные требования к размерным
характеристикам модулей. Такие минусы
данного типа ОЗУ не позволяют использовать
её в настольных компьютерах, а потому
роль SRAM сводиться к работе в
узкоспециализированных системах.

Динамическая
оперативная память (Dynamic Random Access Memory) –
это упрощённый тип микросхемы, где для
хранения одного разряда используется
только один конденсатор и транзистор
(реже, два). При таком конструктивном
подходе удается значительно снизить
стоимость модуля. Однако со временем
конденсаторы начинают терять свою
емкость «стекают», то есть через некоторый
промежуток времени они разряжаются
сами собой, притом, чем меньше ёмкость
конденсатора, тем быстрее происходит
цикл разряда. Для устранения такого
недостатка, используется регенерация,
которая возобновляет все заряды в
транзисторах. Такая процедура занимает
довольно много времени, что ещё больше
замедляет работу всей системы.

—
Основные достоинства: упрощенная
микросхема и дешевая стоимость модуля
памяти.

—
Основные недостатки: низкая скорость
обработки данных и быстрый разряд
конденсаторов. На данный момент широко
используются именно модули памяти DRAM.

Объём оперативной памяти

В прошлом веке объём оперативной памяти измерялся в килобайтах и мегабайтах (даже смешно вспоминать). Сегодня — в гигабайтах.

Этот параметр определяет сколько временной информации влезет в чип оперативки. Тут всё относительно просто. Сама Windows при своей работе потребляет около 1 Гб памяти, поэтому её должно быть больше в компьютере.

2 Гб — может хватить для бюджетного компьютера (фильмы, фотки, Интернет)

4 Гб — подойдёт для более требовательных программ, игр на средних и максимальных настройках качества

8 Гб — «потянут» тяжелые игры на максимальных настройках качества или очень требовательные к памяти программы *DANCE*

16 Гб — будут «летать» самые новые современные и тяжёлые игры, а также специальные профессиональные программы-монстры *bb.* *gamer.*

32 Гб — Вам некуда девать деньги? Перешлите их мне. %)

Очень важно учитывать, что обычные 32-битные операционные системы Windows «не видят» памяти более 3 Гб и соответственно не используют её. Если Вы купите более 3 Гб оперативки — ОБЯЗАТЕЛЬНО устанавливайте 64-битную систему

Механизм сохранения информации в кэш-памяти

При
включении микропроцессора в работу вся
информация в его кэш-памяти недостоверна.

При
обращении к памяти микропроцессор, как
уже отмечалось, сна чала проверяет, не
содержится ли искомая информация в
кэш-памяти.

Для
этого сформированный им физический
адрес сравнивается с адресами ячеек
памяти, которые были ранее кэшированы
из ОЗУ в КП.

При
первом обращении такой информации в
кэш-памяти, естественно, нет, и это
соответствует кэш-промаху. Тогда
микропроцессор проводит обращение к
оперативной памяти, извлекает нужную
информацию, использует ее в своей работе,
но одновременно записывает эту информацию
в кэш.

Если
бы в кэш-память заносилась только
востребованная микропроцессором в
данный момент информация, то, скорее
всего, при следующем обращении вновь
произошел бы кэш-промах:вряд ли
следующее обращение произойдет к той
же самой команде или к тому же самому
операнду.Кэш-попаданияпроисходили
бы лишь после того, как в КП накопится
достаточно большой фрагмент программы,
содержащий некоторые циклические
участки кода, или фрагмент данных,
подлежащих повторной обработке. Для
того чтобы уже следующее обращение к
КП приводило как можно чаще к
кэш-попаданиям, передача из оперативной
памяти в кэш-память происходит не теми
порциями (байтами или словами), которые
востребованы микропроцессором в данном
обращении, а так называемымистроками.
То есть кэш-память и оперативная память
с точки зрения кэширования организуются
в виде строк. Длина строки превышает
максимально возможную длину востребованных
микропроцессором данных. Обычно она
составляет от 16 до 64 байт и выровнена в
памяти по границе соответствующего
раздела (рис.
4.1).

Рис.
4.1. 
Организация обмена между оперативной
и кэш-памятью

Высокий
процент кэш-попаданийв этом случае
обеспечивается благодаря тому, что в
большинстве случаев программы обращаются
к ячейкам памяи, расположенным вблизи
от ранее использованных. Это свойство,
называемоепринципом локальности
ссылок, обеспечивает эффективность
использования КП. Оно подразумевает,
что при исполнении программы в течение
некоторого относительно малого интервала
времени происходит обращение к памяти
в пределах ограниченного диапазона
адресов (как по коду программы, так и по
данным).

Например,
микропроцессору для своей работы
потребовалось 2 байта информации. Если
строка имеет длину 16 байт, то в кэш
переписываются не только нужные 2 байта,
но и некоторое их окружение. Когда
микропроцессор обращается за новой
информацией, в силу локальности ссылок,
скорее всего, обращение произойдет по
соседнему адресу. Затем опять по
соседнему, опять по соседнему и т. д.
Таким образом, ряд следующих обращений
будет происходить непосредственно к
кэш-памяти, минуя оперативную память
(кэш-попадания). Когда очередной
сформированный микропроцессором
физический адрес выйдет за пределы
строки кэш-памяти (произойдеткэш-промах),
будет выполнена подкачка в кэш новой
строки, и вновь ряд последующих обращений
вызоветкэш-попадания.

Чем
длиннее используемая при обмене между
оперативной и кэшпамятью строка, тем
больше вероятность того, что следующее
обращение произойдет в пределах этой
строки. Но в то же время чем длиннее
строка, тем дольше она будет перекачиваться
из оперативной памяти в кэш. И если
очередная команда окажется командой
перехода или выборка данных начнется
из нового массива, то есть следующее
обращение произойдет не по соседнему
адресу, то время, затраченное на передачу
длинной строки, будет использовано
напрасно. Поэтому при выборе длины
строки должен быть разумный компромисс
между соотношением времени обращения
к оперативной и кэш-памяти и вероятностью
достаточно удаленного перехода от
текущего адреса при выполнении программы.
Обычно длина строки определяется в
результате моделирования аппаратно-программной
структуры системы.

После
того как в КП накопится достаточно
большой объем информации, увеличивается
вероятность того, что формирование
очередного адреса приведет к кэш-попаданию.
Особенно велика вероятность этого при
выполнении циклических участков
программы.

Старая
информация по возможности сохраняется
в кэш-памяти. Ее замена на новую
определяется емкостью, организацией и
стратегией обновления кэша.

Обоснование

При выполнении каждого цикла команды процессор по крайней мере один раз обращается к памяти, чтобы произвести выборку команды. Часто это происходит повторно, причем возможны случаи нескольких повторных обращений, при которых извлекаются операнды и/или сохраняются результаты. Частота, с которой процессор исполняет команды, ограничена временем обращения к памяти. Годами это ограничение было существенной проблемой из-за постоянного несоответствия между скоростью процессора и скоростью доступа к основной памяти — скорость процессора возрастала быстрее, чем скорость доступа к памяти. Постоянно нужно было искать компромисс между скоростью, стоимостью и емкостью. В идеале основная память должна была бы производиться по той же технологии, что и регистры процессора, чтобы время цикла памяти было сравнимо со временем цикла процессора. Однако эта стратегия приводит к слишком большим затратам. Решением проблемы стало использование принципа локализации, при котором между процессором и основной памятью помещается память с небольшой емкостью и быстрым временем доступа, а именно — кэш.

Кэш-память

Для того, чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область — кэш-память.

Кэш-память — это память компьютера с очень высокой скоростью доступа, предназначенная для временного хранения информации, необходимой центральному процессору. В кэш-памяти хранятся наиболее часто используемые данные.

Производительность оперативной памяти, сравнительно с производительностью ЦП, намного ниже. Получается, что процессор ждёт, когда поступят данные от оперативной памяти, что понижает производительность процессора, а значит и производительность всей системы. Когда процессору нужно обратиться в память для чтения или записи данных, он сначала проверяет, доступна ли их копия в кэше. Кэш-память уменьшает время ожидания ЦП, сохраняя в себе данные и код выполняемых программ, к которым наиболее часто обращался процессор (отличие кэш-памяти от ОЗУ — скорость работы кэш-памяти в десятки раз выше).

Большинство современных процессоров для компьютеров и серверов имеют как минимум три независимых кэша: — кэш инструкций (для ускорения загрузки машинного кода); — буфер ассоциативной трансляции (для ускорения трансляции математических адресов в физические); — кэш данных (для ускорения чтения и записи данных). Кэш данных часто реализуется в виде многоуровневого кэша:

— кэш-память первого уровня (L1) является самой быстрой и самой дорогой памятью. Она расположена на процессорном кристалле, работает на чистоте процессора и используется непосредственно его ядром. Ёмкость кэш-памяти первого уровня не велика в силу дороговизны и исчисляется килобайтами (обычно не более 128 Кбайт).

— кэш-память второго уровня (L2) — высокоскоростная память, выполняющая те же функции, что и кэш L1. Разница между L1 и L2 в том, что последняя имеет более низкую скорость, но больший объём (от 128 Кбайт до 12 Мбайт), что очень полезно для выполнения ресурсоёмких задач.

— кэш-память третьего уровня (L3) выполнена на быстродействующих микросхемах типа SRAM и расположена непосредственно на самой материнской плате вблизи процессора. Она значительно медленнее L1 и L2, но быстрее оперативной памяти. Понятно, что объём L3 больше объёма L1 и L2. Кэш-память третьего уровня встречается только в очень мощных компьютерах.

Кэш-память, как и обычная память, имеет разрядность. Чем она выше, тем с большими объёмами данных кэш может работать.

Предназначение

Что дает или RAM (Random Access Memory) — энергозависимая и относительно быстрая память ПК, которая обладает произвольным доступом. В ней осуществляются разного рода операции по обмену информацией между устройствами. Оперативная память энергозависимая. Если отключить питание, то данные, содержащиеся в ней, сотрутся. ОЗУ хранит потоки сведений, которые процессору нужно обработать. С оперативной памятью устройства контактируют через системную шину, обмениваются с ней через кэш. RAM с произвольным доступом означает, что память при необходимости обращается напрямую к нужному блоку.

В то же время скорость доступа не меняется. ОЗУ отличается от энергозависимой, она редко выходит из строя. Если же повреждена, то это отражается на всей системе, отрицательно влияет на работу некоторых устройств ПК. ОЗУ идет как отдельный модуль или блок устройства, или чипа. Если бы в современных гаджетах не использовали рассматриваемый элемент, то все операции происходили бы медленно. Что дает добавление оперативной памяти? Она позволяет сократить время обработки информации, а приложения будут работать и запускаться вдвое быстрее.

Принцип действия кэш-памяти

Рассмотрим
одну из возможных схем кэширования
(рис. 5.25). Содержимое кэш-памяти представляет
собой совокупность записей
обо
всех загруженных в нее элементах данных
из основной памяти. Каждая запись об
элементе данных включает в себя:

        значение
элемента данных;

        адрес,
который этот элемент данных имеет в
основной памяти;

        дополнительную
информацию, которая используется для
реализации алгоритма замещения данных
в кэше и обычно включает признак
модификации и признак действительности
данных.

При
каждом обращении к основной памяти по
физическому адресу просматривается
содержимое кэш-памяти с целью определения,
не находятся ли там нужные данные.
Кэш-память не является адресуемой,
поэтому поиск нужных данных осуществляется
по содержимому — по взятому из запроса
значению поля адреса в оперативной
памяти. Далее возможен один из двух
вариантов развития событий:

        если
данные обнаруживаются в кэш-памяти, то
есть произошло кэш-попадание
(cache—hit),
они
считываются из нее и результат передается
источнику запроса;

        если
нужные данные отсутствуют в кэш-памяти,
то есть произошел кэш-промах
(cache—miss),
они
считываются из основной памяти, передаются
источнику запроса и одновременно с этим
копируются в кэш-память.

Рис.
5.25.
Схема
функционирования кэш-памяти

Интуитивно
понятно, что эффективность кэширования
зависит от вероятности попадания в кэш.
Покажем это путем нахождения зависимости
среднего времени доступа к основной
памяти от вероятности кэш-попаданий.
Пусть имеется основное запоминающее
устройство со средним временем доступа
к данным t1
и кэш-память, имеющая время доступа t2,
очевидно, что t2

t
= t₁(l
— р) + t₂p
– (t₂
–t₁)p
+ t₁

Среднее
время доступа к данным в системе с
кэш-памятью линейно зависит от вероятности
попадания в кэш и изменяется от среднего
времени доступа в основное запоминающее
устройство t1
при р=0 до среднего времени доступа
непосредственно в кэш-память t2
при р=1. Отсюда видно, что использование
кэш-памяти имеет смысл только при высокой
вероятности кэш-попадания. Вероятность
обнаружения данных в кэше зависит от
разных факторов, таких, например, как
объем кэша, объем кэшируемой памяти,
алгоритм замещения данных в кэше,
особенности выполняемой программы,
время ее работы, уровень мультипрограммирования
и других особенностей вычислительного
процесса. Тем не менее в большинстве
реализаций кэш-памяти процент кэш-попаданий
оказывается весьма высоким — свыше 90
%. Такое высокое значение вероятности
нахождения данных в кэш-памяти объясняется
наличием у данных объективных свойств:
пространственной и временной локальности.

        Временная
локальность. Если
произошло обращение по некоторому
адресу, то следующее обращение по тому
же адресу с большой вероятностью
произойдет в ближайшее время.

        Пространственная
локальность. Если
произошло обращение по некоторому
адресу, то с высокой степенью вероятности
в ближайшее время произойдет обращение
к соседним адресам.

Именно
основываясь на свойстве временной
локальности, данные, только что считанные
из основной памяти, размещают в
запоминающем устройстве быстрого
доступа, предполагая, что скоро они
опять понадобятся. Вначале работы
системы, когда кэш-память еще пуста,
почти каждый запрос к основной памяти
выполняется «по полной программе»:
просмотр кэша, констатация промаха,
чтение данных из основной памяти,
передача результата источнику запроса
и копирование данных в кэш. Затем, по
мере заполнения кэша, в полном соответствии
со свойством временной локальности
возрастает вероятность обращения к
данным, которые уже были использованы
на предыдущем этапе работы системы, то
есть к данным, которые содержатся в кэше
и могут быть считаны значительно быстрее,
чем из основной памяти.

Свойство
пространственной локальности также
используется для увеличения вероятности
кэш-попадания: как правило, в кэш-память
считывается не один информационный
элемент, к которому произошло обращение,
а целый блок данных, расположенных в
основной памяти в непосредственной
близости с данным элементом. Поскольку
при выполнении программы очень высока
вероятность, что команды выбираются из
памяти последовательно одна за другой
из соседних ячеек, то имеет смысл
загружать в кэш-память целый фрагмент
программы. Аналогично если программа
ведет обработку некоторого массива
данных, то ее работу можно ускорить,
загрузив в кэш часть или даже весь массив
данных. При этом учитывается высокая
вероятность того, что значительное
число обращений к памяти будет выполняться
к адресам массива данных.

Как выбрать оперативную память в зависимости от ОС

Это очень важный момент. Даже если вы готовы выбрать лучшую оперативную память, необходимо учитывать особенности и возможности системы, установленной на компьютере

Например, стоит обратить внимание на то, что 32-разрядные версии системы Windows поддерживают максимальный объем ОП, равный 3 Гб. Даже если вы решили выбрать ОЗУ, содержащего в себе 4 Гб, система будет пользоваться только тремя

Оптимальной для всех видов оперативной памяти будет 64-разрядная система Windows. Но стоит помнить, что устаревший компьютер попросту не найдет подходящих драйверов на системы данного разряда. Поэтому прежде чем выбрать ОЗУ, убедитесь в том, что у вас установлена именно 64-разрядная система и все приложения функционируют правильно. Также не лишним будет посетить сайт производителя материнской платы и ознакомиться с информацией про её возможности и максимально поддерживаемый ею размер памяти.

Видео по теме

Объём оперативной памяти

Далее остановимся подробнее на следующей важной характеристике оперативной памяти – ее объеме. Вначале следует отметить, что он самым непосредственным образом влияет на количество единовременно запущенных программ, процессов и приложений и на их бесперебойную работу

На сегодняшний день наиболее популярными модулями являются планки с объемом: 4 Гб и 8 Гб (речь идет про стандарт DDR3).

Исходя из того, какая операционная система установлена, а также, для каких целей используется компьютер, следует правильно выбирать и подбирать объем ОЗУ. В большинстве своем, если компьютер используется для доступа к всемирной паутине и для работы с различными приложениями, при этом установлена Windows XP, то 2 Гб вполне достаточно.

Для любителей «обкатать» недавно вышедшую игру и людей, работающих с графикой, следует ставить как минимум 4 Гб. А в том случае, если планируется установка виндовс 7 , то понадобится еще больше.

Самым простым способом узнать, какой для вашей системы необходим объем памяти, является запуск Диспетчера задач (путем нажатия комбинации на клавиатуре ctrl+alt+del) и запуск самой ресурсопотребляющей программы или приложения. После этого необходимо проанализировать информацию в группе «Выделение памяти» — «Пик».

Таким образом можно определить максимальный выделенный объем и узнать, до какого объёма её необходимо нарастить, чтобы наш высший показатель умещался в оперативной памяти. Это даст вам максимальное быстродействие системы. Дальше увеличивать необходимости не будет.

Выбор оперативной памяти

Сейчас перейдем к вопросу выбора оперативки, наиболее подходящей конкретно вам. С самого начала следует определить именно тот тип ОЗУ, который поддерживает материнская плата вашего компьютера. Для модулей разных типов существуют разные разъемы соответственно. Поэтому, чтобы избежать повреждений системной платы или непосредственно модулей, сами модули имеют различные размеры.

Об оптимальных объемах ОЗУ говорилось выше

При выборе оперативной памяти следует акцентировать внимание на ее пропускную способность. Для быстродействия системы наиболее оптимальным будет тот вариант, когда пропускная способность модуля совпадает с той же характеристикой процессора

То есть, если в компьютере стоит процессор с шиной 1333 МГц, пропускная способность которого 10600 Мб/с, то для обеспечения наиболее благоприятных условий для быстродействия, можно поставить 2 планки, пропускная способность которых 5300 Мб/с, и которые в сумме дадут нам 10600 Мб/с.

Однако, следует запомнить, что для такого режима работы модули ОЗУ должны быть идентичны как по объему, так и по частоте. Кроме того, должны быть изготовлены одним производителем. Вот краткий список производителей хорошо себя зарекомендовавших: Samsung, OCZ, Transcend, Kingston, Corsair, Patriot.

В конце стоит подытожить главные моменты:

• Исходя из определения: оперативная память или ОЗУ — это составная часть компьютера, необходимая для временного хранения данных, которые в свою очередь необходимы процессору для его работы.
• После завершения каких-либо операций (закрытия программ, приложений) все связанные с ними данные удаляются из микросхемы. А при запуске новых задач в неё с жесткого диска загружаются данные, которые необходимы процессору в данный момент времени.
• Скорость доступа к данным, находящимся в оперативной памяти, в несколько сотен раз больше скорости доступа к информации, которая находится на жестком диске. Это позволяет процессору использовать нужную информацию, получая к ней мгновенный доступ.
• На сегодняшний день самые распространенные 2 типа: DDR3 (с частотой от 800 до 2400 МГц) и DDR4 (от 2133 до 4266 МГц). Чем выше частота, тем быстрее работает система.

Если у вас возникли трудности с выбором оперативной памяти, если не можете определить, какой тип ОЗУ поддерживает ваша материнская плата и какой объем будет больше соответствовать нуждам, то вы всегда можете обратиться в сервис сайт. Мы — это компьютерная помощь на дому в Москве и Подмосковье. Наши специалисты помогут с выбором, заменой и установкой в компьютер или ноутбук.

Типы и формфакторы ОП

Прежде чем определиться, какую оперативную память выбрать для компьютера или ноутбука, нужно ознакомиться с её типами и формфакторами. Итак, имеется 3 вида ОП:

1. DIMM. Наиболее часто используется в ПК.
2. SO-DIMM. Наиболее часто этот вид ОЗУ можно встретить в ноутбуках и моноблоках. Отличается от предыдущего вида более компактным размером.
3. FB-DIMM. Оснащен повышенной поддержкой буферизации и высоким качеством работы. Следует выбрать в качестве оперативной памяти для серверов.

Важно учитывать то, что ОП должна быть совместима с материнской платой. Как выбрать оперативную память для компьютера: предпочесть ddr3 или ddr4? На данный момент существует 4 типа ОП, классифицирующиеся по совместимости с материнской платой:

1. DDR – устаревший и практически вышедший из производство.
2. DDR2 – как и предыдущий вариант является устаревшим.
3. DDR3 – на данный момент является наиболее популярным среди потребителей.
4. DDR4 – является новинкой в мире компьютерной техники. Для новейших моделей процессора следует выбрать именно этот тип.