Розуміння типів оперативної пам’яті та способів її використання

ОЗУ або Оперативна пам'ять є неймовірно важливою частиною будь -якого сучасного комп’ютера. ЦП (центральний процесор) комп’ютера потребує даних та інструкцій для виконання роботи. Ця інформація повинна десь зберігатися. “Десь” називають пам’яттю комп’ютера.

Існують різні типи оперативної пам’яті, кожен з яких має свої плюси і мінуси. Процесори мають дуже невеликий об'єм пам'яті, відомий як "кеш" процесора. Ця пам'ять неймовірно швидка і по суті є частиною самого процесора. Однак це дуже дорого, тому його не можна використовувати як основну пам’ять комп’ютера.

Ось тут і вступає в дію оперативна пам’ять. Оперативна пам’ять поставляється у вигляді кремнієвих комп’ютерних чіпів, приєднаних до шини пам’яті. Кеш -пам'ять самого процесора також є формою оперативної пам'яті, але, коли цей термін зазвичай використовується, він позначає ці чіпи пам'яті, які знаходяться поза процесором.

Шина пам’яті - це просто виділений набір схем, які переміщують інформацію між ЦП і самою ОЗП. Операційна система переміщує інформацію з набагато повільнішої механічної або

твердотільний твердотільний диск системи, готуючись до потреб ЦП. Наприклад, коли «завантажується» відеоігра, дані переміщуються з жорсткого диска в оперативну пам’ять.

Як аналогію, подумайте про оперативну пам'ять як верхню частину столу, а ящики - як жорсткий диск, а ви самі виступаєте в ролі процесора. Швидко і легко працювати з предметами, які є на столі, але місця так багато. Це означає, що вам потрібно переміщати речі між поверхнею столу та висувними ящиками так, як вам це потрібно.

Комп’ютери, смартфони, ігрові приставки та будь -який інший тип обчислювальних пристроїв, які використовуються сьогодні, мають деякий тип оперативної пам’яті. Ми розглянемо кожен із них, пояснивши, як він працює і для чого він використовується. Зокрема, ми розглянемо такі типи оперативної пам’яті:

• SRAM
• DRAM
• SDRAM
• SDR RAM
• DDR SDRAM
• ГДРР
• HMB

Не переживайте, якщо це звучить як лякаюча балаканина. Незабаром все стане ясно.

SRAM - Статична оперативна пам'ять

Один з двох основних типів оперативної пам’яті, SRAM є особливим, оскільки його не потрібно “оновлювати”, щоб зберегти інформацію, яку він зараз зберігає. Поки по ланцюгах протікає живлення, інформація залишається там, де вона є.

SRAM побудований з ряду транзисторів (4-6) і надзвичайно швидкий завдяки своїй природі. Однак він відносно складний і дорогий, тому ви знайдете його в процесорах, введених в експлуатацію, як надшвидка кеш-пам'ять.

Існує також невелика кількість кешу SRAM, де дані мають швидко переміщатися, але вони можуть бути вузькими. Буфери жорстких дисків є хорошим прикладом цього варіанту використання. Там, де пристрій має більше даних, є ймовірність, що буде якась SRAM, яка допоможе згладити цю передачу.

DRAM - Динамічна оперативна пам'ять

DRAM - це інший поширений тип конструкції оперативної пам’яті. Пам'ять DRAM будується за допомогою транзисторів та конденсаторів. Якщо не оновити кожну клітинку пам’яті, вона втратить свій вміст. Ось чому він називається «динамічним», а не «статичним».

DRAM набагато повільніше, ніж SRAM, але все ж набагато швидше, ніж вторинні пристрої зберігання даних, такі як жорсткі диски. Це також набагато дешевше, ніж SRAM, і це типово для комп’ютерів, що мають на борту кілька гігабайт DRAM як основне рішення для оперативної пам’яті.

SDRAM - Синхронна динамічна пам'ять довільного доступу

Деякі люди, здається, думають, що SDRAM - це суміш SRAM і DRAM, але це не так! Це DRAM, синхронізований з тактовою частотою процесора.

Модуль DRAM буде чекати на процесор, перш ніж відповідати на запити на введення даних. Завдяки своєму синхронному характеру і тому, як пам'ять SDRAM налаштована в банки, центральний процесор може виконувати кілька команд одночасно, значно підвищуючи загальну продуктивність.

SDRAM - це основна форма основного типу оперативної пам’яті, яка використовується в більшості комп’ютерів сьогодні. Він також відомий як SDR SDRAM або Синхронна динамічна пам'ять з довільним доступом з однією швидкістю передачі даних. Хоча це в основному той самий тип пам’яті, який сьогодні використовується в комп’ютерах, його форма ванільного SDR майже застаріла, замінена на наступний тип оперативної пам’яті у нашому списку.

Подвійна швидкість передачі даних синхронної динамічної оперативної пам'яті

Перше, що ви повинні знати, це те, що існує кілька поколінь пам'яті DDR. Перше покоління, яке ми називаємо DDR 1 заднім числом, подвоїло швидкість SDRAM, дозволивши операціям читання та запису відбуватись як на піку, так і під час тактового циклу.

DDR2, DDR3 і сьогодні DDR4 експоненціально покращились у цьому першому поколінні DDR. Продуктивність цих модулів пам'яті вимірюється в Мегапередачі за секунду або "MT/S". Одна мегапередача по суті є еквівалентом мільйона тактових циклів. Найшвидші чіпи DDR першого покоління могли працювати зі швидкістю 400 МТ/с. Швидкість DDR4 може досягати 3200 МТ/с!

GDDR SDRAM - Графічна пам'ять з подвійною швидкістю передачі даних 

GDDR наразі сидить у шостому поколінні і майже виключно є підключеним до графічного процесора (графічного процесора) на відеокарті або ігрова консоль. GDDR пов'язаний із звичайною DDR, але призначений для випадків використання графіки. Підкреслюючи величезну кількість пропускної здатності, при цьому менше турбуючись про низьку затримку.

Іншими словами, ця пам'ять не реагує так швидко, як звичайна SDRAM, але вона може переміщати більше інформації одночасно, коли вона відповідає. Це ідеально підходить для графічних додатків, де для відображення сцени потрібно передати багато гігабайт текстурних даних, а невелика кількість затримок не має реальних наслідків.

Незважаючи на назву, GDDR може використовуватися як звичайна системна оперативна пам'ять. Наприклад, PlayStation 4 має єдиний пул пам’яті GDDR, який розробники можуть розподіляти будь -яким чином, розподіляючи частини на процесор та графічний процесор за потреби.

HBM - Пам'ять високої пропускної здатності

GDDR має конкурента у вигляді Пам'ять HBM, яка представлена ​​на обмеженій кількості відеокарт AMD. Наразі остання версія - HBM 2, але невідомо, чи вона витіснить GDDR або припинить свою діяльність.

Найважливішою частиною продуктивності пам'яті є загальна кількість даних, яку можна перемістити за певний проміжок часу. Один із способів зробити це - створити дуже швидку пам’ять. Інший спосіб покращити загальну пропускну здатність - це розширити дані про “трубу”.

Пам'ять HBM працює на більш низьких тактових частотах, ніж GDDR, але використовує унікальну конструкцію чіпа з 3D-накопиченням що забезпечує дуже широкий фізичний шлях для даних, а також значно менші відстані для сигналів до подорожі. Кінцевий результат - це рішення пам'яті, яке має загальну пропускну здатність подібну до GDDR, але з меншою затримкою.

Проблема з HBM полягає в тому, що це складне виробництво, і завдяки його фізичній конструкції поки що неможливо досягти таких потужностей, які тривіальні для GDDR. Якщо ці проблеми врешті -решт будуть подолані, це може замінити GDDR, але немає гарантії, що це станеться.

Дякую за спогади!

Має бути очевидним, що оперативна пам’ять є невід’ємним компонентом будь -якого комп’ютера, і коли вона виходить з ладу, буває важко зрозуміти, у чому насправді проблема.

Зрештою, зловмисник тут чи там може зробити вашу систему тонко нестабільною або стояти за, здавалося б, випадковими аваріями. Ось чому ви повинні завжди тест на погану оперативну пам'ять щоразу, коли у вас виникає незрозуміла проблема стабільності.

Одного разу ми можемо вийти за межі оперативної пам’яті, але в найближчому майбутньому це стане невід’ємною частиною головоломки обчислювальної продуктивності, тому ми могли б її також познайомити.