Що таке оперативна пам'ять комп'ютера і для чого вона потрібна?

Пройшли ті часи, коли комп'ютер вважався виключно іграшкою для особливо забезпечених людей. Сьогодні це звичайний робочий інструмент, з яким практично кожна людина стикається в побуті або на роботі щодня. На жаль, далеко не всі мають хоча б початковий рівень комп'ютерної грамотності. Особливо яскраво це проявляється в той момент, коли потрібно модернізація ПК. Часто люди не знають навіть про те, що таке оперативна пам'ять, хоча у багатьох випадках саме її заміна (або збільшення обсягу) здатна надати старому комп'ютеру помітно більше "спритності". А тому в цій статті ми розпишемо, за що відповідає ця комплектуюча, як її вибирати, а також торкнемося деякі інші нюанси.

Основні поняття

Так що таке оперативна пам'ять? В літературі вона позначається абревіатурою ОЗП (оперативний запам'ятовуючий пристрій), ще частіше зустрічається англійський варіант - RAM. Ця комплектуюча необхідна для тимчасового зберігання даних, що забезпечує нормальне функціонування програмного забезпечення. Зазвичай її мікросхеми підключаються до материнської плати через відповідні роз'єми, але нерідко їх просто розпаюють на ній. Взагалі, головне завдання ОЗП - під час роботи комп'ютера бути буфером між процесором та жорстким диском, зберігаючи всі «проміжні» дані і сприяючи високій швидкості роботи системи (особливо хороша в цьому відношенні оперативна пам'ять Intel).

Важливе зауваження

Нерідко новачки зовсім не роблять відмінності між оперативною пам'яттю і постійної (тобто жорстким диском). Потрібно чітко розуміти, що ОЗП - енергозалежна, всі дані з її мікросхем видаляються в момент відключення комп'ютера. Слід зазначити, що з жорсткими дисками такого не відбувається. В якійсь мірі окремим підвидом є флешки, так як там взагалі не потрібно енергії для зберігання записаної інформації.

Структура

Ми розібралися, що таке оперативна пам'ять. Але як вона влаштована і чим характеризується? Фактично структура ОЗП схожа з набором бджолиних сот. В кожній комірці зберігається якийсь обсяг даних (1-4 біта). Зауважимо, що у кожної «соти» є свій персональний адресу. Він підрозділяється на дані про місцезнаходження горизонтальній будівництва (Row) і вертикального положення (Column). Простіше кажучи, кожна клітинка - конденсатор, який на певний час здатний запасати електричний розряд. Завдяки спеціальним алгоритмом, записані таким чином дані переводяться у формат, зрозумілий комп'ютеру. Крім того, для передачі адреси рядка та/або вертикального стовпця, клітинки служить сигнал типу RAS і CAS відповідно. Втім, все це відноситься до таких матерій, про які звичайному користувачеві знати необов'язково.

Як все це працює?

Якщо ви уважно читали, то вже зрозуміли, що спочатку необхідна інформація завантажується з жорсткого диска, «запасається» в модулях оперативної пам'яті, а потім обробляється центральним процесором. Обмінюватися даними всі ці пристрої можуть безпосередньо, але куди частіше за все це відбувається з участю кеш-пам'яті. Вона є як у процесорів, так і в жорстких дисків. Призначена кеш-пам'ять для зберігання особливо часто використовуваної інформації. Її наявність дозволяє значно прискорити швидкодію всієї системи в цілому, так як швидкість роботи жорсткого диска і оперативної пам'яті куди нижче, ніж аналогічний показник у самого центрального процесора. Якщо обсяг цього накопичувача достатній, вдається повністю позбутися від вимушених простоїв і використання обладнання. Самої ж оперативною пам'яттю управляє окремий контролер, який розташовується на північному мосту материнської плати. Крім того, від нього ж залежить підключення центрального процесора до інших пристроїв, які використовують «жирні» шини для передачі даних (все та ж ОЗУ, графічна підсистема).

Слід знати

Коли йде робота оперативної пам'яті і проводиться запис інформації в якусь комірку, то всі дані, які були там до того, будуть втрачені безповоротно. Потрібно зауважити, що сучасні операційні системи підтримують розбиття оперативної пам'яті на кілька розділів, це забезпечує помітно підвищену швидкість роботи. Як все це функціонує? Справа в тому що сучасні пристрої ОЗП мають великий об'єм, а тому у них можуть розміщуватися дані відразу декількох процесів, що працюють одночасно. Зрозуміло, центральний процесор також здатний обробляти по кілька сотень завдань за один раз. Щоб забезпечити при цьому нормальну працездатність комп'ютера, була розроблена система динамічного розподілу пам'яті. У цьому випадку для кожної задачі, яка в даний момент стоїть «на розгляді» біля центрального процесора, відводиться свій, динамічно змінний блок оперативної пам'яті.

Для чого такі складнощі?

Таке підрозділ допомагає набагато економніше розпоряджатися наявним обсягом оперативної пам'яті, так як найбільш важливим і пріоритетним завданням виділяється більше місця. Потрібно зауважити, що дійсно якісне динамічний розподіл доступно тільки користувачам останніх версій операційних систем. Крім того, старі спобличчя розподілу, які використовувалися в часи Windows 98 або більш ранніх систем, роблять програми тих років повністю неробочими на сучасних версіях ОС. Навіть якщо у вас «на борту» є ОЗУ об'ємом 4 гігабайти, оперативна пам'ять нового покоління просто не зрозуміє старих інструкцій.

Можливі режими роботи

Зауважимо, що ОЗП може працювати в наступних режимах:

Single chanell. Одноканальний, асиметричний режим. Включається в двох випадках: коли в системі тільки одна плашка пам'яті, або якщо користувач встановив декілька мікросхем від різних виробників, що відрізняються один від одного своїми параметрами. Важливо зауважити, що система у другому випадку буде орієнтуватися на самий слабкий модуль ОЗУ, працюючи на його частоті.

Dual Mode. Двоканальний, симетричний режим. Для цього в два слоти встановлюються абсолютно однакові плашки оперативної пам'яті, внаслідок чого швидкість передачі даних може істотно зрости. Відповідно, для активації цього режиму мікросхеми потрібно ставити в 1 і 3 та/або 2 і 4 слоти. Врахуйте, що оперативна пам'ять 2-го покоління (DDR2) може працювати тільки в цьому режимі (найчастіше).

Triple Mode. Трьохканальний режим останнім часом зустрічається досить рідко. Загалом-то, є різновидом попереднього режиму, але використовується тільки на тих материнських платах, на яких є три роз'єми під установку модулів ОЗП. Слід зауважити, що на практиці такий режим дуже часто поступається двоканальному варіанту (на це вкаже будь-тест оперативної пам'яті).

Flex Mode (гнучкий). Це вельми цікавий режим, який дозволяє «вичавити» максимум продуктивності з двох різних плашок пам'яті (важливо, щоб вони були однакові по частоті). Установка модулів проводиться в порядку аналогічному двоканальному варіанту.

Що відбувається після включення комп'ютера?

Як ми вже говорили, обмін інформацією між найважливішими пристроями комп'ютера відбувається з використанням кеш-пам'яті. Нею ж, у свою чергу, управляє спеціальний контролер і програма для оперативної пам'яті. Для чого вони потрібні? Справа в тому, що саме ці складові визначають пріоритет завдань, вибираючи ті програми, інформацію яких потрібно записати в кеш, а також додатки, здатні «обійтися» звичайної оперативної пам'яттю. При включенні комп'ютера в ОЗП з жорсткого диска відразу ж записують усі необхідні дані, елементи самої операційної системи і програми, які повинні запускатися автоматично відразу після старту комп'ютера. Зрозуміло, що перед цим проводиться швидкий тест оперативної пам'яті (для виявлення найбільш грубих несправностей). Після цього дані обробляються центральним процесором. Схема повторюється циклічно, весь час, поки ви не вимикайте комп'ютер. Все добре, але що ж відбувається в тому випадку, якщо встановленого в системі обсягу оперативної пам'яті вже не вистачає для роботи програмного забезпечення та системи?

А якщо обсягів не вистачає?

Ось тоді-то в справу вступає файл підкачки, з яким, напевно, знайомі всі користувачі не надто потужних, застарілих машин. Цей Файл розташовується на системному жорсткому диску, і туди записуються всі дані, які банально не вміщає оперативна пам'ять, ціна якої досить висока (від півтора тисяч за 2 Гб), тому з такою проблемою стикаються багато. Ви і самі можете зрозуміти, що з-за низької швидкодії жорсткого диска в цьому випадку дуже сильно страждає продуктивність всієї операційної системи. Крім того, із-за постійних звернень до жорсткого диска останній набагато швидше зношується фізично. Навпаки, коли у вас дуже багато RAM, ви сильно можете виграти в продуктивності. Для цього потрібна спеціальна програма для оперативної пам'яті, яка прямо в ній створить віртуальний жорсткий диск. На нього можна перенести всі додатки, які вимагають підвищеної швидкодії.

Фізична добірка модулів оперативної пам'яті

Для загального розвитку не завадить дізнатися, з яких модулів складається сама мікросхема оперативної пам'яті. Отже, ось все основні її компоненти:

Безпосередньо блоки пам'яті.

SPD - це спеціальна незалежна мікросхема, в яку вшиті стандартні параметри конкретного модуля. Коли комп'ютер включається, BIOS материнської плати зчитує значення з цієї мікросхеми, на підставі яких виставляються таймінги і інші важливі параметри. Це особливо важливо, якщо обговорюється оперативна пам'ять для ноутбука, який часто може днями перебувати в «анабіозі».

«Ключ». Так називається проріз у нижній частині плати, по якій можна визначити її тип (DDR2 DDR3). Його основне призначення в тому, що він механічно перешкоджає встановленню невідповідного для цієї плати типи оперативної пам'яті.

SMD-компоненти. До них відносяться набори резисторів і конденсаторів. Неважко здогадатися, що вони відповідальні за електропостачання і живлення модулів пам'яті.

Стікери. Це базові налаштування від виробника, які потрібні для коректної роботи якихось специфічних компонентів.

РСВ, тобто безпосередньо друкована плата. Саме на ній розпаюються всі вищеописані компоненти. Від її якості, від стану розведення доріжок і обробки, безпосередньо залежить не тільки швидкодія самого ОЗУ, але і працездатність всієї системи комп'ютера (так би мовити, «максимальна» оперативна пам'ять).

Критерії вибору оперативної пам'яті

Якщо ви подужали попередню частину, то запрошуємо прочитати про критерії підбору RAM. В першу чергу потрібно звернути увагу на те, який саме тип пам'яті в принципі підтримує ваша материнська плата (DDR1/2/3). З'ясувати це можна трьома шляхами:

Прочитати інформацію від виробника вашої плати.

Відкрити системний блок і подивитися назва моделі.

Якщо немає таких можливостей, можна вивчити керівництво по вашому процесору: там напевно перераховані всі сумісні з ним материнські плати, так що ви напевно зможете з'ясувати істину.

Втім, якщо у вас є нормальне підключення до інтернету, можна зробити ще простіше: клікаєте по пункту «Виконати» в меню «Пуск», після чого вводьте туди dxdiag. Через деякий час з'явиться вікно діагностичної утиліти. Вам важливий пункт «Модель комп'ютера», в якому прописана модель материнської плати.

Інші зауваження

Потім варто ознайомитися з інформацією від виробника процесора, відшукати там вашу модель і з'ясувати, які саме види оперативної пам'яті найбільш виправдано використовувати на конкретному комп'ютері. Загалом, після цього можна відправлятися в магазин, де вас чекає потрібна оперативна пам'ять. Ціна її, до речі, досить висока. Так, навіть за пару гігабайт на застарілому модулі DDR2 можна віддати до двох тисяч рублів. Втім, DDR3 все ж набагато дешевше. Слід зауважити, що деякі плутають форм-фактор різних типів ОПЕРАТИВНОЇ пам'яті. Так, оперативна пам'ять для ноутбука називається SO-DIMM, тоді як в десктопах застосовується повнорозмірна пам'ять DIMM. Як правило, першу різновид встановлюють також в моноблоки і (рідко) в компактні ПК. Не переплутайте при купівлі! Ось що таке оперативна пам'ять і для чого вона потрібна в комп'ютері.