Ссылка на видео - https://rutube.ru/video/edc0597c3660964d471a1906a381a7cc/
Почти все сегодняшние люди понимают, что такое оперативная память, известная также как ОЗУ или RAM, хотя бы примерно. Мы всегда сталкиваемся с ней: в компьютерах, смартфонах и планшетах, игровых консолях и почти во всех электронных устройствах, даже в телевизорах. Основной принцип работы везде один: данные считываются с медленного накопителя и попадают в более быструю оперативную память. Оттуда их получает очень быстрая кеш-память центрального процессора, которая передает данные на вычислительную часть ЦП. Если бы процессор общался напрямую с SSD или HDD, то привычные вычисления, которые обычно занимают мгновения, выполнялись бы в несколько раз дольше.
Все мы знаем: чем больше оперативной памяти, тем лучше, но почему? Когда компьютер запускает игру, информация копируется с постоянного хранилища на DRAM. Затем он загружает файл сохранения, и с SSD также копируется дополнительная информация о геометрии, текстурах и статусе окружения, часть которой, в свою очередь, после этого идут на обработку в GPU.
Поскольку игры часто занимают больше места, чем доступно оперативной памяти, разработчики оптимизируют подгрузки частями и указывают необходимый минимум DRAM. Если DRAM оказывается переполненной, система сгружает данные в файл подкачки на SSD. Поскольку SSD в десятки раз медленнее, происходит падение частоты кадров. Это относится и ко всем остальным задачам. Когда оперативной памяти не хватает, активные вкладки, файлы из открытых программ переносятся на временное хранение в SSD. Отсюда и важно, чтобы на компьютере было много оперативной памяти.
Выясним, какие задачи способно решить увеличение оперативной памяти, а в каких ситуациях это будет бесполезно. Вы поймете, за что отвечает оперативная память в вашей системе, как выжать из ее работы максимум и сколько оперативки необходимо для разных задач. А заодно будете знать, по каким характеристикам стоит выбирать модули RAM при покупке и как правильно установить их в свой компьютер.
Что такое оперативная память?
Оперативная память, или ОЗУ, — это специальный тип памяти в электронных устройствах, предназначенный для быстрой обработки данных с помощью процессора. Физически она чаще всего представляет собой электронную плату для хранения информации, подключающуюся к материнской плате компьютера, или набор микросхем, подсоединенный к чипсету мобильного устройства для этих устройств установленный объем памяти не подлежит увеличению. «ОЗУ» расшифровывается как «оперативное запоминающее устройство». В английском языке за подобными модулями памяти закрепилась другая аббревиатура — RAM (random access memory — «память со случайным доступом»).
Ключевая особенность оперативной памяти заключается во временном хранении файлов вместо постоянного. В каждую секунду в ней хранятся лишь те данные, которые нужны системе и активным приложениям в данный момент для работы. Более того, оперативная память энергозависимая — она может хранить данные лишь при постоянно включенном источнике питания. Поэтому каждый раз при выключении компьютера или другого устройства, она "очищается". Как и при перезагрузке.
Чтобы образовать полное впечатление, можно сказать что оперативка — это своего рода "помощник" процессора. Если процессор активно участвует во всех операциях устройства, то оперативка передает ему данные из всех остальных носителей: HDD, SSD, флешек, карт памяти и прочего. Главное, что дает оперативная память процессору, в силуее особенного устройства — огромную скорость доступа к любой записанной на ней информации. Если бы процессор обращался за теми же данными к жесткому диску или SSD, то вычисления занимали бы куда больше времени.
Поняв, что такое ОЗУ, вы уже можете догадаться, почему объем оперативной памяти столь важен для производительности устройства. Чем больше свободного пространства есть в модулях ОЗУ, тем к большему количеству данных процессор сможет получить доступ в кратчайшие сроки. Впрочем, важно понимать, что объем — не единственная характеристика оперативной памяти, важная для оценки ее работы. Скорость загрузки веб-страниц, игр, видео, документов, копирования данных — вот лишь немногое из того, на что влияет ОЗУ. За скорость ее работы отвечают такие показатели, как частота и тайминги.
Устройство чипов памяти
DRAM находится на небольших платах, вставляемых в материнскую (системную) плату. Каждую плату обычно называют DIMM или UDIMM, что расшифровывается как dual inline memory module (двухсторонний модуль памяти) это не значит, что на ней два набора чипов. Под двойным подразумевается количество электрических контактов в нижней части платы; то есть для работы с модулями используются обе стороны платы (U обозначает unbuffered (без буферизации)).
Сами DIMM имеют разный размер и количество чипов. На материнской плате обычно есть 4 DIMM-слота, которые напрямую соединены двумя параллельными (для уменьшения задержки) каналами памяти к CPU.
Контакты, которые находятся на DIMM-плашках и вставляются в DIMM-слоты, служат не только источником данных, но и питания. Кроме DRAM-чипов на плашках также есть чипы для управления этим питанием.
Внутри микросхем памяти находится несколько слоев, соединенных друг с другом. Каждый из них разделен на кластеры, в которых находятся ячейки памяти, хранящие информацию.
Ячейка памяти состоит из конденсатора и полевого транзистора. Конденсатор может хранить электрический заряд (логическая единица) или находиться в состоянии без заряда (логический ноль). Таким образом каждая ячейка хранит один бит информации.
Транзистор выступает в роли своеобразной двери. Когда «дверь» закрыта, она удерживает заряд конденсатора. При считывании и записи информации эта «дверь» открывается. Помимо конденсатора, транзистор подключен к двум линиям — линии слов («Word Line», строка) и линии битов («Bit Line», столбец).
Ячейки памяти расположены подобно клеткам шахматной доски. Те, которые находятся на одной линии слов, образуют страницу памяти. Операции чтения и записи производятся не с одной ячейкой, а с целой страницей памяти сразу, так как все транзисторы ячеек на одной линии слов открываются одновременно.
Для операции чтения на одну линию слов подается управляющее напряжение, которое открывает все транзисторы ячеек на ней. На концах линий битов находятся усилители чувствительности (Sense Amplifier). Они распознают наличие или отсутствие заряда в конденсаторах ячеек памяти, таким образом считывая логическую единицу или логический ноль.
Конденсаторы ячеек имеют маленькие размеры и очень быстро теряют заряд. Поэтому независимо от того, нужно ли сохранять в памяти текущую информацию или записать новую, ячейки периодически перезаписываются.
Для этого, как и при чтении, управляющее напряжение подается на «двери» транзисторов ячеек по линии слов. А вот по линии битов вместо считывания производится процесс записи. Он осуществляется с помощью подачи напряжения для заряда конденсаторов нужных ячеек — то есть только тех, где должна быть логическая единица.
Ещё одним местом, где можно найти набор чипов памяти, обычно является графическая карта. Ей требуется сверхбыстрая DRAM, потому что при 3D-рендеринге выполняется огромное количество операций чтения и записи данных. Этот тип DRAM предназначен для несколько иного использования по сравнению с типом, применяемым в системной памяти.
На экране вы видите плату GPU RTX 5090, графический процессор окружён шестнадцатью небольшими пластинами — это чипы DRAM. Конкретно этот тип памяти называется GDDR7. Графическим картам не нужно столько же памяти, как CPU, но их объём всё равно достигает тысяч мегабайт.
Не каждому устройству в компьютере нужно так много: например, жёстким дискам достаточно небольшого количества RAM, предел до 512 Mb; они используются для группировки данных перед записью на диск.
На этих фотографиях мы видим платы HDD (слева) и SSD (справа), на которых отмечены чипы DRAM. Заметили, что чип всего один? 256 МБ сегодня не такой уж большой объём, поэтому вполне достаточно одного куска кремния.
Узнав, что каждый компонент или периферийное устройство, выполняющее обработку, требует RAM, вы сможете найти память во внутренностях любого ПК. На контроллерах SATA и PCI Express установлены небольшие чипы DRAM; у сетевых интерфейсов и звуковых карт они тоже есть, как и у принтеров со сканнерами.
Принцип работы ОЗУ
Модули оперативной памяти выступают в качестве буфера — своеобразного промежуточного звена в системе устройства между процессором и другими накопителями.
Давайте рассмотрим пример: компьютеру нужно использовать определенную информацию, хранящуюся на жестком диске, например, это может быть какой-то мультимедийный контент (фотографии, видео), так и программный код. В теории процессор мог бы запросить эту информацию напрямую, но это было бы очень долго. Поэтому система сначала копирует данные с накопителя в оперативку, а затем ждет запроса от процессора и обрабатывает его в считанные мгновения.
Что происходит с данными, которые уже не нужны процессору? ОЗУ удаляет их, освобождая место для новой информации. Например, когда пользователь ПК закрывает программу на компьютере — будь то браузер, мессенджер, редактор или даже игра, — ОЗУ удаляет данные, которые были нужны для этой программы. Но человек при этом не потеряет ничего важного: все его файлы, сохраненные на жестком диске или на другом накопителе останутся на своих местах.
Типы оперативной памяти
Модули оперативной памяти можно разделить на несколько больших категорий по разным признакам. Главные из них — форм-фактор и тип оперативной памяти.
Форм-фактор — это физический вид модуля ОЗУ: платы с микросхемами, конденсаторами, резисторами и коннекторами. Модули разного форм-фактора сочетаются с разными моделями материнских плат. Если вы покупаете ПК или ноутбук с уже встроенной оперативной памятью, об ее форм-факторе можно не беспокоиться: вставить в устройство оперативку неправильной формы просто не получится, контакты не совпадут. Задуматься о том, какой форм-фактор оперативной памяти поддерживает ваше устройство, придется, если вы захотите расширить объем ОЗУ, докупив новые модули. Вот самые популярные из форм-факторов RAM:
· DIMM: Полноформатные модули ОЗУ, которые используются в настольных ПК или серверах.
· U-DIMM: Полноформатные модули ОЗУ без чипа для коррекции ошибок при передачи данных. Стоят дешевле DIMM и могут использоваться в настольных ПК, однако использование в серверных компьютерах не рекомендуется.
· SO-DIMM: Уменьшенные модули ОЗУ, которые используются в ноутбуках, моноблоках и других компактных устройствах.
· MicroDIMM: Память с меньшими физическими размерами, чем SODIMM, для мобильных устройств и сверхлегких ноутбуков.
Что касается типов оперативной памяти, то чаще всего сегодня в продаже встречаются модули трех разных поколений, каждое из которых превосходит по технических характеристиках предыдущее.
В первую очередь вы должны понимать, что существует эффективная частота (ее пишут на упаковках и в интернет-магазинах), и реальная частота — она в два раза меньше эффективной. Например, 6000 МГц — это эффективная частота, а 3000 МГц — реальная.
· Память поколения DDR3
Модули объемом от 1 до 16 Гб с тактовой частотой от 800 до 2400 МГц. Однако существуют и нестандартные решения, например, DDR3-2000, DDR3-2666 или DDR3-2933.
· Память поколения DDR4
Модули объемом от 4 до 128 Гб с тактовой частотой от 1600 до 3200 МГц, при разгоне этот показатель можно увеличить до 6000 МГц.
· Память поколения DDR5
Модули объемом до 256 Гб с тактовой частотой от 4800 до 9200 МГц.
Современные модули DDR4 и DDR5 более дорогие, но и предлагают лучшую производительность. Да только не все материнские платы поддерживают их. Проверьте, перед покупкой, подойдут ли новейшие модули памяти для установки в ваш компьютер или ноутбук.
Важные характеристики ОЗУ
Тактовая частота
Очевидно, основной характеристикой оперативной памяти является уже упомянутая ранее тактовая частота, измеряется в мегагерцах. Отвечает за то, сколько колебаний способна совершить шина модуля за определенный отрезок времени. Таким образом, тактовая частота RAM влияет на скорость передачи данных, что, в свою очередь, сказывается на производительности всей системы. Более высокие скорости приводят к более быстрой работе приложений. Один и тот же модуль RAM может работать на разных скоростях, поэтому важно обращать внимание на максимальную поддерживаемую тактовую частоту, а не только на текущую при покупке. Чем ближе это значение к максимально возможной для его типа, тем лучше. Если вам нужен модуль DDR3, то его максимальная тактовая частота должна быть приближена к 2400 МГц. Для DDR4 — в районе 6000 МГц. Возможности DDR5 можно считать максимальную тактовую частоту около 9200 МГц.
Стоит сказать, что технически, значение эффективной частоты в 3200 МГц корректно рассчитывать не в мегагерцах, а в миллионах трансферах в секунду (МТ/с). МТ/с – это более точное измерение эффективной скорости передачи данных памяти DDR при вычислениях. Как нам получить такое значение?
Нам уже известно, что оперативная память с реальной частотой в 1600 МГц выполняет 1 600 000 000 тактов, и передает 3 200 000 000 команд за одну секунду, чтобы рассчитать значение МТ/с нам необходимо узнать, сколько миллионов передач данных осуществляется за одну секунду. Таким образом мы выполняем следующий расчет: 3 200 000 000 (так как именно столько передач осуществляется в оперативной памяти с частотой 1600 МГц, типа DDR за 1 секунду) делим на 1 000 000 (согласно единице измерения МТ/c – кол-во миллионов трансферов за 1 секунду) = 3200 МТ/с. В результате мы получаем знакомое нам число.
Главное — понимать, что текущая тактовая частота ОЗУ — не фиксированная величина. Подобно процессору, оперативную память можно разгонять, увеличивая ее тактовую частоту. Повышение тактовой частоты увеличивает ширину канала для данных и позволяет принимать или отдавать больший объем информации за один подход. Впрочем, заставлять работать свои модули оперативки с максимально возможной частотой — не всегда лучшая идея. И причина тому — второй ключевой показатель оперативной памяти: тайминги, которые еще называют задержками, латентностями.
Тайминги
Если тактовая частота отвечает за скорость передачи данных оперативной памятью, то тайминги отвечают за ее скорость реакции. Тайминги — это задержка между моментом отправки команды и её выполнением, измеряемый в тактах. Оно показывает количество тактовых циклов, которое требуется памяти на выполнение операций. Проще говоря это во сколько раз операция медленнее, относительно задержки передачи данных. Чем ниже тайминги, тем быстрее оперативная память отзывается на запросы процессора. Однако увеличение таймингов при разгоне всегда прямо пропорционально росту тактовой частоты. А вот заводские тайминги у двух модулей оперативной памяти с одинаковой частотой часто могут отличаться. В такой ситуации более производительной и быстрой себя покажет оперативная память с более низкими таймингами.
Для простого примера возьмем распространенную ОЗУ DDR4 с эффективной частотой 3200 МГц (реальной 1600) и таймингами (CL)16-18-18-36. Время передачи одного бита информации у нее составляет 1секунда ÷ количество тактов 3 200 = 0.3125 нс. Так как память типа DDR передает данные дважды за такт, длительность одного цикла передачи данных занимает в два раза больше времени — 0.625 нс. При тайминге, равном 16, определенная операция будет происходить за время, которое в 16 раз больше этого значения: 0.625*16 = 10 нс. Или же еще проще нужно разделить 1 на 1 600, чтобы узнать, сколько времени длится один такт. Затем мы просто умножаем полученное значение на первый тайминг 16 и получаем те же 10 наносекунд.
Если мы возьмем другую оперативную память DDR5 с таймингами (CL)38-48-48-84, и более высокой эффективной частотой, например, 8000 МГц (реальной 4000), то задержка получится 9,5 наносекунд. Такая ОЗУ быстрее первой.
Тайминги оперативной памяти обычно представляют в виде четырех чисел, например 16–19–19–36. Каждое из этих чисел отвечает за задержку при выполнении определенного вида операций, но большинству людей не нужно углубляться в эти детали. Просто знайте, что для модулей DDR4 с высокой частотой такие тайминги, как 17-19-19-39, достаточно хороши, в то время как 15-17-17-32 считается идеальным. Что касается более современных и скоростных модулей DDR5, то их тайминги куда выше — даже показатели 40–40–40–76 можно считать приемлемыми.
Тайминги памяти можно настраивать — они не заданы жёстко в самой DRAM, потому что все команды поступают из контроллера памяти в процессоре, который использует эту память. Производители тестируют каждый изготавливаемый чип и те из них, которые соответствуют определённым скоростям при заданном наборе таймингов, группируются вместе и устанавливаются в DIMM. Затем тайминги сохраняются в небольшой чип, располагаемый на плате.
Процесс доступа к этой информации и её использования называется serial presence detect (SPD). Это отраслевой стандарт, позволяющий BIOS материнской платы узнать, на какие тайминги должны быть настроены все процессы.
Многие материнские платы позволяют пользователям изменять эти тайминги самостоятельно или для улучшения производительности, или для повышения стабильности платформы, установка слишком агрессивных значений таймингов может привести к нестабильной работе системы. Многие модули DRAM также поддерживают стандарт Extreme Memory Profile (XMP) компании Intel у AMD есть свои аналоги: Direct Overclock Profile (DOCP). Это просто дополнительная информация, хранящаяся в памяти SPD, которая сообщает BIOS: «Я могу работать с вот с такими нестандартными таймингами». Поэтому вместо самостоятельной возни с параметрами пользователь может настроить их одним нажатием мыши.
Тайминги делятся на первичные, вторичные и третичные. В основном, для маркетинговых целей используется группа первичных таймингов. Их можно встретить в характеристиках модулей. Основные виды таймингов — это:
- СL (CAS Latency)
Количество тактов между получением команды чтения/записи и ее выполнением.
- tRCD (RAS-to-CAS Delay)
Количество тактов между открытием строки и началом выполнения операции чтения/записи по столбцу.
- tRP (Row Precharge Time)
Количество тактов между получением команды закрытия одной строки и открытием следующей.
- tRAS (RAS Active Time)
Количество тактов, в течение которых строка памяти может быть доступна для чтения/записи, после чего она закроется.
- CMD (Command Rate)
Количество тактов с момента активации чипа памяти до готовности принять команду.
Ранги памяти
Модули ОЗУ имеют на борту несколько микросхем памяти. Внешняя ширина шины модуля определенного вида ОЗУ — величина постоянная, но внутреннее устройство зависит от поколения памяти и рангов.
В большинстве чипов DRAM используется только 8-битная шина данных. Однако CPU и GPU в этом от них отличаются: например, CPU AMD Ryzen 9 9950X3D имеет два встроенных 64-битных контроллера, а в NVIDIA GeForce RTX 5090 встроено шестнадцать 32-битных контроллеров.
То есть каждому DIMM, который устанавливается в компьютер с Ryzen, потребуется восемь модулей DRAM (8 чипов x 8 бит = 64 бита). Можно подумать, что графическая карта RTX 5090 будет иметь 32 чипа памяти, но у неё их только 16. Что же это нам даёт?
В чипы памяти, предназначенные для графических карт, устанавливают больше банков, обычно 16 или 32, потому что для 3D-рендеринга необходим одновременный доступ к большому объёму данных.
Чипы памяти на обычном одноранговом модуле образуют один блок данных. Доступ к нему осуществляется по каналу определенной ширины. Если у модуля два ранга, то доступ к чипам памяти осуществляется через два таких канала. При четырех рангах — через четыре, при восьми рангах — через восемь. В модулях памяти для обычных компьютеров встречается одно- или двухранговая организация. Количество рангов более двух характерно для серверной ОЗУ.
Внешняя ширина шины модуля во всех случаях остается равной ширине канала доступа к одному рангу. Поэтому центральный процессор системы может обращаться только к одному рангу единовременно. Это не вызывает проблем, потому что пока один ранг занимается ответом на переданную ему команду, другому рангу можно передать новый набор команд. Поэтому многоранговая память при прочих равных быстрее, хоть и ненамного.
Ширина внешней шины модуля и одного ранга зависит от поколения и типа оперативной памяти.
- Обычная ОЗУ DDR4 (и более старых поколений DDR) имеет ширину в 64 бита. Все биты используются для передачи данных.
- Серверная ОЗУ DDR4 (и более старых поколений DDR) имеет ширину в 72 бита. 64 бита используются для передачи данных, 8 бит — для коррекции ошибок, дополнительный чип не обеспечивает повышение объёма или производительности; он используется для проверки и устранения ошибок.
- ОЗУ DDR5 имеет ширину в 80 бит, поделенных на два канала по 40 бит. В каждом канале 32 бита используются для передачи данных, а 8 бит — для коррекции ошибок ECC.
Скорости
У всех DRAM есть центральный тактовый сигнал ввода-вывода (I/O, input/output) — напряжение, постоянно переключающееся между двумя уровнями; он используется для упорядочивания всего, что выполняется в чипе и шинах памяти.
Если вспомнить память 1993 года под названием SDRAM, то есть синхронная. Она организовывала работу, используя смену состояния тактового сигнала с низкого на высокое. Это происходило с очень большой скоростью, из-за чего система легко определяла время выполнения задач. На тот момент SDRAM использовала тактовые сигналы ввода-вывода с частотой 66–133 МГц. За каждый такой такт она могла обрабатывать одну команду, а сам чип при этом за то же время передавал 8 бит информации.
Быстрое развитие SDRAM, ведущей силой которого был Samsung, привело к созданию в 1998 году её нового типа. В нём передача данных синхронизировалась по повышению и падению напряжения тактового сигнала, то есть за каждый такт данные можно было дважды передать в DRAM и обратно. Эта новая технология называется (синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных). Обычно её просто называют DDR-SDRAM или для краткости DDR.
Прогресс технологий позволил усовершенствовать эту память, благодаря чему в 2003 году появилась DDR2, в 2007 году — DDR3, в 2012 году — DDR4, а в 2020 году — DDR5. Каждая новая версия обеспечивала повышение производительности благодаря ускорению тактового сигнала ввода-вывода, улучшению систем сигналов и снижению энергопотребления LPDDR означает (низковольтная).
DDR2 внесла изменение, которое мы используем и сегодня: генератор тактовых сигналов ввода-вывода превратился в отдельную систему, время работы которой задавалось отдельным набором синхронизирующих сигналов, благодаря чему она стала в два раза быстрее. Это аналогично тому, как CPU используют для упорядочивания работы тактовый сигнал 100 МГц, хотя внутренние синхронизирующие сигналы работают в 30-50 раз быстрее.
DDR3 и DDR4 сделали шаг вперёд, увеличив скорость тактовых сигналов ввода-вывода в четыре раза, но во всех этих типах памяти шина данных для передачи/получения информации по-прежнему использовала только повышение и падение уровня сигнала ввода-вывода (т.е. удвоенную частоту передачи данных).
Сами чипы памяти не работают на огромных скоростях — на самом деле, они шевелятся довольно медленно. Частота передачи данных (измеряемая в миллионах передач в секунду — millions of transfers per second, MT/s) в современных DRAM настолько высока благодаря использованию в каждом чипе нескольких банков; если бы на каждый модуль приходился только один банк, всё работало бы чрезвычайно медленно.
Каждая новая версия DRAM не обладает обратной совместимостью, то есть используемые для каждого типа DIMM имеют разные количества электрических контактов, разъёмы и вырезы, чтобы пользователь не мог вставить память DDR4 в разъём DDR5.
DRAM для графических плат изначально называлась SGRAM (синхронная графическая RAM). Этот тип RAM тоже подвергался усовершенствованиям, и сегодня его для понятности называют GDDR. Сейчас мы достигли версии 7, а для передачи данных используется система с учетверённой частотой, т.е. за тактовый цикл происходит 4 передачи.
Кроме более высокой частоты передачи, графическая DRAM обеспечивает дополнительные функции для ускорения передачи, например, возможность одновременного открытия двух страниц одного банка, работающие в DDR шины команд и адресов, а также чипы памяти с гораздо большими скоростями тактовых сигналов.
Недостатки новых технологий прежде всего кроются в их стоимости и высоком уровне тепловыделения. Согласно некоторым данным, модуль GDDR7 обходится куда дороже чем аналогичный чип DDR5, а кроме того при максимальной скорости работы становится довольно раскаленным. В конечном итоге графическая карта с большим количеством сверхбыстрой памяти потребует активное охлаждение чипов, чтобы не дать им перегреться.
Скорость битов
Производительность DRAM обычно измеряется в количестве битов данных, передаваемых за секунду. Ранее мы говорили, что используемая в качестве системной памяти DDR5 имеет восьмибитную ширину шины если установлено восемь чипов, и шестнадцати-битную если установлено четыре чипа, то есть каждый модуль может передавать до 16 бит за тактовый цикл.
То есть если частота передачи данных равна 9200 MT/s, то пиковый результат равен 9200 x 8 = 73 600 Мбит в секунду или же 9 ГБайт/с это если в одноканале, или по формуле: пропускная способность (МБит/с) = тактовая частота памяти МТ/с * 64-битную ширину шины * 2 (это количество каналов) / 8. Так как большинство DIMM имеет 8 чипов, потенциально можно получить 72 ГБайт/с или же в двухканальном режиме 147,2 ГБайт/с. Для видеокарты RTX 5090 с памятью GDDR7 и 16 модулями этот результат был бы равен 1.79 TБайт/с. Для расчёта можно использовать формулу: пропускная способность = эффективная частота памяти × разрядность шины / 8. Например, для видеокарты с 512 -битной шиной и памятью GDDR7 на частоте 28 ГГц, пропускная способность будет: 28 000 МГц × 512 бит / 8 = 1 792 000 МБайт/с.
Обычно это значение называют полосой пропускания (bandwidth) памяти; оно является важным фактором, влияющим на производительность RAM. Однако это теоретическая величина, потому что все операции внутри чипа DRAM не происходят одновременно.
Сколько оперативной памяти нужно вашему компьютеру?
Давайте разберемся с важным вопросом: сколько же оперативной памяти нужно вашему компьютеру? Ответ, как вы, наверное, уже догадались, зависит от того, для каких целей вы используете свой ПК
Еще несколько лет назад офисным компьютерам было достаточно 4 Гб то сейчас этого может не хватить. Даже привычные программы вроде браузеров и мессенджеров потребляют много ресурсов. Это связано с тем, что приложения постоянно получают новые функции, а они требуют больше аппаратных ресурсов. Прогресс не стоит на месте, так что придется учитывать его влияние.
Чтобы собрать игровой ПК сегодня, вам нужно как минимум 16 ГБ оперативной памяти в формате DDR4 или DDR5. Когда вы проверяете системные требования последних игр, многие разработчики топовых тайтлов рекомендуют именно такой объем ОЗУ. Это дает геймерам играть на средних и высоких настройках с разрешением 1080p с частотой кадров 60 FPS. Но если вы планируете заранее на игры, которые выйдут в ближайшие пару лет, обновление до 32 ГБ оперативной памяти будет более разумным. Если ваш бюджет позволяет, вам следует выбрать DDR5, так как он вскоре заменит DDR4 в качестве стандарта. DDR4 уходит в прошлое.
Если говорить о мощных компьютерах, которые нужны, чтобы справляться с тяжелыми задачами вроде работы с графикой или видеорендеринга высокого качества, важно учитывать системные требования каждой конкретной программы. Например программа для создания трёхмерной компьютерной графики Blender советует иметь от 8 до 32 Гб оперативной памяти. А видеоредакторы, такие как Adobe Premiere, рекомендует использовать до 32 Гб или даже больше, если редактировать видео в 4K.
Как почистить оперативную память?
Часто бывает, что из-за лишних данных в оперативной памяти система начинает подтормаживать и даже простые задачи занимают больше времени, чем должны. Самый простой выход из этой ситуации — закрыть программы, которые вы не используете, или просто перезагрузить компьютер. Оперативная память функционирует только при наличии электричества и полностью очищается, если питание перестает поступать к устройству. Однако столь простой способ решения вряд ли подойдет для всех случаев.
Настоящая проблема начинается тогда, когда даже после перезагрузки система сразу загружает оперативную память почти полностью, из-за чего работать на компьютере становится неудобно. Если вы сталкивались с этим, то вот советы, которые помогут уменьшить нагрузку на ОЗУ:
· Отключите автоматическую загрузку ненужных приложений
По умолчанию половина программ в Windows пытаются незаметно попасть в список приложений, которые запускаются при загрузке вашего компьютера. Вы должны удалить из этого списка приложения, которые не используете. Чтобы проверить, какие программы запускаются с вашей операционной системой, просто введите "Автозагрузка приложений" в строку поиска в меню Пуск.
· Освободите место на жестком диске или SSD
Компьютер обычно использует часть накопителя, чтобы создать файл подкачки. Такой файл работает как виртуальная память. В него отправляются менее важные данные из оперативной памяти, чтобы снизить ее загруженность. Но если на жестком диске или SSD слишком мало свободного места, файл подкачки не сможет выполнять свою задачу, и вся нагрузка ляжет на оперативную память. Если компьютер начинает тормозить попробуйте освободить на накопителе хотя бы несколько гигабайтов.
· Используйте менее прожорливые приложения
Многие популярные программы очень уж любят занимать свободное место в оперативной памяти, в то время как иные их аналоги куда бережнее относятся к ресурсам компьютера.
Если не один из этих способов вам не помог, остается либо прибегнуть к разгону оперативной памяти, либо задуматься об увеличении ее объема.
Можно ли увеличить объем ОЗУ?
Самый простой способ это включить файл подкачки, то есть определить часть жесткого диска в качестве виртуальной памяти.
Для компьютера или ноутбука добавить больше оперативной памяти легко. Все порты для установки модулей находятся прямо на материнской плате, так что их просто нельзя перепутать. На планшетах и смартфонах физически увеличить объем ОЗУ почти нереально из-за сложного устройства внутренних компонентов. Но это частично решают программные средства. Сейчас многие Android-устройства поддерживают виртуальную RAM. Включение этой функции позволяет использовать часть памяти флеш-накопителя как оперативную. Она не удвоит объем ОЗУ, но выжать дополнительные пару гигабайтов — запросто. Иногда этого хватает, чтобы ускорить работу устройства.
Основное, что следует помнить при увеличении оперативной памяти в компьютере или ноутбуке, - это ограничения, установленные другими компонентами системы. Проверьте модель вашей материнской платы и процессора перед обновлением. Узнайте максимальную емкость оперативной памяти, которую они поддерживают. Если ваша материнская плата принадлежит к устаревшей линейке, в ней запросто может быть предусмотрен ограничения на 32 или даже 16 Гб RAM. В таком случае установить модули на 64 Гб в нее не получится. Точнее, получится, но работать они, к сожалению, не будут.
Как посмотреть оперативную память на компьютере
Сведения об оперативной памяти понадобятся, если есть какая-то неисправность при установке новых комплектующих. Найти информацию можно как на «железе», так и программным путем. Вот некоторые из способов посмотреть оперативную память.
· Визуальная проверка. Просмотреть сведения о модуле можно на самих планках памяти.
· Проверка через BIOS.
· Через свойства системы на Windows.
· Через диспетчер задач Windows. Он позволяет посмотреть, сколько памяти занято в конкретный момент. Через него же можно закрыть приложения, которые «съедают» слишком много объема и тормозят устройство.
· С помощью программ. Вот некоторые из них:
CPU-Z проверка частоты памяти и таймингов
AIDA64 проверка скоростных характеристик и задержки
Thaiphoon Burner определение производителя и типа установленных чипов памяти
WinRAR проверка производительности
TestMem5 проверка стабильности памяти под разгоном
Как разогнать оперативную память
Все материнские платы автоматически не запускают память на максимальной частоте из коробки. По умолчанию согласно стандарту JEDEC стоит более низкая частота (например, 2400 или 2666 МГц), то есть если вы купили память с эффективной частотой 3200 МГц необходимо включить профиль XMP или Direct Overclock Profile от AMD.
Разгон оперативной памяти — это процесс изменения параметров тайминга, частоты и напряжения для работы модуля на более высоких скоростях. Проще говоря, разгон ускоряет оперативку, и компьютер работает быстрее, меньше зависает. Но разгон доступен не на всех материнских платах и не со всеми планками ОЗУ. Одно из последствий неверного разгона ОЗУ — выход блока из строя из-за чрезмерного напряжения. Выполняют разгон с помощью специального ПО либо через BIOS, если материнская плата подходит для этого. В общем виде разгон оперативки выглядит так:
- Откройте доступ к BIOS.
- Перейдите в подменю настройки памяти.
- Настройте конфигурацию.
В открывшемся меню будут доступны некоторые из настроек: частота, тайминги, напряжение. Внести изменения также можно с помощью специальных настроек, которые производитель вшил в чип памяти. Одна из таких технологий — XMP выберите указанный профиль с самой высокой частотой и система автоматически настроит память и подберет самые низкие тайминги и напряжение. Обязательно протестируйте систему к примеру в программе TestMem5 не меньше 30 минут или даже часа.
Стоит помнить, что самостоятельный разгон часто заканчивается выходом ОЗУ из строя. А вот производители плашек с XMP разгоняют их на заводе и тестируют на стабильность. Поэтому такая память редко выходит из строя, в отличие от устройств, которые для разгона не предназначены. И даже если вы разогнали удачно, перевод из номинального режима работы в режим повышенных или экстремальных нагрузок обязательно снизит рабочий ресурс модулей памяти.
Советы по выбору оперативной памяти
Процессор
Каждый процессор имеет внутри себя контроллер ОЗУ. Этот контроллер определяет, с какими типами ОЗУ может работать процессор. Если вы проигнорируете это, купленная вами планка ОЗУ может не заработать на вашем компьютере. Как правило, контроллер ОЗУ поддерживает один стандарт DDR в случае с AMD, хотя иногда он поддерживает два, как видно с Intel. Вы физически не сможете вставить несовместимый тип ОЗУ в материнскую плату. Кроме знакомого DRAM, существует также SRAM. SRAM хранит данные, используя триггерные схемы, которые не нужно постоянно обновлять. Вот почему её называют — статистическая. Эта конфигурация обеспечивает более высокую производительность, меньшую задержку и меньшее потребление энергии в режиме ожидания. Однако она стоит дороже. SRAM используется в областях, требующих быстрого доступа к данным, таких как кэш-память процессора или современное медицинское и другое специализированное оборудование.
Архитектуры процессоров, обычно имеют определенные ограничения относительно скорости оперативной памяти. Назрел вопрос можно ли ставить оперативную память с большей частотой чем поддерживает процессор? Если установить оперативную память с частотой выше, чем поддерживает материнская плата и процессор, система всё равно будет работать, но частота памяти будет автоматически снижена до максимально поддерживаемого уровня. Например, если поставить память с частотой 6000 МГц на материнскую платус процессором, который поддерживает только 3600 МГц, то она будет работать на 3600 МГц.
Материнская плата
На материнской плате есть разъёмы для подключения оперативной памяти. Важно, что они совместимы только с конкретными поколениями DDR. То есть в разъём для DDR4 невозможно установить DDR5 и наоборот. Даже если предположить, что каким-либо образом вы поместили несоответствующий по типу модуль оперативной памяти в материнскую плату, то, к сожалению, работать он не станет из-за разного количества контактов и их расположения. Поэтому перед обновлением ОЗУ на компьютере следует изучить руководство к материнской плате, чтобы определить поддерживаемые поколения оперативной памяти.
Тактовая частота
Это число показывает, сколько команд оперативная память обрабатывает за одну секунду. Чем оно выше, тем быстрее память передает и принимает данные. Разные поколения памяти работают в своих диапазонах частот. Для DDR4 это от 1600 до 6000 МГц, но чаще всего средняя частота составляет 3200 МГц. Если говорить просто, более высокая частота почти всегда дает прирост производительности. Например, если увеличить частоту с 3200 до 3600 МГц, прирост скорости может составлять около 7% в среднем и до 10% в отдельных случаях. Однако, не каждая материнская плата может поддерживать максимальную частоту ОЗУ. Это нужно уточнить перед покупкой. При выборе частоты RAM нужно учитывать характеристики процессора и материнской платы. Особенно важно узнать о максимальной частоте памяти, поддерживаемой вашим процессором и чипсетом. Некоторые чипсеты, к примеру, обеспечивают работу на более высоких частотах, чем другие.
Если вы хотите докупить еще один модуль памяти, обратите внимание, какая частота памяти у уже имеющегося модуля. Дело в том, что оперативная память с разной частотой работать будет, но обе планки будут работать на наименьшей частоте. Например, если один модуль имеет частоту 3200 МГц, а второй 3600 МГц, то оба они будут работать на частоте 3200 МГц.
Тайминги
Всегда помните: чем ниже, тем лучше. Но стремление к абсолютному минимуму, как CL14 в DDR4, не всегда оправдано. Вы не увидите значительного прироста производительности по сравнению с CL16 или даже CL18. Однако разница в цене может быть довольно значительной. Возьмем, к примеру, модули DDR4 с одинаковым объемом 64 ГБ и с частотой 3200 МГц, но разными таймингами. Система с CL16 будет стоить около 14,607₽, в то время как CL14 обойдется вам в целых 43,547₽. Хотя некоторые варианты дешевле, вам следует избегать оперативной памяти DDR4 с таймингами, такими как CL20 или выше. Они не позволят вам играть в современные игры без задержек или работать в программах для видеомонтажа.
Важно помнить, что у DDR5 тайминги выше, чем у DDR4. Например, для пятого поколения оперативной памяти значение 30 считается хорошим. Почему так происходит? Всё довольно просто. У DDR5 базовая частота выше, чем у DDR4. Это помогает обеспечить высокую скорость работы, даже если тайминги имеют более высокие числа. Поэтому не стоит сравнивать тайминги разных поколений ОЗУ.
Емкость
Указывает на объем сохраняемых и доступных данных в момент работы устройства. Измеряют в гигабайтах (Gb). Чем больше емкость, тем больше данных, то есть задач, сможет обработать система в момент времени. Проще говоря, объем оперативной памяти влияет на то, сколько приложений и программ вы сможете использовать без потери в скорости в режиме многозадачности.
Канальность
Покупая оперативную память, важно учитывать, как она поддерживает многоканальную работу. Современные материнские платы могут работать с памятью в двух, трех или четырехканальном режиме. Чтобы процессор мог получить данные по двум каналам одновременно, нужно правильно вставить модули ОЗУ в слоты. На некоторых материнских платах делают цветные обозначения на слотах, чтобы легко настроить двухканальный режим.
Когда используется двухканальный режим, CPU обрабатывает данные в среднем от 20% до 70% быстрее при выполнении задач. В играх улучшения производительности составляют примерно от 5% до 20%. Это происходит потому, что память в двухканальном режиме общается через два 64-битных канала данных для связи с контроллером памяти вместо одного. Это создает эффективный 128-битный канал, практически удваивая максимальную пропускную способность памяти. Удвоение пропускной способности позволяет центральному процессору, графическому процессору и другим компонентам получать доступ к памяти почти так, как если бы она работала в два раза быстрее, чем обычно. Если ваша материнская плата поддерживает двухканальный режим, имеет гораздо больше смысла установить две планки оперативной памяти по 16 ГБ вместо одной вместительной на 32 ГБ.
Для исправной работы оперативной памяти в многоканальном режиме лучше всего покупать одинаковые модули оперативной памяти или уже готовые наборы от одного бренда и производителя. Такая необходимость вызвана тем, что разные фирмы используют в своих модулях ОЗУ разные чипы и они далеко не всегда хорошо работают вместе с чипами других компаний.
Последний нюанс, который хочется осветить, — это всякие дополнительные обвесы, которыми производители в последнее время все чаще комплектуют свои модули оперативной памяти. Из них можно выделить два типа: радиаторы для охлаждения и элементы подсветки. Радиаторы точно не будут лишними для высокочастотной памяти, особенно если вы собираетесь ее разгонять. Они пригодятся геймерам или увлеченным оверклокерам. Для офисного ПК радиатор оперативной памяти ни к чему. Что же касается подсветки — это дело вкуса, но если на чем и имеет смысл сэкономить при покупке RAM, то на ней. Переплачивать за чисто декоративную деталь, которая не прибавит вашей системе производительности, совершенно не обязательно. Ну а на этом я с вами прощаюсь до новых встреч.