Типы оперативной памяти: все, что вам нужно знать об основной памяти

La Оперативная память компьютера - один из самых важных и желанных элементов, так как он обеспечивает скорость вашей системы. Кроме того, существует много типов ОЗУ, и каждый из них имеет определенные характеристики, за которыми пользователь должен следить, чтобы знать, совместим ли модуль с его оборудованием или нет, и обеспечит ли он большую или меньшую производительность. Многие из этих технических характеристик совершенно неизвестны большинству пользователей.

Поэтому в этой статье я покажу вам все, что вам нужно знать о оперативной памяти, чтобы в следующий раз, когда вы купите модуль для расширения памяти вашего компьютера, у него не было для вас секретов. Если ты хочешь стать настоящим "знатоком" памяти Тип RAM, продолжайте читать ...

Немного истории

Фон

Лас- компьютерам нужна память для хранения программ (данных и инструкций). Вначале в компьютерах 30-х годов использовались перфокарты. Это были листы картона или другого материала с отверстиями, сделанными так, чтобы компьютер мог интерпретировать эти отверстия как двоичный код. Таким образом загружались программы. Эти перфокарты придумала женщина, а именно: Ада Лавлейс (Ада Байрон). Ада считалась первый программист истории за его работу по созданию полезной знаменитой аналитической машины Чарльза Бэббиджа.

Постепенно машины развивались. С появлением ENIAC в 1946 году он использовал вакуумные клапаны построить воспоминания с шлепанцами. Эти клапаны создавали много проблем из-за своей ненадежности, их архитектура была похожа на лампочки, и они перегорели, поэтому их приходилось часто заменять. Кроме того, они нагревались и потребляли большое количество энергии.

В Электронный если хочешь прогрессировать. В 1953 году начали использовать ферритовые запоминающие устройства. И только в 1968 году IBM разработала первая полупроводниковая память. Эта твердотельная память решила проблемы предыдущих, обеспечивая большую надежность, долговечность и более быструю работу. У него была 64-битная емкость, но самое интересное то, что первые микросхемы памяти остались.

На протяжении большей части истории разные форматы памяти, такие как магнитные ленты, гибкие диски, оптические носители (CD, DVD,…), первые магнитные жесткие диски (HDD), полупроводниковые запоминающие устройства (SSD, RAM, регистры, буфер / кэш, ROM,…) и т. д.

Здесь нужно сказать, что в прошлом только один уровень памяти. Центральное воспоминание, в котором находилась программа. Но по мере развития вычислений в него были включены и другие программируемые запоминающие устройства различных типов, пока не появились быстрые запоминающие устройства, такие как ОЗУ.

Прибытие RAM

Когда появилась оперативная память, компьютеры стали иметь двухуровневую память. С одной стороны, была память большей емкости, более низкая скорость и более дешевая, так как вторичная память. Эта вторичная память представляет собой жесткий диск, который в настоящее время превратился из магнитных жестких дисков (HDD) в современные твердотельные жесткие диски на основе полупроводников или твердотельных накопителей.

Хотя основная или первичная память - это то, что мы называем ОЗУ (Оперативная память или оперативная память). Эта память в несколько раз быстрее, чем вторичная память, но ее емкость значительно ниже, поскольку ее цена выше, а иметь очень большую емкость было непрактично.

Дополняя вторичную память большой емкости для хранения наших программ и данных с более быстрой промежуточной памятью между вторичной памятью и блоком обработки, можно обеспечить дополнительную скорость без ущерба для большой емкости. В ОЗУ они пойдут загрузка инструкций и данных из запущенных процессов или программ чтобы ЦП мог получить к ним доступ без доступа к вторичной памяти, что было бы намного медленнее.

Также оперативная память - это разновидность энергозависимая память Он теряет свое содержимое при отключении блока питания. Было бы непрактично иметь только этот тип памяти, так как каждый раз при выключении оборудования все терялось. Вот почему вторичные воспоминания все еще так необходимы. Это постоянные запоминающие устройства, которым не требуется постоянный источник питания для хранения значений.

Если вам нравится история, то Хронология RAM вкратце:

• Одним из первых воспоминаний RAM была память магнитный сердечник 1949 года. Каждый бит хранился в тороиде из ферромагнитного материала. Каждая деталь имела диаметр в несколько миллиметров, поэтому занимала много места и ограничивала возможности. Но для этого типа оперативной памяти он определенно был лучше реле и линий задержки.
• В 1969 году появятся первые RAM, созданные с использованием полупроводников Intel. С чипами вроде 3101 64-бит. В следующем году он представил Память DRAM размером 1 КБ (микросхема 1103), закладывающая основы современной памяти с произвольным доступом. Фактически, DRAM станет стандартом, поэтому изобретение IBM захватило промышленность.
• Спустя годы они продолжали быть миниатюрными, с чипами с увеличивающейся емкостью и производительностью, пока SIPP и DIP не начали отказываться от использования существующих. Модули SIMM (Single In-line Memory Module), то есть модули со всеми контактами на одной стороне. Это упростило замену оперативной памяти и добавление ее, как если бы это были карты расширения.
• В конце 80-х годов процессорные технологии сделали процессоры намного быстрее, чем ОЗУ, что привело к значительному Узкие. Необходимо было увеличить пропускную способность и скорость доступа отстающих микросхем памяти.
• Многочисленные технологии стали появляться, чтобы минимизировать это узкое место, например, технология FPM RAM (Fast Page Mode RAM), вдохновленная пакетным режимом Intel 80486. Режим адресации, улучшающий доступ, со временем доступа 70 или 60 нс.
• ОКБ ОЗУ, o Расширенный вывод данных, появится в 1994 году со временем доступа 40 или 30 нс. Улучшение, основанное на этом, было BEDO, Burst EDO, достигнув 50% улучшения по сравнению с EDO.
• Лас- более быстрые воспоминания они принадлежали микропроцессорам, таким как регистры на основе ячеек SRAM (статическое ОЗУ). Но они чрезвычайно дороги для достижения больших возможностей с их помощью, поэтому они были непрактичными, несмотря на огромную производительность, которую они имели. Вот почему они были отнесены к маленьким буферам или очень маленьким регистрам ЦП. По этой причине EDO, BEDO, FPM все еще относились к типу DRAM.
• В 1992 году Samsung создает первый коммерческий чип. SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), текущий стандарт.
• С этого момента все RAM были основаны на ячейках памяти SDRAM. Одним из первых появился Rambus от Intel, который без труда прошел мимо более дешевой SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• Чтобы улучшить производительность предыдущих, а не поднять цену, как в случае с Rambus, ГДР прибудет (Двойная скорость передачи данных). DDR позволяла передавать данные по двум каналам одновременно в каждом тактовом цикле, удваивая производительность SDR.
• А по ГДР вы знаете, как продолжалась история с появлением DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... но этого было недостаточно

Вычисления требуют все большей производительности. В Жесткие диски превратились в твердотельные накопители намного быстрее. И микропроцессоры начали включать свою собственную быструю память между функциональными блоками и оперативной памятью. Таким образом, они могут загружать в них данные и инструкции для более быстрого доступа вместо того, чтобы обращаться прямо в оперативную память каждый раз, когда им что-то нужно.

Эти воспоминания, о которых я говорю, кэш-память, буфер, который действует как буфер между ЦП и ОЗУ. Надо сказать, что в прошлом вы могли покупать модули кеширования, такие как RAM, и их можно было добавить, если захотите, в свою команду. Что-то вроде старых сопроцессоров или FPU, которые не были интегрированы в сам чип процессора. Но со временем они были интегрированы в сам процессорный пакет (см., Например, Intel Pentium Pro) и, наконец, стали частью той же ИС, что и современные микропроцессоры.

Эти кеш-память росли уровни, например, текущий L1 (единый или отдельный для инструкций / данных), унифицированный L2, L3 и т. д. И не только то, что помимо микропроцессора, также ведется работа по какому-то ускорению доступа к данным и инструкциям, таким как модули Intel Octant и другие типы буферов, но это уже другая история ...

DDR SDRAM

Поместив вас на задний план, вы уже знаете путь, пройденный до прибытия текущая DDR SDRAM. Теперь мы собираемся увидеть существующие типы и их характеристики. Надо сказать, что по сравнению с Intel Pentium 4, который в основном использовал их RAMBUS, AMD Athlon был первым, кто поддерживал более дешевую DDR. Столкнувшись с продажами и производительностью компьютеров на базе AMD, Intel также была вынуждена перейти на DDR ...

Тип

По версии DDR

Лас- Версии DDR разрешить несопоставимые возвраты:

• DDR: PC-xxxx указывает пропускную способность модуля, если, например, это PC-1600, это результат умножения 100.000.000 Гц (шина 100 МГц) x 2 (двойная скорость передачи данных) x 8 байтов = 1600 МБ / с или 1.6 ГБ / с перевод.
  • DDR-200 (PC-1600): с шиной 100 МГц и вводом / выводом 200 МГц. Его название происходит от скорости передачи 1600 МБ / с или 1.6 ГБ / с.
  • DDR-266 (PC-2100): с шиной 133 МГц и входами / выходами 266 МГц. С пропускной способностью 2.1 ГБ / с.
  • DDR-333 (PC-2700): с шиной 166 МГц и входами / выходами 333 МГц. С пропускной способностью 2.7 ГБ / с.
  • DDR-400 (PC-3200): с шиной 200 МГц и вводом / выводом 400 МГц. Максимальная скорость передачи 3.2 ГБ / с.
• DDR2: работает с 4 битами за цикл, то есть 2 идущими и 2 обратными. Это увеличивает потенциал предыдущей DDR1.
  • От DDR2-333 (PC2-2600): он работает с базовой шиной 100 МГц, с вводом / выводом 166 МГц, что дает ему пропускную способность 2.6 ГБ / с. Время выборки 10 нс.
  • До DDR2-1200 (PC2-9600): шина идет до 300 МГц, 600 МГц для ввода-вывода и передачи 9.6 ГБ / с. Время доступа 3,3 нс.
• DDR3: обеспечивает более высокую скорость передачи данных и скорость работы по сравнению с DDR2, хотя задержка выше.
  • От DDR3-1066 (PC3-8500): шина 133 МГц, ввод-вывод 533 МГц, передача 8.5 ГБ / с. Время доступа 7.5 нс.
  • До DDR3-2200 (PC3-18000): шина 350 МГц, частота ввода-вывода 1100 МГц и передача данных 18 ГБ / с. Время выборки 3.3 нс.
• DDR4: более низкое напряжение питания и более высокая скорость передачи по сравнению с предыдущими. К сожалению, у него большая задержка, что при прочих равных снижает его производительность.
  • От DDR4-1600 (PC4-12800): с базовой шиной 200 МГц, вводом-выводом 1600 МГц и передачей данных 12.8 ГБ / с.
  • До DDR4-2666 (PC4-21300): с базовой шиной 333 МГц, вводом-выводом 2666 МГц и передачей данных 21.3 ГБ / с.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: ближайшее будущее.

По типу модуля

Модули SIMM превратились в современные модули DIMM, которые делятся на:

• DIMM (модуль памяти с двухрядным расположением выводов): модуль памяти с контактами с обеих сторон, позволяющий использовать большее количество контактов. Это те, кто использует настольные компьютеры.
• SO-DIMM (модуль DIMM малого размера)- Это уменьшенная версия обычных модулей DIMM, то есть более короткие модули для компьютеров меньшего размера. Они используются в портативных компьютерах, материнских платах для мини-ПК с малыми форм-факторами, такими как mini-ITX и т. Д.

Независимо от того, являются ли они модулями DIMM или SO-DIMM, они могут иметь разную емкость, характеристики и типы, указанные выше. Это ничего не меняет.

По каналам

Модули памяти RAM можно сгруппировать с одним или несколькими автобусами:

• Единый канал памяти: все модули памяти сгруппированы в единый банк слотов, использующих одну шину.
• Двойной канал памяти- Имеет два отдельных банка слотов памяти на материнской плате. Модули могут быть вставлены в эти два канала с двумя отдельными шинами, что обеспечивает большую пропускную способность и, следовательно, производительность. Например, если у вас есть APU или Intel со встроенным графическим процессором, это может принести большие выгоды, позволяя MMU ЦП получать доступ к одной шине, в то время как контроллер памяти графического процессора обращается к другой, не мешая между ними ...
• Четыре канала памятиКогда требования к доступу намного выше, можно найти материнские платы с четырьмя каналами, хотя наличие четырех каналов не всегда обеспечивает ожидаемую производительность, если эта емкость действительно не используется.

латентность

Наконец, когда вы хотите расширить свою оперативную память, есть ряд функций, помимо того, что уже было замечено, которые могут запутать вас при покупке правильного. я имею в виду задержки, КАС, РАН и др. Что касается напряжений и типа модуля, правда в том, что это будет зависеть от совместимости вашей материнской платы и выбранного типа памяти. Вы должны прочитать руководство к своей материнской плате, чтобы узнать, какую память поддерживает ваш набор микросхем и какой тип модуля у вас установлен.

Вы также можете посмотреть на модуль или модули памяти, которые вы уже установили, чтобы узнать, как приобрести аналогичный модуль для его расширения, и что он имеет такие же характеристики и совместим.

Скорость оперативной памяти всегда зависит от двух факторов, один из которых тактовая частота, а другая - задержка. Задержка - это время, необходимое для доступа (записи или чтения). И может быть один и тот же тип модуля с разными задержками, и именно здесь пользователи путаются, полагая, что если они установят модуль с другой задержкой, он не будет совместим, или если это повлияет или нет ... То есть то, что я попытаюсь уточнить здесь.

Сначала вы должны четко понимать, как работает ОЗУКогда требуется получить доступ к определенному блоку памяти, то есть к части памяти, в которой хранятся данные, память распределяется по строкам и столбцам. Активировав соответствующие строки выбора строк и столбцов, вы можете писать или читать все, что захотите. Но для того, чтобы эти операции доступа произошли, им необходимо пройти несколько циклов для выполнения действий, которые задерживают операцию. Это задержка.

Как узнать задержку модуля? Что ж, вы могли заметить, что модули имеют тип метки 16-18-18-35 или аналогичный, это задержки в наносекундах. Каждое число имеет свое значение в зависимости от занимаемой позиции:

• 16: Первое значение может также отображаться как задержка CL или CAS, оно примерно указывает время, которое проходит между процессором, запрашивающим данные из ОЗУ, и тем, как он находит и отправляет их.
• 18: Второе число может быть найдено как TRCD или RAS для задержки CAS, это число представляет время между местоположением и активацией строки памяти (RAS) и столбца (CAS), помните, что память организована так, как если бы она была шахматная доска.
• 18: Третье число может быть найдено как TRP или RAS Precharge и относится ко времени, которое требуется в памяти, чтобы сделать разрыв строки, то есть деактивировать линию данных, которую вы в настоящее время используете, и активировать новую строку.
• 35: Наконец, четвертое значение указывает, что может отображаться как TRAS, Active или Active для предварительной зарядки. Представляет время ожидания, прежде чем память снова сможет получить доступ к данным.

Cuando чем ниже цифры, тем лучшекак быстрее это будет. Если у вас есть модуль DDR4 с модулями CL11 и CL9, последний, несомненно, будет намного быстрее.

Можете ли вы смешивать модули с разной задержкой?

Вот откуда это взялось вопрос века, и замешательство многих пользователей. Ответ положительный. Если у вас есть модуль DDR4 с той же тактовой частотой, но с определенным CL, установленным на вашем компьютере, и вы покупаете другой с такими же характеристиками, но с другим CL, это не имеет значения. Это будет работать, они не будут несовместимы, ваша команда не откажется от этого. Задержка - это как емкость или марка, она может быть разной между модулями, но ничего не происходит.

Так что? Единственное, что может у вас не получится оптимальная производительность, а может она немного снизится в зависимости от вашего выбора. Я объясню вам это на примере. Представьте себе практический случай, что на вашем компьютере установлен модуль Kingston DDR4 8 ГБ 2400 МГц и CL14. Но вы хотите расширить свою оперативную память и купить Corsair DDR4 8GB на 2800 МГц и CL16. У вас будет два полностью совместимых модуля, ваша команда это выдержит, она не перестанет работать. У вас будет 16 ГБ оперативной памяти. Но ... могло случиться несколько вещей:

1. Оба модуля ОЗУ снижают частоту до профилей по умолчанию стандарта JEDEC, например 2133 МГц. То есть ваша память станет несколько медленнее из-за уменьшения тактовой частоты и, следовательно, скорости передачи.
   
2. Другой вариант - чтобы модуль соответствовал существующему модулю по задержке и частоте. В этом случае вместо 2800 МГц оба будут работать на 2400 МГц и на самом высоком CL.

Когда у вас возникнут проблемы? Когда вы используете двухканальный или четырехканальный режим. В таких случаях лучше покупать идентичные по характеристикам модули (емкость и марка производителя могут отличаться).

Сколько оперативной памяти мне нужно?

Ну, подводя итог зависит от потребностей каждого пользователя. Например, если вы собираетесь использовать офисное программное обеспечение, навигацию и т. Д., Возможно, будет достаточно 4-8 ГБ. Но если хочешь поиграть, может тебе понадобится 8-16гб. Если вы собираетесь внедрить несколько виртуальных машин, вам может потребоваться 32 ГБ или более… это очень личное. Не существует волшебной формулы того, сколько вам нужно.

Очень важно видеть рекомендуемые требования к программному обеспечению, которое вы собираетесь использовать регулярно, чтобы правильно выбрать свое оборудование ...

Есть формула, которая помогает выбрать минимальный базовый объем памяти, чтобы не устанавливать меньше, чем следует. И проходит умножьте 2 ГБ на каждое ядро ​​или ядро ​​вашего процессора. Следовательно, если у вас есть quadcore, у вас должно быть не менее 8 ГБ.