Что такое оперативная память компьютера: роль и функции

Назначение

Оперативная память действует как временный буфер для данных на пути между дисководом и процессором.

То есть при задании команд на компьютер они сначала попадают в память и только потом в процесс.

Чтобы не путать его с памятью жесткого диска, представьте себе ситуацию. Вы печатаете текст в «word», но он еще не сохранен. На самом деле его все равно нет, потому что если перезагрузить систему, то он исчезнет.

Но если вы видите это на экране, значит, оно существует. В этот момент как раз-таки оперативная память хранит информацию оперативная память. Когда вы нажмете «Файл — Сохранить как» или сделаете другим способом, дадите своему документу имя и выберете место для его сохранения, он уже будет на жестком диске. То есть, если вы перегразузите компьютер, то есть найти его в нейном месте.

Куда делась оперативная память

Наверное, самым часто задаваемым вопросом о памяти компьютера будет вопрос: «Почему оперативная память не используется в полном объеме?». И это можно услышать как от новичков, так и от опытных пользователей ПК. Причин этому может быть несколько, но зачастую решение кроется в сложности операционной системы.

Как известно, 32-битная версия операционной системы Windows способна работать с объемом памяти, не превышающим 4 Гб. Большего она просто не «увидит». В 64-битной версии таких ограничений нет. Таким образом, при объявлении такой проблемы, прежде всего, вы должны проверить, какая версия ОС установлена. Сделать это можно, щелкнув правой кнопкой мыши значок «Компьютер» на рабочем столе (или в меню «Пуск») и выбрав вкладку «Свойства». В разделе «Система» будет располагаться вся необходимая информация, включая общий и доступный объем оперативной памяти.

Отметим, что 64-битная версия доступна для всех современных операционных систем Windows (XP, Vista, 7, 8, 10). Поэтому, если компьютер использует или планирует использовать более 4 Гб оперативной памяти, необходимо установить 64-битную операционную систему Windows. Оперативная память при этом будет всякая высокая.

Но есть и другие причины уменьшения доступного объема оперативной памяти. Это может быть программным ограничением используемой версии операционной системы (в каждой версии доступно несколько редакций). Также часть объема можно зарезервировать для встроенного видеоадаптера, если он есть. Не забывайте, что каждая материнская плата имеет свои требования к характеристикам и объему оперативной памяти. Если они не выполняются, память будет недоступна.

Есть и аппаратные проблемы. Например, модуль может быть неверным или не до конца вставленным. Также у него могут быть повреждены участки памяти. Этот модуль не подлежит ремонту и требует немедленной замены. Показать повреждения можно специальными программами.

Какой объём оперативной памяти необходим компьютеру

При выборе или модернизации компьютера часто возникают такие вопросы: «Как узнать оперативную память компьютера?», «Какой объем нужен?». Ответ на первый вопрос достаточно прост — нужно только воспользоваться утилитой CPU-Z. Она дает исчерпывающий ответ. С обьёмом немного сложнее. Если речь идет о модернизации, то пользователь, скорее всего, уже сталкивался с нехваткой памяти и примерно знает, насколько ее нужно увеличить.

При сборке нового компьютера в первую очередь определяется его назначение. 1-2 ГБ достаточно для нормальной офисной работы с документами. 4 Гб будет приемлемо для смешанного использования домашнего компьютера. Если собирается игровой компьютер, то оперативной памяти потребуется минимум 8 Гб, но комфортнее будет с 16 Гб. То же самое относится и к серьезным рабочим машинам. Объем необходимой памяти определяется приложениями, с которыми будет осуществляться работа, но обычно он составляет не менее 8-16 Гб.

Принцип работы ОЗУ

Оперативная память взаимодействует с центральным процессором и запоминающими устройствами (жесткими дисками). Это работает следующим образом:

1. активное или флеш-карта профессий информации в ОЗУ;
2. эти данные для последующей обработки передаются в центральный процессор);
3. после обработки данных из процессора они передаются на устройство ввода-вывода.

Отсюда следует, что оперативная память представляет собой буферную зону между процессором и запоминающим устройством.

В работе можно обойтись и без этого элемента, но в этом случае данные обрабатываются в десятки (а то и сотни) раз дольше из-за увеличения времени доставки информации. Проблема в том, что скорость процессора и жесткого диска несопоставимы.

В процессе обработки данных используется кэш-память (оперативная, ОЗУ), разбитая на небольшие сектора.

Необходим для временного (промежуточного) хранения данных, к которым часто обращается пользователь, что позволяет ускорить доставку данных в регистры, исключить простои в работе процессора и повысить производительность всего ПК.

Как проверить оперативную память

При возникновении сбоев и сбоев в работе, которые могут быть вызваны проблемами с оперативной памятью (зависания и системные сбои, появление так называемого «синего экрана смерти»), необходимо провести проверку на наличие ошибок. Сделать это можно как стандартными средствами операционной системы, так и сторонними программами.

В Windows 7 оперативная память проверяется программой под названием «Windows Memory Checker». Найти его можно либо по адресу «Панель управленияСистема и безопасностьАдминистрирование», либо через поиск по ключу «mdsched» в меню «Пуск». Среди всех других утилит Memtest86+ является наиболее распространенной, доступной и надежной программой для диагностики ОЗУ+.

Важно помнить пару моментов:

1. Оперативная память возникает не из-за проявлений стистема (с загрузочной флешки, диска или после перезагрузки системы).

2. Если установлено несколько модулей памяти, проверьте их по отдельности. Так будет легче определить, какой из них неисправен.

Вид

Физически операционная система выглядит как пластина с набором микросхем, которая подключается к материнской плате. Он похож на соты, то есть имеет ячейки, в которых хранится определенный объем данных.

Все модули памяти аналогичны между собой и состоят из:

• Чипов памяти.
• SPD (Serial Presence Detect) — микросхемы, включающие базовые настройки. То есть при расчете системы BIOS орабается к ней.
• Так начение ого ключа — определение прорези на пластине, часть логики ее нахождения на материнке.
• SMD-элементы (конденсаторы, резисторы), управляющие питанием микросхем и обеспечивающие электрическое отключение сигнальных цепей.
• Печатной платы РСВ, на которой собраны остальные компоненты модуля.

Хотите узнать характеристики устройства, которое есть у вашего ПК или ноутбука? На наклейке производителя можно прочитать про стандарт, частоту (скорость работы) и тайминг (время выполнения команды после ее поступления). В настоящее время современные производители карт памяти размещают свои платы в «подобном» радиаторе. Но по факту это деят только визуально красивое видео.

Виды ОЗУ

Чтобы полностью раскрыть вопрос о том, что такое оперативная память компьютера — необходимо коснуться ее разных типов. На данный момент их два:

1. Тип статистической памяти.
   Он дорог и требует много места, поэтому используется, как правило, в специализированных устройствах или для кэшей небольшого объема в микропроцессорах. Эта память называется SRAM (Static random access memory), производится на базе полупроводниковых триггеров и имеет высокую скорость работы.
2. Тип динамической памяти.
   Самый распространенный тип, который выполнен на основе конденсаторов, имеет большую плотность записи и стоит недорого. Он называется динамическим, потому что конденсаторы быстро разряжаются и требуют периодической подзарядки. Официальное название — DRAM (Динамическая оперативная память).

Конструктивные исполнения DRAM

В зависимости от выполняемых задач модули динамической памяти DRAM выпускаются в разных модификациях:

• SIPP – память в виде пластины, контакты которой представляют собой штырьки. Эта версия оперативной памяти больше не используется.

Инжир. 5. Помните о SIPP.

• SIMM, модули в виде длинных прямоугольников с контактными площадками по одной стороне и защелками для установки. Самые распространенные версии — с 30 и 72 контактами. Объем такой памяти, которая сейчас тоже не выпускается, равнялся 256 КБ и 1–128 МБ.
• DIMM – пластины, контактные площадки на которых расположены с двух сторон. Прямоугольные пластины, как и модули SIMM, устанавливаются с помощью защелок. Компоновка микросхемы может быть как односторонней, так и двусторонней, а количество контактов до 288 (для DDR4).
• SO-DIMM — те же модули, что и DIMM, но меньшего размера, предназначенные для установки в небольшие корпуса ноутбуков или системные блоки с форм-фактором Mini-ITX. Эти же пластины используются в принтерах и другом оборудовании, для работы которого требуется оперативная память. Количество контактов может достигать 260 (SO-DIMM DDR4).

Инжир. 6. Отличия модулей DIMM и SO-DIMM.

Еще один вариант DRAM – модули RIMM, которые из-за особенностей конструкции устанавливаются только с параметрами, хотя на практике сейчас не используются. Память имеет 160, 168, 184 и 242 контакта. Существует уменьшенная версия этой «операционной машины» SO-RIMM, предназначенная для портативных компьютеров.

DDR3

Память DDR3 стала следующим этапом эволюции. Появившись в 2007-2008 годах, она не привела к резкому уходу от DDR2, а начала планомерно завоевывать рынок памяти. На сегодняшний день это самый распространенный тип оперативной памяти.

Не желая отказываться от предыдущего поколения, производители выпускали материнские платы, поддерживающие оба стандарта. Память DDR2 несовместима с DDR3 ни электрически, ни механически. Хотя оба типа имеют 240 контактов, ключ расположен в разных местах. Основное отличие состоит в том, что энергопотребление и напряжение питания (1,5 В) даже ниже по сравнению с DDR и DDR2).

В своей линейке оперативная память DDR3 начинается с модуля PC3‑6400 (DDR3‑800) с эффективной частотой 800 МГц и скоростью передачи данных 6400 МБ/с. Сейчас такие модули стали довольно редкими. Это связано с тем, что большинство современных материнских плат поддерживают частоты памяти не ниже 1333 МГц. Топовые модели поддерживают память с частотой до 3200 МГц (PC3‑25600).

В семействе DDR3 есть небольшая ветвь — низкоуровневая (низковольтная) память DDR3L, для которой характерно пониженное напряжение питания (1,35 В). Он полностью совместим с DDR3.

Для чего нужна оперативная память

Многие начинающие пользователи задаются вопросом «Зачем компьютеру оперативная память, если данные на ней теряются при отключении питания?» Ведь есть надежный SSD или HDD, где информация хранится постоянно».

Ответ прост. По сравнению со скоростью процессора скорость привода слишком мала. Если центральный процессор будет работать напрямую с энергонезависимой памятью, то это очень сильно снизит производительность машины.

Оперативная память по сравнению с хранилищем работает значительно эффективнее. Поэтому процессор гораздо быстрее получает необходимые данные, хранящиеся в памяти. Благодаря этому производительность компьютера увеличивается.

Что делать если оперативной памяти не хватает

Современные программы для комфортного функционирования требуют все больше оперативной памяти. Но даже купив современный компьютер, можно заметить, что:

• cтали медленно открывать программы,
• стали загружать новые локации в компьютерных играх уже давно,
• при открытии большой объем контактов в брасураре компьютер подрома живет.

Что было бы, если бы работа на ПК стала проблематичной? Есть несколько вариантов решения проблемы:

1. Докупить память. Иногда зависания связаны с тем, что объема памяти физически не хватает. То есть для такого большого количества программ и процессов, запущенных на ПК, требуется больший рабочий объем. В этом случае вам просто необходимо приобрести еще один дополнительный модуль памяти в магазине.

2. Установите специальное программное обеспечение. Возможно, это прозвучит абсурдно: и так нет оперативной памяти, зачем ставить еще больше программ? Однако это особый тип приложений, которые способны оптимизировать работу Windows, настраивая систему на максимальную производительность. Одной из таких программ является Computer Accelerator. С его помощью вы сможете максимально компактно упорядочить информацию, а также найти и исправить системные ошибки, выполнить сборку мусора, настроить автозагрузку и выполнить другие процедуры, повышающие скорость вашего ПК.

Этот способ особенно актуален для ноутбуков, где проблематично повысить работоспособность покупкой новых блоков.

Ускоритель Компьютера позволяет значительно разогнать статистику без докупки оперативки

Зная, что такое оперативная память, зачем она нужна и как ее увеличить, вы сможете сделать систему быстрее. А Ускоритель Компьютера поможет сделать это максимально простым. Скачайте программу и забудьте о медленной работе ПК!

Читайте также: Как зайти в БИОС на Windows 10: самый легкий способ

Основные параметры RAM

Одной из основных характеристик оперативной памяти, на которую обращают внимание практически все пользователи ПК, является ее объем.

В какой-то мере это правильно, но при выборе оперативной памяти для компьютера также следует ориентироваться на такие рабочие параметры:

• тип памяти;
• частота работы;
• тайминги или временные задержки сигнала.

Все эти параметры связаны. Так, ОЗУ типа DDR1 может иметь частоту использования шин от 200 до 400 МЖЗ, DDR2 — от 200 до 533 МЖЗ, DDR3 — от 800 до 2400 МЖЗ.

Аналогичный показатель более современных модулей DDR4 достигает уже 3200 МГц, что позволяет ему работать заметно быстрее.

Все параметры оперативной памяти должны соответствовать характеристикам материнской платы и центрального процессора компьютера. При этом память другого типа просто не может быть установлена ​​из-за несовпадения контактов и слотов, оперативная память с неподходящей частотой может работать некорректно, а неподдерживаемый объем не позволит запустить компьютер. Например, 8-гигабайтный модуль DIMM не стоит устанавливать на «материнки» с поддержкой только 4 Гб на каждый слот.

Очистка оперативной памяти

Самый простой и действенный способ очистить оперативную память — перезагрузить компьютер. Но он подходит далеко не для всех пользователей и полезен не во всех случаях. Альтернативой будет закрытие ненужных программ и тем самым освобождение зарезервированных ими объемов памяти. Сделать это можно в «Диспетчере задач», нажав Ctrl+Alt+Delete.

Также существует множество различных программ, предназначенных для оптимизации потребления оперативной памяти. Можно упомянуть такие утилиты, как CleanMem, SuperRam, Wise Memory Optimizer. А также CCleaner — универсальная и очень полезная утилита для мониторинга системы, которая способна эффективно очищать память, удалять временные файлы и кэш программ и систем, оптимизировать реестр.

Но стоит помнить, что эти методы являются лишь временным решением проблемы, полагаться на них не стоит. Основной проблемой нехватки оперативной памяти и, как следствие, медленной работы компьютера является недостаточное количество оперативной памяти для конкретного компьютерного набора или задачи. Решить его можно, утомившись доставкой планку памяти или купив новое большее обёмо.

DDR и DDR2

Оперативная память DDR (Double Data Rate) стала следующим этапом развития SDRAM и характеризуется удвоенной скоростью передачи данных. Количество контактов (184 против 168) и клавиш (1 против 2) тоже разное. Первым в линейке стал модуль PC1600 с чипом DDR200, эффективной частотой 200 МГц (при тактовой частоте шины памяти 100 МГц) и пропускной способностью 1600 МБ/с. Последним должен был стать PC3200 (DDR400, 400 МГц, 3200 МБ/с), но также были выпущены модули PC4200 (DDR533, 533 МГц) и выше.

Помимо увеличенной скорости, DDR-память имела возможность работать в двухканальном режиме, что теоретически должно было увеличить скорость (точнее, пропускную способность) в два раза. Для этого нужно было вставить в материнскую плату две платы с абсолютно одинаковыми характеристиками, которые также должны были поддерживать такой режим. На практике прирост скорости не так заметен, как описывается в теории. Наконец, двухканальный режим также будет поддерживать все остальные типы памяти DDR.

Первая память DDR SDRAM появилась в 2001 году. Сегодня еще, конечно, можно встретить в старых компьютерах, но это очень редко. Уже в 2003-2004 годах ей на смену пришла DDR2 SDRAM — второе поколение с удвоенной частотой шины. Память DDR2 имеет отличия в корпусе (240 контактов и другое расположение клавиш), что делает ее не взаимозаменяемой с DDR.

Линейка началась с модуля PC2-3200, работавшего на чипе DDR2-400 с эффективной частотой 400 МГц и пропускной способностью 3200 МБ/с. Последним стабильно работающим модулем был PC2‑9600 (DDR2‑1200, 1200 МГц, 9600 МБ/с). Выпускались и модулировались с более хорошими страницами, но их работа не отличалась стабличной.

Оперативная память в ноутбуке, компьютере и смартфоне

Отдельно ПК разбирать не будем, так как именно этот тип оперативной памяти был взят за основу при написании статьи.

Добавлю лишь, что в любом ПК есть возможность расширить объем оперативной памяти путем добавления дополнительной платы в специальный раздел материнской платы. В большинстве стационарных компьютеров предусмотрено до четырех слотов памяти.

ОЗУ в ноутбуке

Что касается ноутбука, то особых отличий от ПК нет, за исключением следующего:

1. Количество контактов на планке меньше, чем на настольных версиях.
2. Контакты работают асинхронно, хотя расположены симметрично.
3. Планки не комплектуются кулерами, потому что такие большие механизмы сложно уместить в компактных устройствах.

В большинстве старых ноутбуков нет возможности увеличить объем оперативной памяти, но в некоторых современных моделях такая возможность есть. В ноутбуках обычно имеется до двух слотов для оперативной памяти, а в настольных ПК — до четырех.

Особенности

Современные пользователи ноутбуков и компьютеров знают, что дает оперативная память. Она отвечает за скорость — насколько быстро будет выполнена и обработана команда, пришедшая с ПК. Чтобы определить частоту конкретного модуля, можно просто посмотреть на наклейку, где указаны цифры и буквы, например: DDR3 — 1600 PC3 — 12800 CL9 ECC REG.

Кроме того, вы можете использовать специальные программы, позволяющие определить характеристики оперативной памяти. Что означает этот шифр?

1. DDR3 — поколение памяти, наиболее распространенный тип.
2. 1600 — рабочая частота памяти, которая измеряется в МГц.
3. PC3 — 12800 — параметр, указывающий пропускную способность, то есть количество обрабатываемой информации за 1 секунду.
4. C19 – информация о тайминге оперативной памяти, измеряемая в миллисекундах. Чем ниже показатель, тем лучше.
5. ECC – память сделана контроль четности. В модуле есть специальный контроллер, исправляющий ошибки, возникающие в процессе работы.

Следовательно, если вы хотите увеличить оперативную память, то учитывайте эти параметры, иначе велик риск несовместимости устройства и оперативной памяти.

Скоростные показатели

Здесь я расскажу о динамической памяти, то есть о той, что встречается в наших компьютерах под видом планов. Полное название DDR SDRAM (синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных)

Ввиду развития технологий в поисках с примерами оперативников производители удвоили скорость своей работы. Они выполняют две операции за один цикл, поэтому их называют DDR (Double Data Rate). Таким образом, эффективная частота равна тактовой. В частности, этот тип ОЗУ имел показатель 200-400 МГц (тактовая частота 100-200МГц).

Но даже этой скорости было недостаточно. Поэтому стали выпускать DDR2 со спектром 400-1066 МГц (200-533 МГц).

Однако вместе со скоростью увеличились задержки в работе, что вдохновило разработчиков на создание нового модуля DDR3, потребляющего меньше электроэнергии.

Его частотный диапазон: 800-2400 МГц (400-1200 МГц).

Сейчас производители разработали четвертое поколение устройств — DDR4, эффективный показатель которого находится в пределах 2133—4266 МГц. Графически они совершенно разные и имеют разные клавиши (специальные прорези под прорезью в мат пластине).

Основные характеристики ОЗУ

Основные показатели:

• Объем памяти – максимальное количество информации, которое может быть размещено в этой памяти, выраженное в Кб, Мб и Гб.
• Время доступа к памяти (в наносекундах) представляет собой минимальное время, необходимое для размещения единицы информации в памяти.
• Плотность записи (в $бит/см^2$) – количество информации, записанной на одной поверхности носителя.

Модули $SIMM$ имеют объем $4$, $8$, $16$, $32$, $64$ Мб; Модули $DIMM$ – $16$, $32$, $64$, $128$, $256$, $512$ Мб.

Время доступа модулей SIMM – $50–70$ нс, модулей $DIMM$ – $7–10$ нс.

Тайминги и напряжение

Временем называют длительность задержки в процессе передачи информации между различными компонентами вычислительной техники.

Его значение напрямую влияет на скорость оперативной памяти, а значит и всего компьютера (или другого устройства).

Небольшой тайминг означает, что операции будут выполняться быстрее.

Время задержки обратно пропорционально быстродействию ОЗУ.

Для решения проблемы производители оперативной памяти увеличивают рабочее напряжение, уменьшая тайминги. Это позволяет увеличить количество операций, выполняемых в единицу времени, но также требует более ответственного отношения к выбору памяти, которая также должна соответствовать напряжению.

Для чего нужна ОЗУ в компьютере

Итак, оперативная память — это хранилище временных данных, необходимых для выполнения текущих процессов. Далее мы разберем этот механизм более подробно.

Работа оперативной памяти происходит по следующей схеме: информация с жесткого диска (флешки, DVD) сначала поступает в память, затем процессор принимает ее в работу. Это значительно повышает производительность системы, так как скорость передачи данных с внешних носителей обычно не очень высока, и процессор вынужден стоять на месте. Отсюда становится понятно, какая нужна оперативная память. Включение ОЗУ в схему работы обеспечивает бесперебойную деятельность.

В Windows несколько процессов происходят одновременно. Практически каждый человек требует участия оперативников. Чтобы не получилось в результате, что не слишком важная процедура «съедает» весь ресурс, и его не остается на то, что нужно, операционная система выделяет определенные участки оперативной памяти под разные задачи.

Объем

Объем оперативной памяти влияет на то, сколько одновременно запущенных программ будут работать нормально, без торможения. У вас старый компьютер? Скорее всего, вы имеете дело с 32-рядной системой.

А это значит, что больше 3-х Гб оперативной памяти ставить не стоит. В новых компьютерах, как правило, уже стоит 64-битная операционная система, способная поддерживать до 192 ГБ (Windows 7). Наконец, чем больше объем, тем лучше. На данный момент достаточно иметь от 8 до 16 Gb.

Форм — фактор и типы модулей

• Память SIMM (Single In-Line Memory Module — односторонний модуль памяти).

Устаревший формат пластин, на которых микросхемы памяти располагались с одной стороны. Эти платы использовались в компьютерах в 90-х годах. Сейчас не актуально.

• Формат DIMM (Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти). Этот формат по сей день используется в стационарных компьютерах. Вы уже знаете, как они выглядят:
• SO-DIMM (Small Outline) — данные плашки между форматами DIMM. В основном используется в ноутбуках
• Модули Micro-DIMM — по размеру части в два раза меньше планок SO-DIMM. Используется в мобильных компьютерах и моноблоках. Они выглядят так:
• Есть еще отдельный вид, это серверная память. Но мы не будем его здесь касаться, потому что это отдельная тема.

История, развитие и типы ОЗУ

Оперативная память всегда присутствовала в структурной схеме вычислительной техники. Еще в 19 веке были созданы первые прототипы аналитических машин, состоящие исключительно из механических частей. Естественно, ОЗУ было механическим. В XX веке электроника развивалась стремительно. Это нашло отражение в эволюции оперативной памяти. В разное время для этих целей использовались электромеханические реле, электронно-лучевые трубки и магнитные барабаны.

С развитием полупроводниковых технологий появилась и начала развиваться оперативная память на основе транзисторов: десятки, сотни, тысячи, а затем и миллионы транзисторов в одном корпусе микросхемы. Во-первых, эти микросхемы памяти были просто впаяны в материнскую плату, что было не очень удобно. С развитием компьютеров оперативную память вынесли на отдельную съемную пластину.

Основными современными типами оперативной памяти являются SRAM и DRAM — статическая и динамическая память с произвольным доступом. Первый основан на триггерах, имеет высокую скорость, но малую плотность элементов. Второй, построенный на соединениях «конденсатор-транзистор», имеет высокую плотность и, как следствие, низкую стоимость. Но он уступает по скорости и нуждается в постоянной подзарядке своих конденсаторов. Поскольку для массового производства важна себестоимость, именно динамическая память получила широкое распространение в ПК. С 1993 года и по сей день наибольшее распространение на рынке получила ее разновидность – синхронная DRAM (SDRAM).

Что касается технического исполнения, то первыми были односторонние модули SIMM, появившиеся в 80-х годах и имевшие в большинстве модификаций объем от 64 Кбайт до 64 Мбайт. В них использовались микросхемы памяти FPM RAM и EDO RAM. На смену SIMM пришли двусторонние модули DIMM, предназначенные для памяти SDRAM. Они используются в компьютерах и по сей день.