Память в компьютере: Оперативная память — урок. Информатика, 7 класс.

сколько можно и сколько надо?

Те пользователи, кто хотя бы раз испытал восторг от увеличения размера оперативной памяти своего компьютера в два или более раз, уверены, что чем больше памяти, тем быстрее работает компьютер. Однако правило «больше памяти — быстрее компьютер» работает не всегда. После определенного значения эффект уменьшается, а затем и вовсе пропадает. Сейчас попробуем разобраться, сколько памяти теоретически можно установить в компьютер, а сколько действительно нужно для оптимальной работы приложений и операционной системы.

Сколько памяти можно установить?

Теоретический предел для 32-разрядных систем — 3 с небольшим гигабайта. 64-разрядная же система теоретически могла бы работать с 16.8 миллионов террабайт!

В статье «Чем опасен переход на 64-разрядную Windows?» рассказывается об особенностях 64-разрядных систем, о которых стоит знать при переходе с 32-разрядной.

Теперь представим, что мы решили установить это количество памяти в наш теоретический корпус. Самая крупная планка памяти из доступных сегодня — 32 Гб, да и то поискать придется. Теперь представьте, какого размера корпус надо, чтобы это бешеное количество модулей разместить…

Лучше посчитаем реально возможное количество памяти. Четыре слота под память при установке в них по 32 Гб дадут 128 Гб, а если таких слотов 6, то 192 Гб. Пожалуй, для домашнего компьютера это предел. Также не стоит забывать, что даже самый современный процессор из-за технических ограничений не может адресовать больше 8 Тб.

А сколько реально нужно?

На самом деле нет одной цифры, которая подойдет всем. Все зависит от задач, которые решает ваш компьютер. Для интернета и не очень тяжелых офисных приложений хватит и 2Гб. Для игрового компьютера минимум лежит в районе 4 Гб. Оптимальный на сегодня объем памяти, чтобы не бояться запускать тяжелые графические редакторы и самые современные игры — 8 Гб.

Прочтите также статью «В каких ситуациях не нужно сворачивать Windows-приложения?», в которой рассказываются детали о работе с памятью операционной системы Windows и о том, в каких случаях не стоит сворачивать программы.

Куда деть свободную память?

Все гигабайты свыше восьми пропадают бездарно? А можно ли их задействовать под что-нибудь полезное? Ну, во-первых, система сама использует память под буферизацию часто запрашиваемых программами данных. Это разгружает медленный, по меркам быстрой оперативной памяти, жесткий диск.

Есть ряд задач, требовательных к скорости чтения/записи данных. Для таких программ вы можете создать в оперативной памяти RAM-диск. Он будет видеться в системе как еще один накопитель, но будет много быстрее жесткого диска «обычной» конструкции, но не намного быстрее SSD-диска.

Вы можете организовать RAM-диск на домашнем компьютере абсолютно бесплатно с помощью программы SoftPerfect RAM-Disc

Сегодня, когда программы оптимизированы под работу с большими объемами памяти, RAM-диск теряет часть своей привлекательности. А если учесть, что все данные на нем потеряются при сбое питания, то идея создания такого виртуального накопителя в домашних условиях теряет актуальность.

# # #

Итак, оптимальный объем памяти для домашнего компьютера — 8 Гб. В этом случае планки памяти будут оправдывать те деньги, которые вы в них вложили.

А лучший ответ на вопрос «Куда девать свободную память?» звучит для современных операционных систем так: «Не мешайте работать!». Т.е. просто оставьте память в покое — система сама знает, как ее лучше использовать, просто работайте с программами и играми.

Обязательно обратите внимание на статью «Почему не нужно использовать программы для оптимизации памяти», в которой раскрываются многие моменты по работе памяти.

Если объем оперативной памяти позволяет одновременно использовать большое количество программ — это замечательно, потому что можно быстро переключаться между ними, не прибегая к закрытию программ.

Вспомнить все. Эволюция компьютерной памяти — Игромания

В стародревние времена — дело было почти 80 лет назад, на заре становления вычислительной техники — память вычислительных устройств было принято делить на три типа. На первичную, вторичную и внешнюю. Сейчас этой терминологией уже никто не пользуется, хотя сама классификация существует и по сей день. Только первичную память теперь называют оперативной, вторичную — внутренними жесткими дисками, ну а внешняя маскируется под всевозможные оптические диски и флэш-накопители.

Прежде чем начать путешествие в прошлое, давайте разберемся в обозначенной выше классификации и поймем, для чего нужен каждый из типов памяти. Компьютер представляет информацию в виде последовательности бит — двоичных цифр со значениями 1 или 0. Общепринятой универсальной единицей информации считают байт, как правило, состоящий из 8 бит. Все используемые компьютером данные занимают некоторое количество байт. К примеру, типичный музыкальный файл занимает 40 миллионов бит — 5 миллионов байт (или 4,8 мегабайта). Центральный процессор не сможет функционировать без элементарного запоминающего устройства, ведь вся его работа сводится к получению, обработке и записи обратно в память. Именно поэтому легендарный Джон фон Нейман (мы не раз упоминали его имя в цикле статей про мейнфреймы) придумал размещать внутри компьютера независимую структуру, где хранились бы все необходимые данные.

Классификация внутренней памяти разделяет носители еще и по скоростному (и энергетическому) принципу. Быстрая первичная (оперативная) память в наше время используется для хранения критичной информации, к которой ЦП обращается наиболее часто. Это ядро операционной системы, исполняемые файлы запущенных программ, промежуточные результаты вычислений. Время доступа — минимально, всего несколько наносекунд.

Первичная память общается с контроллером, размещенным либо внутри процессора (у последних моделей ЦП), либо в виде отдельной микросхемы на материнской плате (северный мост). Цена на оперативку относительно высока, к тому же она энергозависима: выключили компьютер или случайно выдернули шнур из розетки — и вся информация потерялась. Поэтому все файлы хранятся во вторичной памяти — на пластинах жестких дисков. Информация здесь не стирается после отключения питания, а цена за мегабайт очень низкая. Единственный недостаток винчестеров — низкая скорость реакции, она измеряется уже в миллисекундах.

Кстати, интересный факт. На заре развития компьютеров первичную память не отделяли от вторичной. Главный вычислительный блок был очень медленным, и память не давала эффекта бутылочного горлышка. Оперативные и постоянные данные хранились в одних и тех же компонентах. Позже, когда скорость компьютеров подросла, появились новые типы носителей информации.

Назад в прошлое

Одним из основных компонентов первых компьютеров были электромагнитные переключатели, разработанные известным американским ученым Джозефом Хенри еще в 1835 году, когда ни о каких компьютерах никто даже не помышлял. Простой механизм состоял из обмотанного проводом металлического сердечника, подвижной железной арматуры и нескольких контактов. Разработка Хенри легла в основу электрического телеграфа Сэмюеля Морзе и Чарльза Витстоуна.

Первый компьютер, построенный на переключателях, появился в Германии в 1939 году. Инженер Конрад Зюс использовал их при создании системной логики устройства Z2. К сожалению, прожила машина недолго, а ее планы и фотографии были утеряны во время бомбардировок Второй мировой войны. Следующее вычислительное устройство Зюса (под именем Z3) увидело свет в 1941 году. Это был первый компьютер, управляемый программой. Основные функции машины реализовывались при помощи 2000 переключателей. Конрад собирался перевести систему на более современные компоненты, но правительство прикрыло финансирование, посчитав, что идеи Зюса не имеют будущего. Как и ее предшественница, Z3 была уничтожена во время бомбардировок союзников.

Электромагнитные переключатели работали очень медленно, но развитие технологий не стояло на месте. Вторым типом памяти для ранних компьютерных систем стали линии задержки. Информацию несли электрические импульсы, которые преобразовывались в механические волны и на низкой скорости перемещались через ртуть, пьезоэлектронный кристалл или магниторезистивную катушку. Есть волна — 1, нет волны — 0. В единицу времени по проводящему материалу могли путешествовать сотни и тысячи импульсов. По завершении своего пути каждая волна трансформировалась обратно в электрический импульс и отсылалась в начало — вот вам и простейшая операция обновления.

Линии задержки разработал американский инженер Джон Преспер Экерт. Компьютер EDVAC , представленный в 1946 году, содержал два блока памяти по 64 линии задержки на основе ртути (5,5 Кб по современным меркам). На тот момент этого было более чем достаточно для работы. Вторичная память также присутствовала в EDVAC — результаты вычислений записывались на магнитную пленку. Другая система, UNIVAC 1 , увидевшая свет в 1951 году, использовала 100 блоков на основе линий задержки, а для сохранения данных у нее была сложная конструкция со множеством физических элементов.

Дети Бобека

За кадром нашего исследования осталось два довольно значимых изобретения в области носителей данных. Оба сделал талантливый сотрудник Bell Labs Эндрю Бобек. Первая разработка — так называемая твисторная память — могла стать прекрасной альтернативой памяти на основе магнитных сердечников. Она во многом повторяла последнюю, но вместо ферритовых колец для хранения данных использовала магнитную пленку. У технологии были два важных преимущества. Во-первых, твисторная память могла одновременно записывать и считывать информацию с целого ряда твисторов. Плюс к этому, было легко наладить ее автоматическое производство. Руководство Bell Labs надеялось, что это позволит существенно снизить цену твисторной памяти и занять перспективный рынок. Разработку финансировали ВВС США, а память должна была стать важной функциональной ячейкой ракет Nike Sentinel. К сожалению, работа над твисторами затянулась, а на первый план вышла память на основе транзисторов. Захват рынка не состоялся.

«Не повезло в первый раз, так повезет во второй»,— подумали в Bell Labs. В начале 70-х годов Эндрю Бобек представил энергонезависимую пузырьковую память. В ее основе лежала тонкая магнитная пленка, которая удерживала небольшие намагниченные области (пузырьки), хранящие двоичные значения. Спустя какое-то время появилась первая компактная ячейка емкостью 4096 бит — устройство размером один квадратный сантиметр обладало емкостью целой планки с магнитными сердечниками.

Изобретением заинтересовались многие компании, и в середине 70-х разработками в области пузырьковой памяти занялись все крупные игроки рынка. Энергонезависимая структура делала пузырьки идеальной заменой как первичной, так и вторичной памяти. Но и тут планам Bell Labs не удалось сбыться — дешевые винчестеры и транзисторная память перекрыли кислород пузырьковой технологии.

Вакуум — наше все

К концу 40-х годов системная логика компьютеров переехала на вакуумные трубки (они же электронные трубки или термионные шахты). Вместе с ними новый толчок в развитии получили телевидение, устройства для воспроизведения звука, аналоговые и цифровые компьютеры.

Под загадочным словосочетанием «вакуумная трубка» скрывается довольно простой по строению элемент. Он напоминает обычную лампу накаливания. Нить заключена в безвоздушное пространство, при нагреве она испускает электроны, которые попадают на положительно заряженную металлическую пластину. Внутри лампы под напряжением образуется поток электронов. Вакуумная трубка умеет или пропускать, или блокировать (фазы 1 и 0) проходящий через нее ток, выступая в роли электронного компонента компьютеров. Во время работы вакуумные трубки сильно нагреваются, их надо интенсивно охлаждать. Зато они намного быстрее, чем допотопные переключатели.

Первичная память на основе этой технологии появилась в 1946-1947 годы, когда изобретатели Фредди Вильямс и Том Килберн представили трубку Вильямса — Килберна. Метод сохранения данных был весьма остроумным. На трубке при определенных условиях появлялась световая точка, которая слегка заряжала занимаемую поверхность. Зона вокруг точки приобретала отрицательный заряд (ее называли «энергетическим колодцем»). В «колодец» можно было поместить новую точку или оставить его без внимания — тогда первоначальная точка быстро исчезала. Эти превращения истолковывались контроллером памяти как двоичные фазы 1 и 0. Технология была очень популярна. Память на трубках Вильямса — Килберна устанавливали в компьютеры Ferranti Mark 1 , IAS , UNIVAC 1103 , IBM 701 , IBM 702 и Standards Western Automatic Computer (SWAC).

Параллельно свою трубку, именуемую селектрон, разрабатывали инженеры из компании Radio Corporation of America под управлением ученого Владимира Зворыкина. По задумке авторов селектрон должен был вмещать до 4096 бит информации, что в четыре раза больше, чем у трубки Вильямса — Килберна. Предполагалось, что к концу 1946 года будет произведено около 200 селектронов, но производство оказалось очень дорогим.

Вплоть до весны 1948-го Radio Corporation of America не выпустила ни одного селектрона, но работа над концептом продолжалась. Инженеры изменили дизайн трубки, и в продаже появилась уменьшенная ее версия емкостью 256 бит. Мини-селектроны были быстрее и надежнее трубок Вильямса — Килберна, но стоили по $500 за штуку. И это при массовом производстве! Селектронам, однако, удалось попасть в вычислительную машину — в 1953 году компания RAND выпустила компьютер под забавным названием JOHNNIAC (в честь Джона фон Неймана). В системе были установлены уменьшенные 256-битные селектроны, а общий объем памяти составлял 32 байта.

Наравне с вакуумными трубками в некоторых компьютерах того времени использовалась барабанная память, изобретенная Густавом Таусчеком в 1939 году. Простая конструкция включала большой металлический цилиндр, покрытый сплавом из ферромагнетика. Считывающие головки, в отличие от современных винчестеров, не перемещались по поверхности цилиндра. Контроллер памяти ждал, пока информация самостоятельно пройдет под головками. Барабанная память использовалась в компьютере Атанасова — Берри и некоторых других системах. К сожалению, ее производительность была очень низкой.

Современные тенденции

В данный момент рынком первичной памяти правит стандарт DDR. Точнее, второе его поколение. Переход на DDR3 состоится уже совсем скоро — осталось дождаться появления недорогих чипсетов с поддержкой нового стандарта. Повсеместная стандартизация сделала сегмент памяти слишком скучным для описания. Производители перестали изобретать новые, уникальные продукты. Все труды сводятся к увеличению рабочей частоты и установке навороченной системы охлаждения.

Технологический застой и робкие эволюционные шаги будут продолжаться до тех пор, пока производители не доберутся до предела возможностей кремния (именно из него изготавливают интегрированные микросхемы). Ведь частоту работы нельзя повышать бесконечно.

Правда, здесь кроется один подвох. Производительности существующих чипов DDR2 достаточно для большинства компьютерных приложений (сложные научные программы не в счет). Установка модулей DDR3, работающих на частоте 1066 МГц и выше, не ведет к ощутимому приросту скорости.

Звездный путь в будущее

Главным недостатком памяти, да и всех остальных компонентов на основе вакуумных трубок было тепловыделение. Трубки приходилось охлаждать при помощи радиаторов, воздуха и даже воды. К тому же постоянный нагрев существенно уменьшал время работы — трубки самым натуральным образом деградировали. Под конец срока эксплуатации их приходилось постоянно настраивать и в конечном итоге менять. Можете представить, скольких усилий и средств стоило сервисное обслуживание вычислительных систем?!

Потом наступило время массивов с близко расположенными ферритовыми кольцами — изобретение американских физиков Эн Вэнг и Вэй-Донг Ву, доработанное студентами под управлением Джея Форрестера из Массачусетского технологического университета (MIT). Через центры колец под углом 45 градусов проходили соединительные провода (по четыре на каждое кольцо в ранних системах, по два в более совершенных). Под напряжением провода намагничивали ферритовые кольца, каждое из которых могло сохранить один бит данных (намагничено — 1, размагничено — 0).

Джей Форрестер разработал систему, при которой управляющие сигналы для многочисленных сердечников шли всего по нескольким проводам. В 1951 году вышла память на основе магнитных сердечников (прямой аналог современной оперативной памяти). В дальнейшем она заняла достойное место во многих компьютерах, включая первые поколения мейнфреймов компаний DEC и IBM. По сравнению с предшественниками у нового типа памяти практически отсутствовали недостатки. Ее надежности хватало для функционирования в военных и даже космических аппаратах. После крушения шаттла «Челленджер», которое привело к смерти семи членов его экипажа, данные бортового компьютера, записанные в памяти с магнитными сердечниками, остались в полной целости и сохранности.

Технологию постепенно совершенствовали. Ферритовые кольца уменьшались в размерах, скорость работы росла. Первые образцы функционировали на частоте порядка 1 МГц, время доступа составляло 60 000 нс — к середине 70-х годов оно сократилось до 600 нс.

Дорогая, я уменьшил нашу память

Следующий скачок в развитии компьютерной памяти произошел, когда были придуманы интегральные микросхемы и транзисторы. Индустрия пошла по пути миниатюризации компонентов с одновременным повышением их производительности. В начале 1970-х полупроводниковая промышленность освоила выпуск микросхем высокой степени интеграции — на сравнительно малой площади теперь умещались десятки тысяч транзисторов. Появились микросхемы памяти емкостью 1 Кбит (1024 бит), небольшие чипы для калькуляторов и даже первые микропроцессоры. Случилась самая настоящая революция.

Особый вклад в развитие первичной памяти внес доктор Роберт Деннард, сотрудник компании IBM. Он разработал первый чип на транзисторе и небольшом конденсаторе. В 1970 году рынок подстегнула компания Intel (которая появилась всего двумя годами раньше), представив чип памяти i1103 емкостью 1 Кбит. Спустя два года этот продукт стал самым продаваемым полупроводниковым чипом памяти в мире.

Микросхемы высокой степени интеграции быстро вытеснили старые типы памяти. С переходом на следующий уровень развития громоздкие мейнфреймы уступили место настольным компьютерам. Основная память в то время окончательно отделилась от вторичной, оформилась в виде отдельных микрочипов емкостью 64, 128, 256, 512 Кбит и даже 1 Мбит.

Наконец, микросхемы первичной памяти переехали с материнских плат на отдельные планки, это сильно облегчило установку и замену неисправных компонентов. Частоты начали расти, время доступа уменьшаться. Первые синхронные динамические чипы SDRAM появились в 1993 году, их представила компания Samsung. Новые микросхемы работали на частоте 100 МГц, время доступа равнялось 10 нс.

С этого момента началось победоносное шествие SDRAM, а к 2000 году этот тип памяти вытеснил всех конкурентов. Определением стандартов на рынке оперативки занялась комиссия JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council). Ее участники сформировали спецификации, единые для всех производителей, утвердили частотные и электрические характеристики.

Дальнейшая эволюция не так интересна. Единственное значимое событие произошло в 2000 году, когда на рынке появилась оперативная память стандарта DDR SDRAM. Она обеспечила удвоенную (по сравнению с обычной SDRAM) пропускную способность и создала задел для будущего роста. Вслед за DDR в 2004 году появился стандарт DDR2, который до сих пор пользуется наибольшей популярностью.

Patent Troll

В современном IT-мире фразой Patent Troll (патентный тролль) называют фирмы, которые зарабатывают деньги на судебных исках. Они мотивируют это тем, что другие компании нарушили их авторские права. Целиком и полностью под это определение попадает разработчик памяти Rambus.

С момента основания в 1990 году Rambus занималась лицензированием своих технологий сторонним компаниям. К примеру, ее контроллеры и микросхемы памяти можно найти в приставках Nintendo 64 и PlayStation 2. Звездный час Rambus настал в 1996 году, когда Intel заключила с ней соглашение на использование в своих продуктах памяти RDRAM и разъемов RIMM.

Сначала все шло по плану. Intel получила в свое распоряжение продвинутую технологию, а Rambus довольствовалась партнерством с одним из крупнейших игроков IT-индустрии. К сожалению, высокая цена модулей RDRAM и чипсетов Intel поставили крест на популярности платформы. Ведущие производители материнских плат использовали чипсеты VIA и платы с разъемами под обычную SDRAM.

Rambus поняла, что на этом этапе она проиграла рынок памяти, и начала свои затяжные игры с патентами. Первым делом ей под руку попалась свежая разработка JEDEC — память стандарта DDR SDRAM. Rambus накинулась на нее, обвинив создателей в нарушении авторских прав. В течение некоторого времени компания получала денежные отчисления, однако уже следующее судебное разбирательство с участием Infineon , Micron и Hynix расставило все по своим местам. Суд признал, что технологические наработки в области DDR SDRAM и SDRAM не принадлежат Rambus.

С тех пор общее количество исков со стороны Rambus к ведущим производителям оперативки превысило все мыслимые пределы. И, похоже, такой образ жизни компанию вполне устраивает.

Типы компьютерной памяти: ОЗУ, ПЗУ и вторичная память

Если вы знакомы с аппаратным обеспечением компьютера, вы наверняка знаете, что компьютерная память в основном хранит все данные, что делает ее относительно важной.

Когда мы говорим о компьютерной памяти, есть также две основные категории: Первичная память и Вторичная память . Но прежде чем мы углубимся в соответствующие категории, давайте для начала поговорим о том, что же такое компьютерная память?

Что такое компьютерная память?

Компьютерная память представляет собой технологию хранения данных, которая позволяет хранить или сохранять данные временно или постоянно. Сохраняемые данные также находятся в двоичной форме, такой как 0 и 1, что позволяет пользователю сохранять и извлекать информацию в любое время, когда она ему требуется.

Ссылка: Википедия

Почему память компьютера так важна?

Вы можете представить память компьютера как человеческий мозг, память компьютера обеспечивает компьютерное пространство для быстрого доступа к данным. Это позволит процессору гораздо быстрее взаимодействовать с программой. Без компьютерной памяти пользователь также не смог бы ничего сохранить, что делает его невероятно важным!

Как работает память компьютера?

Чтобы понять, как работает память компьютера, взгляните на эту иерархию:

Ref: howstuffworks

Независимо от того, какие у вас источники ввода, будь то включение компьютера или набор текста на клавиатуре, все это будет помещено в постоянную память. ( ROM) и выполняет самотестирование при включении питания (POST), чтобы убедиться, что все компоненты работают.

Затем контроллер памяти проверит адреса памяти и выполнит быструю операцию чтения/записи, чтобы убедиться в отсутствии ошибок. Оттуда будет загружена базовая система ввода-вывода (BIOS) из ПЗУ, система также загрузит операционную систему (ОС) с жесткого диска в ОЗУ системы.

Таким образом, независимо от того, загружаете ли вы или сохраняете файл, он сначала пройдет через оперативную память. Это связано с тем, что оперативная память (ОЗУ) будет обрабатывать все временные данные, запрашиваемые ЦП, никакие из этих данных не сохраняются в ОЗУ. Итак, после закрытия приложения данные также теряются.

Основные категории компьютерной памяти

После разговора о том, насколько важна компьютерная память, ранее мы кратко упоминали об ОЗУ и ПЗУ, но знаете ли вы, что существует гораздо больше ее подкатегорий?

Ref: computerhope

Что будет покрыто:

Первичная память

• RAM : SRAM, DRAM
• ROM : MROM, PROM, EPROM, EEPROM

Дополнительная память

• SDD: SATA , PCIe, M.2, U.2, NVMe
• Жесткий диск
• Флэш-накопители
• NAS
• SAN
• Облачное хранилище (третичная память)

Выглядит устрашающе? Не беспокойтесь, позже мы подробно обсудим все эти различные типы памяти!

Обзор основной памяти

Что такое основная память?

Основная память компьютера, также известная как внутренняя память или внутреннее хранилище. Доступ к данным из основной памяти осуществляется довольно быстро, и она либо энергозависима, как ОЗУ, либо энергонезависима, как ПЗУ. Емкость первичной памяти также ограничена и обычно меньше по сравнению с вторичной памятью.

ОЗУ: Оперативная память

ОЗУ — это основная память в компьютерной системе, также известная как кэш-память. По сути, это высокоскоростной компонент, который временно сохраняет потребности устройства и позволяет устройству немедленно получать доступ к данным.

Ссылка: Википедия

С оперативной памятью вам не придется ждать целую вечность, пока ваш процессор копается в другом хранилище, что обычно занимает много времени. Однако оперативная память энергозависима, поэтому хранящаяся в ней временная память будет потеряна при завершении работы системы.

Несмотря на то, что мы обычно называем ОЗУ ОЗУ, существует 2 основных формы ОЗУ:

SRAM: статическая ОЗУ

Ref: Pinterest делает это очень быстрым и, следовательно, кэш-памятью имени. Однако она намного дороже DRAM (о ней мы поговорим позже) и занимает гораздо больше места, поэтому памяти на чипе меньше.

Он также чаще всего используется в качестве кеша в ЦП, обычно указывается в L2 или L3. Но, как мы упоминали ранее, поскольку это довольно дорого, значения L2 и L3 обычно составляют от 1 до 16 МБ.

DRAM: динамическая RAM

Ref: tech xplore

DRAM — это еще один тип RAM, в котором каждый бит данных хранится в отдельном конденсаторе внутри интегральной схемы. Это означает, что каждая ячейка памяти в микросхеме DRAM содержит один бит данных и состоит из транзистора и конденсатора. Где контроллеру памяти необходимо прочитать данные, а затем перезаписать их, постоянно обновляя. Таким образом, этот процесс делает DRAM медленнее, чем SRAM.

Однако DRAM дешевле, чем SRAM, и поэтому используется в качестве основной памяти в ЦП, хотя и медленнее, чем SRAM, но все же относительно быстро и может напрямую подключаться к шине ЦП. В отличие от дорогой SRAM, объем DRAM обычно составляет от 4 до 16 ГБ в ноутбуках и от 1 до 2 ГБ в устройствах меньшего размера.

Основное различие между SRAM и DRAM:

Ref: Quora

ROM: только для чтения

ROM также является основной памятью, как и RAM, но в отличие от RAM, ROM может хранить данные постоянно, что делает его энергонезависимым . Это программируемый чип, в котором хранятся все самые важные инструкции, необходимые для запуска системы, этот процесс также известен как начальная загрузка.

Ссылка: pinterest

С ПЗУ система останется активной, и ваши данные не будут перезаписаны, удалены или изменены, даже если вы закроете ее. Таким образом, ее имя — память только для чтения, поскольку данные могут быть прочитаны и доступны только пользователю.

Как и в случае с ОЗУ, существует несколько различных типов ПЗУ:

MROM: Маска ПЗУ

Ref: Globalspecs

MROM — это подключаемое вручную устройство, одно из первых ПЗУ. Он также содержит программную маску, которая записывается в микросхему на этапе проектирования процесса производства полупроводников. Более того, это самая недорогая ПЗУ из всех остальных и содержит заранее запрограммированный набор данных.

PROM: Программируемое ПЗУ

Ref: tech-faq

PROM, как следует из названия, представляет собой микросхему памяти только для чтения, которая позволяет пользователю перезаписывать данные только один раз. Что отличает его от обычного ПЗУ, так это то, что это пустая микросхема памяти, а ПЗУ предварительно запрограммировано.

Поскольку внутри самого чипа есть небольшие предохранители, позволяющие программировать ППЗУ, статический заряд может привести к перегоранию предохранителя. Таким образом, это делает его относительно хрупким и более дешевым, чем ПЗУ. Однако для записи данных пользователю потребуется программатор ППЗУ или устройство записи ППЗУ.

EROM: Erasable Programmable ROM

Ref: Quora

Использование обычных ROM и PROM может быть довольно расточительным, хотя они и дешевы, но их нельзя перезаписать и использовать повторно. Таким образом, как следует из названия EROM, вы можете перезаписывать данные, подвергая их воздействию ультрафиолетового света на срок до 40 минут.

Чтобы стереть данные, вам придется подвергнуть прозрачную кварцевую крышку окна воздействию ультрафиолетового света. Как только вы закончите с этим, просто заклейте крышку наклейкой, и вы можете использовать ее снова! Однако, если у вас есть стиратель EPROM, вы также можете использовать его в качестве альтернативы.

EEPROM: электрически стираемое и программируемое ПЗУ

Ref: tech-faq

Относительно длинное название, но оно работает так же, как EPROM! Отличие только в способе стирания данных. Вместо того, чтобы подвергать его воздействию ультрафиолетового света, вы можете просто подвергнуть его электрическому заряду! Таким образом, прозрачное окно не требуется.

EEPROM можно стирать и перепрограммировать около 10 000 раз, что еще лучше, так это то, что вы можете стирать по одному байту за раз, что довольно гибко, несмотря на то, что процесс стирания медленный.

Основное различие между PROM, EPROM и EEPROM:

Ref: pediaa

Первичная память: ОЗУ и ПЗУ

Теперь, когда мы поговорили о первичной памяти, давайте сделаем небольшой обзор и посмотрим на различия ОЗУ и ПЗУ:

Ссылка: geeksforgeeks

Вдобавок, внешний вид ОЗУ и ПЗУ сильно различается, а с точки зрения скорости обработки ОЗУ определенно намного быстрее, чем ПЗУ.

Теперь, когда мы лучше понимаем основную память, давайте перейдем к вторичной памяти!

Обзор вторичной памяти

Что такое вторичная память?

Вторичная память также известна как внешняя память или вспомогательная память. В отличие от основной памяти, вторичная память обычно энергозависима и обычно обрабатывает данные медленнее, чем основная память. Вторичная память сравнительно менее важна, чем первичная память, поскольку они в основном являются дополнительным хранилищем для большего количества данных.

SSD: твердотельный накопитель

SSD использует простую микросхему памяти, называемую флэш-памятью NAND, и представляет собой новый тип запоминающих устройств, используемых в компьютерах, предназначенных для замены жестких дисков (мы обратимся к этому позже). Твердотельные накопители могут ускорить работу вашего компьютера, что может улучшить общую производительность.

Ref: micron

Флэш-память NAND имеет транзисторы, которые будут проводить ток и устанавливать значение 1, а когда это не так, значение будет установлено на 0. Благодаря этому SDD сможет хранить данные с высокой скоростью. скорость.

С учетом сказанного, мы можем классифицировать SSD по чипу памяти и интерфейсу, вот несколько типов SSD на основе интерфейса:

SATA: Serial Advanced Technology Attachment

Ref: mouser

интерфейсного соединения, позволяющего твердотельным накопителям обмениваться данными с системой. В основном вы можете использовать SATA с любым ноутбуком или компьютером, даже если он очень старый.

В настоящее время SATA 3.0 является наиболее универсальной формой SDD и имеет скорость передачи 6 Гбит/с, но обычно фактическая скорость передачи составляет 4,8 Гбит/с из-за физических накладных расходов. Помимо 3.0, есть еще и SATA 2.0.

Говоря об этом, мы также предлагаем SATA 3.0 здесь, в Seeed! Однако обратите внимание, что он совместим только с нашим ODYSSEY-X86J4105, и они используют ключ слота M.2 PCIe B. Не стесняйтесь проверить их, если вы заинтересованы!

PCIe: Interconnect Express 9 периферийных компонентов0039 Ref: Galus

PCIe, также сокращенно PCI Express, представляет собой твердотельный накопитель, подключаемый к компьютерной системе с помощью интерфейса PCIe. Поскольку он подключен к объединительной плате сервера, он может интегрировать флэш-память непосредственно в материнскую плату сервера, что значительно повышает скорость передачи. Это также делает PCIe самым быстрым SSD по сравнению с остальными.

M.2

Ссылка: Википедия Твердотельный накопитель

M.2, ранее известный как NGFF (форм-фактор следующего поколения), содержит флэш-память и микросхемы контроллера. Вы, наверное, уже поняли, но M.2 очень похож на оперативную память, хотя она намного меньше и является стандартом в ультрабуках или планшетных компьютерах!

M.2 также поддерживает несколько протоколов и приложений, таких как Wi-Fi, USB, PCI Express и SATA, что делает его невероятно универсальным. Стандартный размер твердотельного накопителя M.2 составляет 22 мм для компьютеров и ноутбуков.

U.2

Ref: Anandtech

U.2 SSD, ранее известный как SFF-8639, интерфейс, который определен Рабочей группой по форм-фактору SSD (SFFWG). Он похож на M.2, который использует интерфейс PCIe для отправки данных. Он универсальный и совместим с SATA, SATA-E, PCIe и т. д.

Основное различие между M.2 и U.2 заключается в том, что емкость не ограничена маленькой печатной платой (в M.2), и это дает больше места для чипов флэш-памяти, что просто позволяет увеличить емкость SSD!

NVMe

Ref: howtogeek

NVM Express или NVMe — это сокращение от Спецификация интерфейса хост-контроллера энергонезависимой памяти (NVMHCIS). Обычно он подключается к слоту PCIe на материнской плате, что снижает нагрузку на ввод-вывод и помогает повысить производительность диска. Это включает в себя несколько длинных очередей команд и уменьшенную задержку.

NVMe разработан для твердотельных накопителей, чтобы преодолеть узкое место из-за более старого SATA. Хотя они потрясающие, они имеют высокую цену, и они также доступны только на настольных компьютерах.

Жесткий диск: Жесткий диск

Ссылка: Википедия

Жесткий диск — это традиционное запоминающее устройство, также известное как магнитное запоминающее устройство, в котором данные хранятся на намагниченном носителе. Эти устройства обычно имеют очень большую емкость, и они также довольно доступны по цене!

Поскольку данные считываются и записываются головкой, аналогично тому, как работает винил, также очень легко читать и записывать данные. Хотя их мощность доступа к данным медленная, она используется в оперативной памяти, которая имеет хорошую мощность доступа к данным.

Чтобы помочь вам визуализировать, как выглядят движущиеся части жесткого диска, вот его маркированная схема:

Ссылка: researchgate

Флэш-накопители

Ссылка: EverythingUSB

Флэш-накопители также известны как флэш-накопители, флеш-накопители и иногда USB-накопители. это также одно из самых популярных вторичных запоминающих устройств. По сути, это небольшое портативное запоминающее устройство, которое позволяет легко хранить, перезаписывать и удалять данные.

Все, что вам нужно сделать, это подключить его к USB-порту вашего компьютера, чтобы получить доступ к данным внутри, вы также можете использовать его со своими мобильными телефонами или планшетами. В настоящее время емкость хранилища составляет от 8 ГБ до 64 ГБ, но есть и такие, которые достигают 1T!

NAS: сетевое хранилище

Ref: Lifewire

NAS — это тип сети хранения данных, по сути, это специализированный файловый сервер. Что хорошего в NAS, так это то, что в нем много места, и пока у вас есть подключение к сети Ethernet, вы сможете получить доступ.

Хотя NAS не слишком хорош для баз данных, поскольку он не так быстр, как SAN (об этом позже), он действительно дешев, что делает его отличным вариантом для начала. Он поддерживает высокопроизводительные приложения, такие как рендеринг и 3D-анимация, а также аналитику!

SAN: Сеть хранения данных

Ссылка: now data recovery services bangalore

SAN — это еще один тип сети хранения данных, аналогичный NAS. SAN отбирает устройства хранения от сервера для создания центрального пула данных. Однако SAN не зависит от локальной сети (LAN), емкость объединена и предоставлена ​​выделенной сети.

Данные также хранятся в блочном хранилище, где данные не привязаны к файлу, а контролируются операционной системой. Таким образом, SAN является лучшим вариантом для простого управления базой данных хранилища.

На данный момент, если вы все еще не уверены в форм-факторах SSD, посмотрите видео ниже, чтобы помочь вам!

Третичная память: облачное хранилище

Ref: smartdatacollective

Облачное хранилище или облачное хранилище, как некоторые его называют, относительно распространены в наши дни, и в основном это совокупность сетевого компьютерного оборудования, которое обеспечивает многие аспекты вычислений в форме онлайн-сервисы.

Как и его название, облачное хранилище неприкосновенно и его тоже не видно, но можно управлять дистанционно. Это здорово, если вам постоянно нужно получать доступ и сохранять большое количество данных, например, крупных организаций или даже для личного использования!

Вы можете подумать, как можно хранить большие объемы данных без ущерба для безопасности? На самом деле существует система шифрования данных, которая обеспечивает безопасное использование и эффективное хранение данных. Процесс шифрования данных выглядит следующим образом:

Ссылка: как это работает

Вторичная память: SSD против HDD, NAS против SAN

Теперь, когда мы поговорили о вторичной памяти, давайте сначала сравним разницу между SSD и HDD:

Далее, NAS против SAN:

Ref: CCB Technology

Первичная и вторичная память

После подробного обсуждения первичной и вторичной памяти давайте, наконец, рассмотрим их различия, чтобы помочь вам лучше понять: 249 Дополнительная память Природа Может быть энергозависимой (ОЗУ) и энергонезависимой (ПЗУ) Энергонезависимая Псевдоним Внутренняя память Вспомогательная память Цена Обычно дороже, чем дополнительная память Дешевле основной памяти Доступ Прямой доступ процессорного блока Косвенный доступ, необходимо быть перенесены в первичную память перед доступом к ЦП Доступы Доступ к шине данныхДоступ к каналам ввода/вывода Формирование Энергонезависимая память не сохраняет данные Энергонезависимая память может сохранять данные Емкость 90 024 Обычно память меньше, чем дополнительная память Имеет гораздо больше возможностей для хранения данных

Резюме

И это все в первичной и вторичной памяти! Вы узнали что-то новое? Мы рассмотрели все, от основ компьютерной памяти до подкатегорий первичной и вторичной памяти. Надеюсь, вы лучше разобрались с компьютерной памятью!

Понравилась статья? Ознакомьтесь с другими соответствующими статьями ниже!

Рекомендуемая литература

Обзор компьютерных портов: типы, функции и сравнение – Узнайте больше о компьютерных разъемах!

Все о процессорах: микропроцессор, микроконтроллер и одноплатный компьютер. Хотите узнать больше о компьютерном контенте? Проверьте процессоры!

Протокол Bluetooth: обзор и модуль Bluetooth. Если вас интересует беспроводная передача данных или контента, обратите внимание на Bluetooth!

Теги: облачное хранилище, компьютерная память, NAS, открытое оборудование, RAM, SSD . Существуют различные уровни компьютерной памяти, включая ПЗУ, ОЗУ, кэш-память, страницы и графику, каждый из которых имеет определенные цели для работы системы. В этом разделе основное внимание уделяется роли компьютерной памяти и технологии, стоящей за ней.

Хотя в современных ПК память используется в различных формах, ее можно разделить на два основных типа: RAM и ROM. ПЗУ, или постоянное запоминающее устройство, является относительно небольшим, но важным для работы компьютера. ПЗУ всегда находится на материнских платах, но все чаще встречается на видеокартах и ​​некоторых других картах расширения и периферийных устройствах. Вообще говоря, ПЗУ не меняется. Он формирует базовый набор инструкций для работы с аппаратным обеспечением в системе, а содержащиеся в нем данные остаются нетронутыми даже при выключении компьютера. Обновить ПЗУ можно, но это делается редко и по мере необходимости. Если ПЗУ повреждено, компьютерная система просто не может функционировать.

ОЗУ или оперативное запоминающее устройство является энергозависимым. Это означает, что он хранит данные только при наличии питания. Оперативная память постоянно изменяется по мере работы системы, обеспечивая хранилище для всех данных, необходимых операционной системе и программному обеспечению. Из-за требований, предъявляемых все более мощными операционными системами и программным обеспечением, требования к системной оперативной памяти со временем резко возросли. Например, на рубеже тысячелетий типичный компьютер может иметь всего 128 МБ ОЗУ, но в 2007 году компьютеры обычно поставлялись с установленным 2 ГБ ОЗУ и могут включать графические карты с собственными дополнительными 512 МБ ОЗУ и более.

Очевидно, что современные компьютеры имеют значительно больше памяти, чем первые ПК начала 1980-х годов, и это повлияло на развитие архитектуры ПК. Проблема в том, что хранение и извлечение данных из большого блока памяти занимает больше времени, чем из маленького блока. При большом объеме памяти разница во времени между доступом к регистру и доступом к памяти очень велика, и это привело к дополнительным слоям кэша в иерархии хранилища.

При доступе к памяти быстрый процессор будет много требовать от ОЗУ. В худшем случае процессору, возможно, придется тратить тактовые циклы, ожидая получения данных. Могут помочь более быстрые конструкции памяти и шины материнской платы, но с 1990-х годов «кэш-память» используется в качестве стандарта между основной памятью и процессором.