Що зберігає в собі оперативна пам’ять

Якщо ви хочете не просто використовувати персональний комп'ютер, а й мати уявлення про його деталях, а також про принципи роботи, то ця книга для вас. Навіщо потрібен кулер, що зберігає в собі оперативна пам'ять, чому не потрібно лякатися BIOS, як розібратися в РК і ЕПТ-моніторах - про це і про багато іншого ви дізнаєтеся, прочитавши книгу. До речі, тут ви не знайдете модерних слів і складних інструкцій - ми говоримо мовою, зрозумілою будь-якому починаючому користувачеві: доступно і з гумором. Одним словом, ця книга - набір корисних порад про те, як порозумітися з «залізним другом». Вона допоможе вам стати справжнім господарем свого комп'ютера.

Книга: Залізо ПК. популярний самовчитель

Що зберігає в собі оперативна пам'ять

Розділи на цій сторінці:

Що зберігає в собі оперативна пам'ять

Оперативна пам'ять відіграє важливу роль: під час роботи комп'ютера в ній зберігаються поточні дані, які необхідні процесору в той чи інший момент часу. Наприклад, коли ви запускаєте якусь програму, вона в першу чергу завантажується з жорсткого диска в оперативну пам'ять і тільки після цього стає доступною для процесора.

Припустимо, ви попрацювали в якійсь програмі і раптом вирішили пограти в дуже цікаву гру. Для простоти припустимо, що ви спочатку закрили свою програму, після чого запустили іграшку. При цьому дані, пов'язані з програмою, вивантажуються з оперативної пам'яті, а інформація про гру завантажується в «оперативку». Тобто вже дані гри (а не програми) стануть доступні для процесора, що і дозволить вам насолодитися саме грою.

Ускладнимо приклад. Припустимо, ви запустили кілька програм (або ігор) одночасно. При цьому всі пов'язані з запущеними додатками дані завантажаться в оперативну пам'ять (звичайно, якщо її обсягу для цього достатньо). Залежно від того, на яку конкретно програму ви вирішили переключитися, процесор звернеться саме до тих елементів пам'яті, в яких зберігаються дані, пов'язані з цією програмою.

З'єднуємо впізнане воєдино

Як ми вже згадували, процесор «спілкується» з оперативною пам'яттю не безпосередньо, а через спеціальну мікросхему на материнській платі, яка називається північним мостом. При цьому процесор, північний міст і оперативна пам'ять з'єднані між собою майже сотнею дуже тоненьких провідників, які і називаються системною шиною (FSB), про яку ми також вже говорили.

«Для чого взагалі потрібна оперативна пам'ять? - запитаєте ви. - Чому б процесору не працювати безпосередньо з файлами програм, що зберігаються на жорсткому диску комп'ютера? »

Справа в тому, що тоді б виникли серйозні проблеми зі швидкістю роботи комп'ютера. Поки всі існуючі в природі жорсткі диски працюють повільніше оперативної пам'яті в тисячі разів. Ось і доводиться спочатку завантажувати необхідні дані в набагато більш швидку оперативну пам'ять, щоб процесор міг з ними нормально працювати.

Потрібно чітко уявляти, що оперативна пам'ять є енергозалежною. Це означає, що, як тільки ви вимкніть комп'ютер (або раптом пропаде електрика), всі дані з оперативної пам'яті пропадуть.

По-англійськи оперативна пам'ять називається Random Access Memory (RAM), що перекладається як «пам'ять з довільним доступом». Що це за довільний доступ. Будемо розбиратися, як то кажуть, «на пальцях».

Так ось, довільний тип доступу оперативної пам'яті означає те, що якщо процесору раптом знадобилися дані з комірки якогось стотисячного шпальти і двохсоттисячної рядки, йому не потрібно послідовно перебирати всі попередні тисячі стовпців і рядків, щоб дістатися до шуканої осередки. Пошук і звернення до потрібної осередку відбуваються безпосередньо і за рахунок цього дуже швидко, що, погодьтеся, досить сприятливо впливає на швидкість роботи.

Іншими словами, поєднання «довільний доступ» означає, що швидкість доступу до конкретної осередку не залежить від її матеріального становища в пам'яті.

Наприклад, на так званих стрічкових носіях інформації реалізований послідовний доступ. При такому типі доступу, щоб прочитати вміст комірки (блоку) під номером 1000, влаштуванню читання насамперед необхідно виявити початкову клітинку (для чого перемотати магнітну стрічку до початку), потім послідовно відрахувати 999 блоків і тільки після цього провести читання з потрібної осередку.

Задамося питанням: «Що собою являє оперативна пам'ять або, кажучи більш зрозумілою мовою, як вона виглядає?» Це плата з розташованими з двох сторін прямокутними мікросхемами, в яких безпосередньо і знаходиться оперативна пам'ять (рис. 4.6).

Мал. 4.6. Плата оперативної пам'яті (один з видів)

На материнській платі оперативна пам'ять встановлюється в спеціально призначені для цього слоти (рис. 4.7).

Мал. 4.7. Слоти для оперативної пам'яті

Слід мати на увазі, що для кожного виду модулів оперативної пам'яті існують власні слоти. Тобто ви не зможете, наприклад, встановити пам'ять SDRAM в слот для DDR SDRAM, і навпаки.

Не лякайтесь. Трохи пізніше ви дізнаєтеся, що означають загадкові абревіатури SDRAM і DDR SDRAM.

Втім, як самостійно встановлювати оперативну пам'ять на материнську плату, ми розглянемо в розділі 11, а поки поговоримо про її основні характеристики та видах.

Об'єм оперативної пам'яті

Самою зрозумілою для звичайного користувача характеристикою пам'яті є її об'єм. Як ми вже згадували, обсяг сучасних плат пам'яті вимірюється сотнями мегабайт. Щоб ваш комп'ютер працював ефективно, він повинен бути «озброєний» достатньою кількістю оперативної пам'яті.

Якщо перевести нашу розмову в русло сухих фактів, то ви дізнаєтеся, що для роботи в операційній системі Windows XP непогано б мати мінімум 256 Мбайт «оперативки» (це необхідний мінімум, комфортно працювати з таким об'ємом пам'яті не вийде), а краще - 512 Мбайт . Якщо ж комп'ютер працює під управлінням Windows Vista, пам'яті знадобиться значно більше, тобто ніяк не менше 512 Мбайт. А якщо ви хочете насолодитися усіма принадами напівпрозорого і тривимірного інтерфейсу Vista, доведеться починати танцювати від 1 Гбайт.

Швидкодія і продуктивність

Ви вже знаєте, що найшвидшим пристроєм комп'ютера є процесор. Тому завдання зростання продуктивності ПК зводиться не стільки до підвищення тактової частоти ядра процесора, скільки до збільшення швидкості роботи інших пристроїв, щоб процесор не так довго простоював, чекаючи своїх неквапливих колег.

Оперативна пам'ять хоч і працює набагато швидше за інших внутрішніх пристроїв комп'ютера, все одно сильно відстає від швидкості процесора. У зв'язку з цим виробники пам'яті весь час намагаються всіляко збільшити її швидкість.

Основним параметром швидкодії оперативної пам'яті є час доступу. Це час, який проходить між моментом, коли чіпсет дає запит про вміст комірки пам'яті, і моментом, коли до нього повертається відповідь.

Час доступу вимірюється в наносекундах. Нагадаємо, що 1 нс = 10 -9 с. Такі проміжки часу можуть здатися вам неймовірно малими, але для процесора вони все одно залишаються дуже великими.

Величина, зворотна часу доступу, називається тактовою частотою. Цей параметр є більш наочним, так як дозволяє реально порівняти швидкість роботи процесора і оперативної пам'яті. Наприклад, застарілі вже типи «оперативки» мали час доступу близько 15 нс, що відповідало тактовій частоті 60 МГц. Сучасні ж типи пам'яті можуть працювати з тактовою частотою 1066 МГц і вище.

Крім швидкості, оперативна пам'ять характеризується таким важливим параметром, як продуктивність (вона ж - теоретична пропускна здатність). Як продуктивність процесора залежить від розрядності системної шини, так продуктивність оперативної пам'яті залежить від розрядності шини пам'яті.

Розрядність шини пам'яті - це кількість біт (байт), які пам'ять може одночасно записати або прочитати за раз. Більшість сучасних типів пам'яті мають розрядність шини 64 біта (8 байт) (хоча є і вище).

Продуктивність оперативної пам'яті визначає кількість інформації, яке пам'ять здатна прийняти або видати за 1 секунду. І обчислюється вона простим множенням розрядності шини пам'яті на швидкість пам'яті.

Але не будемо занадто глибоко вдаватися в технічні тонкощі. Обчислювати швидкодію і продуктивність оперативної пам'яті ви навряд чи будете, швидше за все, просто купите ту, яка підходить до вашої материнської плати.

Типи пам'яті та види модулів пам'яті

За роки розвитку комп'ютерної техніки розробники оперативної пам'яті постійно ламали (і досі ламають) голову над тим, як зробити свій продукт більш швидким і продуктивним. У цій книзі ми опустимо всі технічні подробиці, цікаві Новомосковсктелі можуть знайти масу літератури по даному питанню. На даний момент вам необхідно мати уявлення про основні типи пам'яті (і модулях, в яких вони реалізовані).

• FPM RAM (Fast Page Mode RAM) - пам'ять з так званим швидким сторінковим обміном використовувалася в перші роки комп'ютерної ери. Як ми вже згадували, оперативна пам'ять є багатомільйонну матрицю осередків. Для прискорення доступу до оперативної пам'яті вона розбивалася на так звані сторінки. Це дозволяло збільшити швидкість доступу до даних у випадках, коли змінювався тільки номер стовпця клітинки, а номер рядка залишався незмінним. Час доступу FPM RAM становило 200 нс.

Ці два типи пам'яті безнадійно застаріли і навряд чи вже коли-небудь вам зустрінуться. Хоча, якщо вам попадеться один з перших комп'ютерів на базі процесора Pentium Pro ...

• Наступним витком еволюції оперативної пам'яті стала DDR SDRAM. Абревіатура DDR означає Double Data Rate - подвоєна швидкість передачі даних. Як можна здогадатися з назви, дана пам'ять працює в два рази швидше SDRAM, і це дійсно так. Пам'ять DDR SDRAM (і її нащадки) використовується практично на всіх сучасних комп'ютерах. Така популярність пам'яті DDR SDRAM пояснюється тим, що вона здатна працювати з більшістю сучасних системних плат, що функціонують на високих частотах.

• Не важко припустити, що пам'ять DDR2 SDRAM і DDR3 SDRAM - це подальший розвиток DDR SDRAM. Ці типи розрізняються деякими технологічними особливостями, але нам це не так цікаво. Просто запам'ятайте, що DDR2 працює швидше, ніж DDR, а DDR3 - швидше, ніж DDR2.

• Деякий час лідером у швидкодії була пам'ять RDRAM (Rambus Dynamic RAM) - динамічна пам'ять від компанії Rambus. Вона працювала на частотах 400 і 533 МГц і дуже дорого коштувала. Через свою дорожнечу RDRAM не отримала широкого поширення і зустрічається в деяких комп'ютерах на базі вже дещо застарілого процесора Pentium 4. Інші ж виробники материнських плат вирішили використовувати більш доступну пам'ять DDR SDRAM.

Ось такі типи пам'яті існували або існують на ринку комп'ютерних технологій.

Тепер поговоримо про модулях оперативної пам'яті. Під модулем ми будемо розуміти плату, на якій розташовані мікросхеми пам'яті (див. Рис. 4.6). Модулі відрізняються один від одного розмірами і формою (форм-фактором). Вам можуть зустрітися модулі пам'яті трьох видів: SIMM, DIMM і RIMM.

• Модулі SIMM (Single Inline Memory Module - модуль пам'яті з однорядним розташуванням висновків) є застарілими, тому що саме на них реалізовувалася пам'ять FPM і EDO. Дані модулі проводилися в двох варіантах: 30- і 72-контактні (рис. 4.8).

Мал. 4.8. 30-контактний (зверху) і 72-контактний (знизу) модулі SIMM

Відмінною особливістю модулів SIMM було те, що їх не можна було встановлювати на материнську плату поодинці або в непарній кількості: 72-контактні модулі розташовувалися тільки парами, а маленькі 30-контактні - групами по чотири штуки. При порушенні цього правила материнська плата просто «не бачила» пам'ять.

• Модулі DIMM (Dual Inline Memory Module - модуль пам'яті з дворядним розташуванням висновків) з'явилися разом з пам'яттю SDRAM. Ці модулі мають 168 контактів і підтримують швидкості роботи 66, 100 і 133 МГц. З появою пам'яті DDR SDRAM з'явилися 184-контактні модулі, що працюють на частоті від 200 МГц. До речі, на рис. 4.6 зображений саме модуль DIMM.

Хоч 168- і 184-контактні модулі DIMM і однакові за розмірами, вони мають деякі відмінності в формі. Це зроблено саме для того, щоб не можна було встановити модуль DIMM з пам'яттю SDRAM в слот для пам'яті DDR SDRAM і навпаки.

• Як ви вже здогадалися, модулі RIMM підтримують пам'ять RDRAM. Вони мають 184 контакту, такі ж розміри, як модуль DIMM, однак і ряд специфічних особливостей конструкції (рис. 4.9), які не дозволять встановити їх у слот для модулів DIMM.