Для чого потрібна оперативна пам'ять комп'ютера? Оперативна пам'ять - це що?

Комп'ютер зовсім непомітно, але досить швидко став невід'ємною частиною нашого життя. Без нього неможливо уявити жодну галузь виробництва, ні одну фабрику чи завод, жоден офіс. Та й не одну квартиру, мабуть, вже не можна уявити без персонального комп'ютера або ноутбука. Але хоч це пристрій вже міцно увійшло в наше повсякденне життя, в його роботі і конструкції розбираються далеко не всі. У цій статті буде розглянута одна з найважливіших його складових - оперативна пам'ять ПК.




Мова не йде про те, що кожний користувач ПК має досконально знати теоретичні основи роботи свого комп'ютера і вміти ремонтувати будь-яку поломку. Ні, залиште це професіоналам. Але елементарні знання пристрої необхідні - це допоможе уникнути багатьох проблем в роботі і, цілком ймовірно, може запобігти серйозну поломку.

Оперативна пам'ять у структурі персонального комп'ютера

Отже, оперативна пам'ять. Це одна з найважливіших комплектуючих в комп'ютері. Не можна сказати, що одна деталь більш важлива, а інша менш, але ОЗП (оперативний запам'ятовуючий пристрій - саме так офіційно іменується оперативна пам'ять) є незамінним елементом в роботі ПК. Можна сказати, що оперативна пам'ять - це свого роду буферна зона, сполучний елемент між людиною і комп'ютером.




Фізично оперативна пам'ять представлена у вигляді знімного модуля, встановлюється в спеціальний роз'єм на материнській платі, розташований праворуч від процесора. На більшості материнських плат таких роз'ємів два або чотири. На цьому модулі з однієї або двох сторін розташовані мікросхеми, які, власне, і є пам'яттю. При включенні комп'ютера операційна система та запускається деякі програми. Всі дані, які їм необхідні для нормального функціонування, поміщаються в ОЗУ. Так роблять і всі інші програми, які користувач запускає в процесі роботи. Будь то робота з текстом, обробка фотографій або прослуховування музики - всі проміжні результати роботи програм знаходяться в оперативній пам'яті. При виключенні живлення дані з ОЗУ зникають. Тому цей пристрій і іменується «оперативним». У цьому одна з двох його головних відмінностей від ПЗУ - постійної пам'яті типу жорсткого диска або флеш-накопичувача. Друга відмінність - швидкість обміну даними. У ОЗП вона значно вище, ніж у ПЗУ. Цим, власне, і пояснюється призначення оперативної пам'яті - максимально підвищити швидкість відгуку комп'ютера на дії користувача. На жорсткому диску може зберігатися деяка оперативна інформація (так званий файл підкачки), що поміщається туди при нестачі місця в ОЗП. У такому разі користувачем можуть спостерігатися негативні явища - підвисання і гальмування програм або всієї системи.

Історія, розвиток і типи ОЗП

Оперативна пам'ять завжди була присутня в структурній схемі обчислювальної техніки. Ще в XIX столітті були створені перші зразки аналітичних машин, що складаються суто механічних частин. Природно, і ОЗУ було механічним. У XX столітті розвиток електроніки було стрімким. Це відображено і в еволюції оперативної пам'яті. У різний час для цих цілей використовували електромеханічні реле, електронно-променеві трубки, магнітні барабани. З розвитком напівпровідникових технологій з'явилася і почала розвиватися оперативна пам'ять, заснована на транзисторах: десятки, сотні, тисячі, а потім і мільйони транзисторів в одному корпусі мікросхеми. Спочатку ці мікросхеми пам'яті просто впаивались в материнську плату, що було не дуже зручно. З розвитком комп'ютерів ОЗУ було винесено на окрему знімну плату. Основні сучасні типи оперативної пам'яті - це SRAM і DRAM - статична і динамічна пам'ять з довільним доступом. Перша виконана на базі тригерів, має високу швидкість, але малу щільність елементів. Друга побудована на зв'язках «конденсатор-транзистор», має високу щільність і, як наслідок, низьку собівартість. Але поступається в швидкості і потребує постійної підзарядки своїх конденсаторів. Оскільки для масового виробництва важлива собівартість продукції, то в ПК отримала поширення саме динамічна пам'ять. З 1993 року і донині найбільш поширеною на ринку є її різновид - синхронна DRAM (SDRAM). Що стосується технічного виконання, то першими були односторонні модулі SIMM, що з'явилися в 80-х роках і мали по мірі модифікації об'ємом від 64 Кбайт до 64 Мбайт. У них використовувалися чіпи пам'яті FPM і EDO RAM RAM. На зміну SIMM прийшли двосторонні модулі DIMM, розроблені під пам'ять SDRAM. Вони використовуються в комп'ютерах по сей день.

DDR і DDR2

Оперативна пам'ять DDR (Double Data Rate) стала наступним етапом розвитку SDRAM і характеризується подвоєння швидкістю передачі даних. По-різному також кількість контактів 184 проти 168) та ключів (1 проти 2). Першим в лінійці став модуль PC1600 з чіпом DDR200 ефективною частотою 200 МГц (при тактовій частоті шини пам'яті 100 МГц) і пропускною здатністю 1600 МБ/с. Останнім повинен був стати PC3200 (DDR400400 МГц, 3200 МБ/с), але випускалися також модулі PC4200 (DDR533533 МГц) і вище. Крім збільшеної швидкості, пам'ять DDR мала можливість працювати у двоканальному режимі, що теоретично повинно було підвищити швидкість (точніше, пропускну здатність) у два рази. Для цього треба було вставити в материнську плату, яка також повинна була підтримувати такий режим, дві планки з абсолютно однаковими характеристиками. На практиці приріст швидкості не такий відчутний, як це описується в теорії. Згодом двоканальний режим підтримуватимуть і всі інші типи DDR-пам'яті. Вперше пам'ять DDR SDRAM з'явилася в 2001 році. Сьогодні її ще, звісно, можна зустріти в старих комп'ютерах, але це велика рідкість. Вже в 2003-2004 роках їй на зміну прийшла DDR2 SDRAM - це друге покоління з подвоєною частотою шини. Пам'ять DDR2 має відмінності в корпусі (240 контактів та інше розташування ключа), які роблять її не взаємозамінної з DDR. Лінійка починалася з модуля PC2-3200 який працював на чіпі DDR2-400 з ефективною частотою 400 МГц і пропускною здатністю 3200 МБ/с. Останнім же стабільно працюючим був модуль PC2-9600 (DDR2-12001200 МГц, 9600 МБ/с). Випускалися і модулі з більш високими характеристиками, але їх робота не відрізнялася стабільністю.

DDR3

Наступним етапом еволюції стала оперативна пам'ять DDR3. З'явившись у 2007-2008 роках, вона не призвела до різкого відходу від DDR2 але почала планомірно завойовувати ринок пам'яті. На сьогоднішній день це найбільш поширений вид оперативної пам'яті. Не бажаючи відмовлятися від попереднього покоління, виробники випускали материнські плати, що підтримують обидва стандарту. Пам'ять DDR2 не є сумісною з DDR3 ні електрично, ні механічно. Хоч обидва типи і мають по 240 контактів, але ключ розташований у різний місцях. Основна відмінність полягає в ще більш понизившемся в порівнянні з DDR і DDR2 енергоспоживанні і напрузі живлення (15 В). У своїй лінійці оперативна пам'ять DDR3 починається модулем PC3-6400 (DDR3-800) з ефективною частотою 800 МГц і швидкістю передачі даних 6400 МБ/с. Зараз такі модулі вже стали досить великий рідкістю. Це пов'язано з тим, що більшість сучасних материнських плат підтримує частоти пам'яті не нижче 1333 МГц. Топові моделі підтримують пам'ять з частотою до 3200 МГц (PC3-25600). У сімействі DDR3 існує невелике відгалуження - низькорівнева (низьковольтна) пам'ять DDR3L, яка характеризується зниженою напругою живлення (135 В). Вона повністю сумісна з DDR3.

DDR4

Найбільш сучасною і швидкісний є оперативна пам'ять DDR4. Її масовий випуск почався ще в 2014 році, але до цих пір вона сильно програє DDR3 популярності і доступності. Хоч заявлені характеристики у неї і вище, але при цьому і вартість значно зросла. До того ж пам'ять DDR4 не сумісна з DDR3 доцільність її вибору є лише при зборі нових систем, але не при модернізації старих. Що стосується характеристик, то першим в лінійці йде модуль PC4-17000 (DDR4-2133) з ефективною частотою 2133 МГц і пропускною здатністю 17000 МБ/с. Планується, що межею для DDR4 стане ефективна частота 4266 МГц і пропускна здатність 34100 МБ/с (PC4-34100 DDR4-4266). Як і у кожного нового типу пам'яті, у цього основною відмінністю від своїх попередників є зниження енергоспоживання і зменшення напруги живлення (до 12 В), ну і, звичайно ж, поліпшення всіх швидкісних характеристик. Крім того, тепер модулі мають мінімальний обсяг 4 Гб. Максимальний обсяг теоретично може досягати 192 Гб.

Куди поділася оперативна пам'ять

Напевно, найбільш часто задається питанням про пам'ять комп'ютера буде питання: «Чому оперативна пам'ять використовується не в повному обсязі?». Причому почути його можна як від починаючих, так від досвідчених користувачів ПК. Причин цього може бути декілька, але часто розгадка криється в розрядності операційної системи. Як відомо, 32-розрядна версія операційної системи Windows здатна працювати з об'ємом пам'яті, що не перевищує 4 Гб. Все, що зверх цього, вона просто не «побачить». У 64-розрядній версії таких обмежень немає. Таким чином, при виявленні такої проблеми в першу чергу слід перевірити, яка версія ОС встановлена. Зробити це можна, клікнувши правою кнопкою миші по значку «Комп'ютер» на робочому столі (або в меню «Пуск») та вибравши вкладку «Властивості». В розділі «Система» буде розташована вся необхідна інформація, у тому числі загальний і доступний об'єм оперативної пам'яті. Зазначимо, що 64-розрядна версія доступна для всіх сучасних операційних систем Windows (XP, Vista, 7810). Тому якщо в комп'ютері використовується або планується використовувати більше 4 Гб оперативної пам'яті, необхідно інсталювати 64-розрядну операційну систему Windows. Оперативна пам'ять при цьому буде використовуватися вся. Але є й інші причини зменшення доступного об'єму оперативної пам'яті. Це може бути програмне обмеження використовуваної редакції операційної системи (в кожній версії доступно кілька редакцій). Також певний обсяг може резервуватися для вбудованого відеоадаптера, якщо такий є. Не варто забувати і про те, що кожна материнська плата має свої вимоги щодо характеристик та об'єму оперативної пам'яті. Якщо вони не виконуються, пам'ять не буде доступна. Існують і апаратні проблеми. Наприклад, модуль може бути неправильно або не повністю вставлено. Також він може мати пошкоджені ділянки пам'яті. Такий модуль не підлягає ремонту і вимагає негайної заміни. Виявити пошкодження можна спеціальними програмами.

Як перевірити оперативну пам'ять

При виникненні збоїв і неполадок, які можуть бути викликані проблемами з оперативною пам'яттю (зависання і збої системи, поява так званого «синього екрану смерті») її необхідно перевірити на помилки. Зробити це можна як стандартними засобами операційної системи, так і сторонніми програмами. У Windows 7 оперативна пам'ять перевіряється програмою, іменованої «Засіб перевірки пам'яті Windows». Знайти її можна за адресою «Панель керуванняСистема і безпекаАдміністрування», або через пошук по ключу «mdsched» в меню «Пуск». З усіх інших утиліт найбільш поширеною, доступною та надійною програмою для діагностики ОЗП є Memtest86+. Важливо пам'ятати кілька моментів: 1. Оперативна пам'ять перевіряється не з операційної системи (з завантажувальної флешки, диски або після перезавантаження системи). 2. Якщо встановлено кілька модулів пам'яті, перевіряти їх бажано по одному. Так буде простіше визначити, який з них несправний.

Очищення оперативної пам'яті

Найпростіший і найдієвіший спосіб очищення оперативної пам'яті - це перезавантаження комп'ютера. Але він підходить далеко не всім користувачам і не у всіх випадках корисний. Альтернативою буде закрити непотрібні програми і тим самим вивільнити зарезервовані ними об'єми пам'яті. Зробити це можна в «Диспетчері завдань», викликавши його поєднанням клавіш Ctrl+Alt+Delete. Існує також багато різних програм, покликаних оптимізувати витрати оперативної пам'яті. Можна відзначити такі утиліти, як CleanMem, SuperRam, Wise Memory Optimizer. А також CCleaner - універсальну і дуже корисну утиліту моніторингу системи, яка здатна ефективно очистити пам'ять, видаливши тимчасові файли та кеш програм і системи, оптимізувавши реєстр. Але варто пам'ятати, що ці спобличчя лише тимчасове вирішення проблеми, покладатися на них не варто. Головною проблемою нестачі оперативної пам'яті і, як наслідок, повільної роботи комп'ютера є недостатній обсяг ОЗП для конкретної комплектації комп'ютера або поставленого завдання. Вирішити її можна, встановивши додаткову планку пам'яті або купивши нову більшого обсягу.

Який обсяг оперативної пам'яті комп'ютера необхідний

При виборі або модернізації комп'ютера часто виникають такі питання: «Як дізнатися оперативну пам'ять комп'ютера?», «Який обсяг потрібен?». Відповідь на перше питання досить простий - потрібно всього лише скористатися утилітою CPU-Z. Вона дасть вичерпну відповідь. З об'ємом трохи складніше. Якщо йде мова про модернізацію, то користувач, швидше за все, вже зіткнувся з браком пам'яті і приблизно знає, наскільки потрібно збільшити її. При складанні нового комп'ютера в першу чергу визначається його призначення. Для звичайної офісної роботи з документами цілком вистачить і 1-2 Гб. Для домашнього комп'ютера змішаного використання прийнятно буде 4 Гб. Якщо збирається ігровий комп'ютер, то знадобиться мінімум 8 Гб оперативної пам'яті, але комфортніше буде з 16 Гб. Те ж саме відноситься і до серйозних робочих машин. Обсяг необхідної пам'яті визначається додатками, з якими буде вестися робота, але зазвичай становить мінімум 8-16 Гб.

Як вибрати оперативну пам'ять

З'ясувавши, як дізнатися оперативну пам'ять комп'ютера і який обсяг потрібен, можна вирушати в магазин. Але чи можна цими відомостями обмежитися? Однозначно, ні. Звичайно, перш за все потрібно визначити, який тип (для нових комп'ютерів це DDR3 або DDR4) і обсяг потрібні. Але є ще кілька факторів, якими не можна знехтувати. По-перше, оперативна пам'ять повинна узгоджуватися з материнською платою і процесором не тільки за типом, але і за підтримуваної ними частоті. Немає сенсу купувати швидкісну пам'ять, якщо інші комплектуючі працюють на більш низьких частотах. У кращому випадку пам'ять буде функціонувати на зниженій частоті, а то й зовсім відмовиться працювати. Якщо материнська плата підтримує двоканальний режим, то краще купити дві однакові планки пам'яті. Це трохи підвищить її продуктивність. Зазвичай у продажу можна зустріти вже готові комплекти з 2 або 4 планок пам'яті. По-друге, потрібно звертати увагу на маркування. Є спеціальні типи пам'яті, які мають приставку ECC. Означає вона наявність додаткового контролю помилок. Більшість материнських плат не підтримує таку пам'ять. Оперативна пам'ять для ноутбуків відрізняється від використовуваної в ПК і має приставку SO-DIMM. По-третє, важливе значення мають таймінги. Це швидкісна характеристика, що означає затримку сигналу. Позначається трьома або чотирма цифрами через дефіс. Наприклад, 9-8-11-18. Природно, чим менше число, тим краще, але для більшості користувачів ця різниця буде практично непомітна. Зате таймінги значно впливають на ціну. Оперативна пам'ять - це важлива і складна частина комп'ютера, впливає на роботу і продуктивність всієї комп'ютерної системи. Вона не так часто виходить з ладу, але в цьому і підступ - адже від неї цього не чекають. Правильна діагностика і пошук помилок в ОЗП можуть допомогти уникнути дорогого ремонту і вже точно зекономлять багато часу. Як відрізняються два різних процесора, так може відрізнятися і оперативна пам'ять. Це справедливо і щодо її вартості. Але якщо більш висока ціна процесора практично завжди означає, що він буде більш продуктивним, то ціна пам'яті сильно залежить від частоти і таймінгів, які хоч і гарантують зростання продуктивності, але найчастіше незначно впливають загальну продуктивність системи. На них слід звертати увагу при складанні ігрових і високопродуктивних робочих комп'ютерів.