Здравствуйте! Сегодня мы разберём и разберёмся в оперативной памяти (ОЗУ).
Оперативная память (сокращённо ОЗУ, англ.RAM) — хранит всю временную информацию в течение короткого срока. Она хранит только информацию о текущих процессах. Например, результаты вычислений, которые совершает процессор, или информацию о запущенном коде. Память постоянно очищается, а если выключить компьютер все данные из оперативной памяти исчезают.
Важные характеристики для оперативки:
Объем. Это количество гигабайт на одной плашке оперативки. Чем выше объем, тем больше информации сможет вместить ОЗУ. А значит, можно работать с более «тяжелыми» программами или открывать большее количество приложений одновременно. Если объема хватит — они не будут вылетать.
Тактовая частота. Это количество операций в секунду — сколько информации сможет получить и отдать оперативная память. Частота измеряется в герцах. Чем выше тактовая частота, тем быстрее будет работать оперативная память. На некоторых плашках есть пометка XMP. Она означает, что производитель заложил в устройство возможность разогнать память. Для этого нужно включить специальный профиль — это делается через BIOS компьютера.
Тайминги. Это показатели задержки, с которой работает ОЗУ. Она неизбежна, ведь на то, чтобы добраться до нужной ячейки памяти и считать информацию, тоже уходит время. Тайминги могут быть в виде ряда из четырех чисел — важнее всего первое из них, а также в виде в сокращения CL(число), например CL18. Чем меньше значения чисел, тем лучше. Это значит, что задержка маленькая, и оперативная память будет работать быстрее.
Принцип работы ОЗУ.
RAM взаимодействует с центральным процессором и накопителями (жесткими дисками):
- накопитель или флэш-карта отправляют информацию в ОЗУ
- эти данные для последующей обработки передаются на ЦПУ (центральный процессор)
- после обработки данных процессором они отправляются на устройство ввода-вывода (клавиатура, монитор).
Получается, что оперативная память — это буферная зона между процессором и накопителем.
Если бы не было оперативной памяти, то данные обрабатываются в десятки (или даже сотни) раз дольше за счет увеличения времени доставки информации. Дело в том, что скорость работы процессора и жесткого диска несопоставимы.
Классификация ОЗУ.
SDRAM
Относительно современный период развития ОЗУ начинается в 1996 году с появления Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM). Это первая разновидность оперативной памяти, у которой появился тактовый генератор. Память стала синхронной. Это значит, что все ее компоненты — ядро памяти, буферы ввода-вывода и внешняя шина — работают на одной частоте. Типичная частота SDRAM — 66–133 МГц.
DDR
В 2000 году на свет появилась первое поколение памяти типа DDR (Double Data Rate, удвоенная скорость передачи данных). Основы работы DDR стали ключевыми для возможности линейного наращивания производительности ОЗУ, и используются в ее всех последующих поколениях.
DDR основана на предшественнице SDRAM. Ключевое отличие в том, что данные из ядра памяти выбираются не один раз за такт, а дважды. Эта технология получила название 2n-prefetch. При частоте внутренних компонентов в те же 133 МГц, что и у SDRAM, память DDR передает вдвое больше информации. То есть, аналогично SDR при частоте 266 МГц.
Важным моментом в период распространения DDR стало появление двухканальных контроллеров памяти у чипсетов. Вследствие этого на некоторых материнских платах стало возможным удвоить пропускную способность ОЗУ добавлением второй планки. Типичная эффективная частота DDR — 266-400 МГц.
DDR2
В конце 2003 года появилась память DDR второго поколения. Технологию усовершенствовали: теперь это 4n-prefetch, которая выбирает данные из памяти четыре раза за такт. Чтобы успевать передавать столько данных, частоту буфера и шины памяти по сравнению с DDR 1 увеличили вдвое. Благодаря этим изменениям эффективную частоту удалось еще раз удвоить без поднятия частоты самой памяти.
Для более простого понимания разберем пример. У микросхем DDR с частотой 133 МГц шина памяти и буфер вывода работают на такой же частоте. Эффективная частота ОЗУ при этом составляет 266 МГц — за счет передачи данных дважды за такт. У микросхем DDR2 с частотой 133 МГц шина памяти и буфер работают на удвоенной частоте в 266 МГц. А за счет передачи данных дважды эффективная частота вырастает еще в два раза — до 533 МГц. Эффективная частота модуля от 533 до 1200 МГц.
DDR3
2007 год принес компьютерному миру новую память DDR3, вновь удвоившую эффективные частоты относительно прошлого поколения. Принцип повышения производительности оказался таким же, как и в прошлый раз. Выборка из памяти теперь производится восемь раз за такт вместо четырех (8n-prefetch), а частоты работы буфера и шины вновь удвоены. Впервые была применена технология Extreme Memory Profile (XMP). Она позволяет модулю памяти иметь специальные профили для работы на повышенных частотах, обеспечивая «легальный» разгон. Благодаря XMP топовые планки DDR3 смогли достичь потолка частоты в 2933 МГц.
DDR4
2014 год подарил миру оперативную память нового поколения — DDR4. Как и DDR3, она использует выборку 8n-prefetch. Но теперь данные выбираются одновременно из двух банков памяти, а не из одного. Впрочем, обе выборки в итоге все равно проходят через мультиплексор, который объединяет их поток. Поэтому такая выборка не равнозначна более широкой 16n-prefetch, но эффективнее, чем обычная 8n у DDR3.Поэтому двукратного роста скорости DDR4 не показала. Эффективные частоты стандартной памяти начинаются с 2133 МГц и заканчиваются на отметке 3200 МГц. Топовые планки с поддержкой XMP позволяют увеличить этот потолок до частоты 5000 МГц — на 70 % больше, чем у флагманской DDR3.
DDR5
Впервые появилась на рынке в 2021 году. В отличие от DDR4, у которой данные с двух выборок попадали в один мультиплексор, каждый канал DDR5 работает независимо. Поэтому новое поколение памяти наконец принесло ожидаемое удвоение эффективных частот. Даже самая медленная DDR5 работает на частоте в 4800 МГц, что практически равно скорости самой топовой ОЗУ прошлого поколения. На начало 2025 года модули DDR5 уже достигают частот более 8000 МГц и некоторые из них могут работать на частоте 10000 МГц.
На этом всё, всем пока!