| Состояние | отпатрулирована |
Операти́вная па́мять (англ. Random Access Memory, RAM , память с произвольным доступом) или операти́вное запомина́ющее устро́йство (ОЗУ) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.
Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:
- непосредственно;
- через сверхбыструю память 0-го уровня — регистры в АЛУ, либо при наличии аппаратного кэша процессора — через кэш.
Содержащиеся в полупроводниковой оперативной памяти данные доступны и сохраняются только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение. Выключение питания оперативной памяти, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному разрушению хранимой информации.
Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим сна, что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. В режиме гибернации питание ОЗУ отключается. В этом случае для сохранения содержимого ОЗУ операционная система (ОС) перед отключением питания записывает содержимое ОЗУ на устройство постоянного хранения данных (как правило, жёсткий диск). Например, в ОС Windows XP содержимое памяти сохраняется в файл hiberfil.sys , в ОС семейства Unix — на специальный swap-раздел жёсткого диска.
В общем случае ОЗУ содержит программы и данные ОС и запущенные прикладные программы пользователя и данные этих программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер под управлением ОС.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти. ОЗУ может изготавливаться как отдельный внешний модуль или располагаться на одном кристалле с процессором, например, в однокристальных ЭВМ или однокристальных микроконтроллерах.
Содержание
История [ править | править код ]
В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку аналитической машины. Одну из важных частей этой машины он называл «складом» (store), эта часть предназначалась для хранения промежуточных результатов вычислений. Информация в «складе» запоминалась в чисто механическом устройстве в виде поворотов валов и шестерней.
В ЭВМ первого поколения использовалось множество разновидностей и конструкций запоминающих устройств, основанных на различных физических принципах:
- на электромагнитных реле;
- на акустических линиях задержки;
- на электронно-лучевых трубках;
- на электростатических трубках.
В качестве ОЗУ использовались также магнитные барабаны, обеспечивавшие достаточно малое для ранних компьютеров время доступа; также они использовались в качестве основной памяти для хранения программ и данных.
Второе поколение требовало более технологичных, дешёвых и быстродействующих ОЗУ. Наиболее распространённым видом ОЗУ в то время стала память на магнитных сердечниках.
Начиная с третьего поколения большинство электронных узлов компьютеров стали выполнять на микросхемах, в том числе и ОЗУ. Наибольшее распространение получили два вида ОЗУ:
SRAM хранит бит данных в виде состояния триггера. Этот вид памяти является более дорогим в расчёте на хранение 1 бита, но, как правило, имеет наименьшее время доступа и меньшее энергопотребление, чем DRAM. В современных компьютерах часто используется в качестве кэш-памяти процессора.
DRAM хранит бит данных в виде заряда конденсатора. Однобитовая ячейка памяти содержит конденсатор и транзистор. Конденсатор заряжается до более высокого или низкого напряжения (логические 1 или 0). Транзистор выполняет функцию ключа, подключающего конденсатор к схеме управления, расположенного на том же чипе. Схема управления позволяет считывать состояние заряда конденсатора или изменять его. Так как хранение 1 бита информации в этом виде памяти дешевле, DRAM преобладает в компьютерах третьего поколения.
Статические и динамические ОЗУ являются энергозависимыми, так как информация в них теряется при отключении питания. Энергонезависимые устройства (постоянная память, ПЗУ) сохраняют информацию вне зависимости от наличия питания. К ним относятся флэш-накопители, карты памяти для фотоаппаратов и портативных устройств и т. д.
В устройствах управления энергозависимой памяти (SRAM или DRAM) часто включают специальные схемы для обнаружения и/или исправления ошибок. Это достигается введением избыточных битов в хранимые машинные слова, используемые для проверки (например, биты чётности) или коррекции ошибок.
Термин RAM относится только к устройствам твёрдотельной памяти SRAM или DRAM — основной памяти большинства современных компьютеров. Для оптических дисков термин DVD-RAM не совсем корректен, так как, в отличие от дисков типа CD-RW или DVD-RW, старые данные не должны стираться перед записью новых. Тем не менее, информационно DVD-RAM больше похож на жёсткий диск, хотя время обращения к нему намного больше.
ОЗУ современных компьютеров [ править | править код ]
ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.
Память динамического типа [ править | править код ]
Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов триггера), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле (там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит). Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток — конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая ёмкость и больше ток утечки, в основном, утечка через ключ.
Именно из-за того, что заряд конденсатора динамически уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM — динамическая память. Поэтому, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов периодически восстанавливается («регенерируется») через определённое время, называемое циклом регенерации (обычно 2 мс). Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму «чтения» по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.
Память статического типа [ править | править код ]
ОЗУ, которое не надо регенерировать (обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров), называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей (шести-восьми транзисторов), а ячейка динамической памяти — только из одного транзистора и одного конденсатора. Используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.
Логическая структура памяти в IBM PC [ править | править код ]
В реальном режиме память делится на следующие участки:
Что такое оперативная память?
Оперативная память – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), в которой в процессе работы компьютерной техники хранятся выполняемые входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые центральным процессором.
В процессе запуска операционной системы оперативка содержит данные программ и ОС. Объем оперативной памяти на прямую оказывает влияние на решение одновременно запущенных задач. То есть, чем больше объем ОЗУ, тем больше задач в состоянии обработать компьютер. Также очень часто используется видеокартой как видеопамять.
Виды оперативной памяти
На сегодняшний день выпущено четыре вида оперативной памяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Они также делятся на 2 форм фактора: DIMM – для компьютеров, SO-DIMM – для ноутбуков. Эти два типа абсолютно разные, их невозможно спутать, для компьютеров они вытянутые, для ноутбуков – короткие. Рассмотрим каждое поколение ОЗУ в отдельности.
DDR – первый тип памяти, ему более 20 лет. Использует напряжение 2.6В. Спецификации DDR SDRAM:
| Название модуля | Тип чипа | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC1600 | DDR200 | 100 |
| PC2100 | DDR266 | 133 |
| PC2400 | DDR300 | 150 |
| PC2700 | DDR333 | 166 |
| PC3200 | DDR400 | 200 |
| PC3500 | DDR433 | 217 |
| PC3700 | DDR466 | 233 |
| PC4000 | DDR500 | 250 |
| PC4200 | DDR533 | 267 |
| PC5600 | DDR700 | 350 |
DDR2 – второе поколение оперативной памяти, впервые появилась в 2003 году. Использует напряжение 1.8В. Спецификации DDR2:
| Название модуля | Тип | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC2‑3200 | DDR2‑400 | 200 |
| PC2‑4200 | DDR2‑533 | 266 |
| PC2‑5300 | DDR2‑667 | 333 |
| PC2‑5400 | DDR2‑675 | 337 |
| PC2‑5600 | DDR2‑700 | 350 |
| PC2‑5700 | DDR2‑711 | 355 |
| PC2‑6000 | DDR2‑750 | 375 |
| PC2‑6400 | DDR2‑800 | 400 |
| PC2‑7100 | DDR2‑888 | 444 |
| PC2‑7200 | DDR2‑900 | 450 |
| PC2‑8000 | DDR2‑1000 | 500 |
| PC2‑8500 | DDR2‑1066 | 533 |
| PC2‑9200 | DDR2‑1150 | 575 |
| PC2‑9600 | DDR2‑1200 | 600 |
DDR3 – это третье поколение, и оно делится на три типа с различным напряжением: DDR3 – 1.5В, DDR3L – 1.35В, DDR3U – 1.25В. Выпуск всех модификаций с 2007 по 2010 год. Спецификации DDR3:
| Название модуля | Тип | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC3‑6400 | DDR3‑800 | 400 |
| PC3‑8500 | DDR3‑1066 | 533 |
| PC3‑10600 | DDR3‑1333 | 667 |
| PC3‑12800 | DDR3‑1600 | 800 |
| PC3‑14900 | DDR3‑1866 | 933 |
| PC3‑17000 | DDR3‑2133 | 1066 |
| PC3‑19200 | DDR3‑2400 | 1200 |
DDR4 – это последнее поколение на сегодняшний день, в массовое производство поступила в 2014 году. Потребляемое напряжение 1.2В. Имеет большее количество различных таймингов. Спецификации DDR4:
| Название модуля | Тип | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC4-12800 | DDR4-1600 | 800 |
| PC4-14900 | DDR4-1866 | 933.33 |
| PC4-17000 | DDR4-2133 | 1066.67 |
| PC4-19200 | DDR4-2400 | 1200 |
| PC4-21333 | DDR4-2666 | 1333 |
| PC4-23466 | DDR4-2933 | 1466.5 |
| PC4-25600 | DDR4-3200 | 1600 |
Как вы наверное заметили, каждое последующее поколение меньше потребляет энергии, но выдает более высокую производительность. Что придает эффективность в работе и минимальные энергозатраты.
Как увеличить оперативную память
Тут, в принципе, нет ничего сложного. Чтобы увеличить оперативную память, предварительно отключаем блок питания компьютера с помощью кнопки или вытаскиваем кабель питания из сети; у ноутбука вытаскиваем зарядное устройство, снимаем аккумуляторную батарею. Открываем корпус компьютера или ноутбука, на материнской плате возле модулей оперативной памяти указан форм фактор ОЗУ, по нему вы сможете понять какой тип памяти поддерживает ваше устройство. Но я рекомендую снять модуль, установленный в вашем ПК и посмотреть поколение, тип, название и подобрать схожий с вашими характеристиками.
Что касается увеличения оперативки DDR3. Все материнские платы, поддерживающие DDR3, также поддерживают DDR3L, но не наоборот. То есть, материнки, выпущенные под DDR3L, не поддерживают оперативную память DDR3.
Диагностика ОЗУ
При повреждении модуля памяти, операционная система Windows начинает работать со сбоями и выдавать различные ошибки. В таких случаях приходится диагностировать все узлы компьютера. В рамках данной статьи я расскажу, как провести диагностику оперативной памяти.
Диагностика с помощью MemTest86+
Самой распространенной программой для диагностики оперативного запоминающего устройства среди мастеров является MemTest86+. Скачиваете образ программы MemTest86+, создаете загрузочный диск или флешку в UltraISO (можете в любой другой программе). Выставляете в биосе данный загрузчик на первое место или с помощью Boot Menu выбираете ваш носитель.
Загрузится MemTest86+ и автоматически начнется диагностика всех модулей оперативной памяти. Всего 10 тестов, каждая начинается с начала. Если выскочит хоть одна ошибка, то выключайте устройство, вытаскивайте все модули оставив лишь одну планку. Теперь диагностируйте каждую по отдельности чтобы выявить неисправную. О том, как выглядит неисправность в программе Мемтест смотрите картинку ниже. Ошибка может также показать себя как отображение различных казусов на экране.
По окончании теста, для выхода нажмите ESC.
Надеюсь данная статья многим читателям внесла ясность по вопросам оперативной памяти. В форме ниже подписывайтесь на новые статьи, делитесь с друзьями. Спасибо за внимание, до следующей встречи!
Лучшее "Спасибо" — ваш репост
Если компьютер стал медленнее работать, решением этой проблемы может стать дополнительная ОЗУ. В таком случае нужно разобраться, что же такое ОЗУ и для чего оно необходимо, выяснить его параметры, а также ознакомиться с рекомендациями по установке и замене данного модуля.
Что такое ОЗУ?
ОЗУ означает оперативное запоминающее устройство. Его также называют:
RAM (Random Access Memory);
память с произвольным доступом;
или просто оперативная память.
ОЗУ – это энергозависимая память компьютера, которая имеет произвольный доступ. Во время работы компьютера именно там хранятся все промежуточные, входные и выходные данные, которые обрабатывает процессор. Все данные находящиеся на RAM могут быть доступными и сохранятся только лишь тогда, когда к устройству подключено питание. Даже при кратковременном отключении электричества информация может исказиться или полностью уничтожиться.
Между Random Access Memory и процессором обмен данными происходит:
через регистры в АЛУ;
ОП представляет собой:
отдельный модуль, который можно заменить или при необходимости добавить дополнительный – используется для компьютеров;
отдельный блок или чип – применяется в полупроводниковых устройствах.
Использование ОЗУ
Операционные системы для обработки информации, а также хранения данных, которые часто используются, применяют оперативную память. Если бы в современных устройствах не было Random Access Memory, то все бы операции проходили намного медленней, так как требовалось бы гораздо больше времени для того чтобы считать информацию с постоянного источника памяти.
Кроме того, выполнить многопоточную обработку было бы невозможно. Благодаря наличию ОП все приложения и программы быстрее запускаются и работают. При этом ничто не затрудняет обработку всех данных, которые стоят в очереди. Некоторые операционные системы, такие как Windows 7 имеют свойства сохранять в памяти файлы, приложения и другую информацию, которую пользователь часто использует.
Таким образом, нет необходимости тратить время на то пока они начнут загружаться с диска, так как процесс начнется сразу же.
Как правило, из-за этого Random Access Memory будет постоянно загружена больше чем на 50%. Эту информацию можно посмотреть в диспетчере задач. Данные имеют свойства накапливаться и те приложения, которые стали использоваться реже будут вытеснены более необходимыми.
На сегодняшний момент наиболее распространенной является динамическая память, имеющая произвольный доступ (DRAM). Она используется во многих устройствах. При этом она относительно недорого стоит, однако работает медленнее, чем статическая (SRAM).
SRAM нашла свое применение в контролерах и видеочипах, а также используется в кэш памяти процессоров. Эта память имеет более высокую скорость, однако она занимает много места на кристалле. В свою очередь, производители решили, что объем гораздо важнее, чем ускоренная работа, поэтому в компьютерной периферии применяется DRAM. Кроме того, динамическая память стоит на порядок дешевле, чем статическая. При этом она обладает высокой плотностью. Благодаря этому, на точно таком же кремневом кристалле помещается больше ячеек с памятью. Единственным минусом является её не такая быстрая работа, как у SRAM.
Стоит учитывать, что вся информация, которая содержится на ОП может быть доступной только в том случае, когда устройство включено. После того, как пользователь осуществит выход из программы, все данные будут удалены. Поэтому прежде чем выходить из приложения необходимо сохранить все изменения или дополнения, которые были внесены.
ОП состоит из нескольких ячеек. Именно там и размещаются все данные. При каждом сохраненном изменении, последняя информация удаляется, а на её место записывается новая. Количество ячеек зависит от объёма Random Access Memory. Чем больше этот объем, тем выше производительность всей системы.
Чтобы узнать ОЗУ компьютера необходимо выполнить следующие действия:
для Windows XP:
навести курсор на ярлык «Мой компьютер»;
затем необходимо нажать правую клавишу мыши;
зайти во вкладку «Общие»;
для Windows 7:
навести курсор на ярлык «Мой компьютер»;
клацнуть правую кнопку мыши;
из предложенного перечня выбрать «Свойства».
Устанавливаем
Дополнительная ОП поможет повысить в значительной мере производительность устройства. Её можно установить как на стационарный компьютер, так и в ноутбук.
Установка RAM на компьютер
Для начала необходимо выяснить, какой тип ОП требуется. Её вид зависит от материнской платы. Для того чтобы узнать какой тип совместим с материнкой следует проверить документы к устройству или посетить сайт производителя. Выбирая RAM, рекомендуется приобрести 2 или 4 модуля. Таким образом, если нужно 8 Гб ОП, то лучше купить 2 по 4 Гб или 4 по 2 Гб. При этом стоит обратить внимание на их пропускную способность и скорость. Все данные должны быть одинаковыми. В противном случае система настроится на самые минимальные параметры. Из-за этого производительность может снизиться.
Для установки RAM стоит выполнить следующие рекомендации:
нужно отсоединить от устройства монитор, мышь, принтер и клавиатуру;
убедится, что отсутствует статический заряд;
извлечь старые модули – для этого необходимо открыть зажимы, расположенные с двух сторон и изъять модуль;
Важно! Новый модуль ОП следует держать так, чтобы не касаться микросхем, которые находятся сбоку и нижних контактов.
RAM нужно вставить таким образом, чтобы паз точно совпал с выступом, размещенным в разъеме;
надавить на плату и зафиксировать её, при этом зажимы должны закрыться;
проверить наличие ОП.
Установка оперативной памяти на ноутбук
Для этого нужно:
правильно определить тип ОП;
устранить статический заряд;
отключить лэптоп от питания и вытащить аккумулятор;
снять нужную панель на нижней поверхности ноутбука;
Важно! Большинство лэптопов не требуют парных модулей.
для извлечения старой платы следует открыть зажимы и вытащить модуль;
вставить новую ОП под углом в 45 градусов;
затем необходимо легко нажать на плату так, чтобы зажимы защелкнулись;
далее следует включить лэптоп и убедиться, что установка была выполнена правильно;
после того стоит собрать устройство.
Тип и объём
На данный момент существует несколько типов ОП. Это:
Они отличаются между собой конструкцией планки, а также производительностью.
Важно! Стоит отметить, что модули между собой совершенно несовместимы, так как имеют разные разъемы для монтажа.
В большинстве современных лэптопов установлена ОП вида DDR2 или DDR3. Устаревшие модели работают с DDR. От объёма оперативной памяти напрямую зависит скорость работы и производительность компьютера.
Сейчас на рынке есть модули объёмом:
Перед тем как приобретать дополнительные модули стоит учесть, что 32-битная операционная система сможет распознать только 4 Гб. Поэтому нет надобности тратиться на платы с большим объёмом из-за того, что он все равно не будет использоваться. А вот если операционная система имеет 64 бита для неё можно установить 8, 16 или даже 32 гигабайта памяти.
Видео: увеличим оперативную память
Частота и другие параметры
Среди основных параметров Random Access Memory нужно выделить следующие:
виды и объём оперативки (о них было сказано выше).
частота ОП. Этот параметр является пропускной способностью каналов, по ним вся информация попадает на материнскую плату, а оттуда передается в процессор. Частота должна совпадать с допустимой частотой материнской платы. Измеряется в МГц.
тайминги. Еще их называют задержками или латентностью ОП. Этот параметр определяет задержку информации, когда она переходит между модулями микросхемы. При высокой частоте оперативной памяти временные задержи больше. Поэтому необходимо подбирать самое оптимальное соотношение таймингов и частоты.
рабочее напряжение. Чем меньше этот параметр, тем лучше. Напряжение по умолчанию для:
DDR3 – 1.65 Вольт.
производитель модуля. Следует отдавать предпочтение известным маркам и моделям, что имеют наибольшее количество положительных отзывов. Это поможет исключить возможность покупки бракованной детали, а срок гарантии будет дольше.
Как выглядит ОЗУ в компьютере?
ОП компьютера представляет собой пластину, состоящую из нескольких слоев текстолита. На ней имеется:
впаянные микросхемы памяти;
также присутствует специальный разъем для подключения.
Где находится оперативная память? ОП располагается непосредственно на материнской плате.
Для модулей имеются слоты, как правило, их 2 или 4. Они находятся рядом с процессором.
ОП для ПК и ноутбуков
Оперативная память, предназначенная для ноутбука, имеет несколько отличий от ОП, которая используется в ПК, а именно:
модули отличаются своими размерами – пластина для лэптопа гораздо короче, чем стандартная для компьютера;
на планке также присутствуют уникальные разъемы.
Таким образом, модуль, используемый для ПК нельзя установить в ноутбук.
Оперативная память является одной из главных деталей в компьютере. Она отвечает за быстроту запуска различных программ и приложений, а также за временное хранение информации. Кроме того, с её помощью осуществляется связь внешних устройств и жесткого диска с процессором.
