Пам'ять, яку використовує ваш комп'ютер, може бути важливою частиною того, як функціонує комп'ютер і як швидко він може працювати. Однак, якщо ви будуєте комп'ютер, важко знати, що вибрати або чому. Ось чому ми склали цей посібник.
Що стосується пам’яті, існує декілька різних технологій. Ось огляд цих технологій та те, що вони означають для вашого комп’ютера.
Примітка редакторів: Ця стаття, спочатку опублікована в 2007 році, була оновлена в листопаді 2016 року з більш актуальною інформацією про новітні технології пам'яті.
ПЗУ
ПЗУ в основному є пам'яттю лише для читання, або пам'яттю, яку можна читати, але не записувати в неї. ПЗУ використовується в ситуаціях, коли дані, що зберігаються, мають зберігатися постійно. Це тому, що це енергонезалежна пам'ять - інакше кажучи, дані "жорстко проводяться" в чіп. Ви можете зберігати цей чіп назавжди, і дані завжди будуть там, що робить ці дані дуже безпечними. BIOS зберігається на ROM, оскільки користувач не може порушити інформацію.
Існує також ряд різних типів ПЗУ:
EEPROM
Програмований ПЗУ (PROM):
Це в основному чистий чіп ROM, в який можна записати, але лише один раз. Це приблизно як привід CD-R, який записує дані на компакт-диск. Деякі компанії використовують спеціальну техніку для написання PROM для спеціальних цілей. PROM був вперше винайдений ще в 1956 році.
Програмований ROM (EPROM), який можна програти:
Це так само, як PROM, за винятком того, що ви можете стерти ПЗУ, просвічуючи спеціальний ультрафіолетове світло в датчик на чіпі ROM на певний проміжок часу. Це видаляє дані, дозволяючи переписати їх. EPROM вперше був винайдений у 1971 році.
Програмований ПЗП з електричним стиранням (EEPROM):
Також називається flash BIOS. Цей ПЗУ можна переписати за допомогою спеціальної програмної програми. Flash BIOS працює таким чином, що дозволяє користувачам оновити свій BIOS. Вперше EEPROM був винайдений у 1977 році
ПЗУ повільніше, ніж ОЗУ, тому деякі намагаються затінити його, щоб збільшити швидкість.
ОЗП
Пам'ять з випадковим доступом (ОЗП) - це те, про що думає більшість із нас, коли чуємо слово “пам'ять”, пов’язане з комп'ютерами. Це енергонезалежна пам'ять, тобто всі дані втрачаються при відключенні живлення. Оперативна пам’ять використовується для тимчасового зберігання даних програми, що дозволяє оптимізувати продуктивність.
Як і ПЗУ, є різні типи ОЗУ. Ось найпоширеніші різні типи.
Статична ОЗУ (SRAM)
Ця оперативна пам’ять буде підтримувати свої дані до тих пір, поки енергія буде забезпечена мікросхемами пам'яті. Його не потрібно періодично переписувати. Фактично, єдиний раз, коли дані в пам'яті оновлюються або змінюються, це коли виконується фактична команда запису. SRAM дуже швидкий, але значно дорожчий, ніж DRAM. SRAM часто використовується як кеш-пам'ять через свою швидкість.
Існує кілька типів SRAM:
Статичний чіп оперативної пам’яті
Async SRAM:
Старіший тип SRAM, що використовується в багатьох ПК для кешу L2. Він асинхронний, це означає, що він працює незалежно від системного годинника. Це означає, що процесор опинився в очікуванні інформації з кешу L2. Async SRAM почав багато використовуватися в 1990-х.
Синхронізація SRAM:
Цей тип SRAM є синхронним, тобто він синхронізований з системною тактовою частотою. Хоча це прискорює його, але це робить його одночасно досить дорогим. Синхронізація SRAM стала більш популярною в кінці 1990-х.
SRAM трубопроводу:
Зазвичай використовується. Запити SRAM є конвеєрними, тобто більші пакети даних, що надсилаються відразу в пам'ять, і діють на них дуже швидко. Ця порода SRAM може працювати на шинах, що перевищують 66 МГц, тому часто використовується. Pipeline Burst SRAM вперше було впроваджено в 1996 році Intel.
Динамічна оперативна пам'ять (DRAM)
DRAM, на відміну від SRAM, повинен постійно переписуватися, щоб він міг зберігати свої дані. Це робиться, розміщуючи пам'ять у ланцюзі оновлення, який повторно записує дані кілька сотень разів на секунду. DRAM використовується для більшості системної пам'яті, оскільки вона дешева і мала.
Є кілька типів DRAM, що ще більше ускладнює сцену пам'яті:
Режим швидкої сторінки DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM лише трохи швидший, ніж звичайний DRAM. До того, як з'явилася оперативна пам'ять EDO, основним типом, що використовувався в ПК, був FPM RAM. Це досить повільний матеріал, час доступу 120 нс. Врешті-решт це було налаштовано на 60 нс, але FPM все ще надто повільно працював на системній шині 66 МГц. З цієї причини оперативна пам'ять FPM була замінена на EDO RAM. Оперативна пам’ять FPM сьогодні не сильно використовується через свою повільну швидкість, але майже підтримується повсюдно.
Розширений вивід даних DRAM (EDO DRAM):
Пам'ять EDO включає ще одну настройку в способі доступу. Це дозволяє одному доступу починатися під час завершення іншого. Хоча це може звучати геніально, збільшення продуктивності в порівнянні з FPM DRAM становить лише близько 30%. EDO DRAM повинен належним чином підтримуватися чіпсетом. Оперативна пам’ять EDO поставляється на SIMM. Оперативна пам'ять EDO не може працювати на швидкості шини швидше, ніж 66 МГц, тому, із збільшенням використання більш високих швидкостей шини, оперативна пам'ять EDO стала на шлях FPM ОЗУ.
Стійка EDO DRAM (BEDO DRAM):
Оригінальна оперативна пам’ять EDO була занадто повільною, щоб нові системи виходили на той час. Тому для прискорення пам'яті довелося розробити новий метод доступу до пам'яті. Розрив був розроблений метод. Це означає, що більші блоки даних одночасно надсилалися в пам'ять, і кожен "блок" даних не тільки несли адресу пам'яті найближчої сторінки, але й інформацію на наступних кількох сторінках. Тому наступні кілька доступу не матимуть затримок через попередні запити на пам'ять. Ця технологія збільшує швидкість оперативної пам’яті EDO до приблизно 10 нс, але це не дало їй можливості стабільно працювати на швидкості шини понад 66 МГц. BEDO RAM намагався змусити EDO RAM конкурувати з SDRAM.
Синхронна DRAM (SDRAM):
Автор Роян - Цей файл отриманий із: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM став новим стандартом після того, як EDO покусав пил. Його швидкість є синхронною, це означає, що вона безпосередньо залежить від тактової частоти всієї системи. Стандартна SDRAM може працювати з більш високою швидкістю шини. Теоретично він міг працювати на частоті до 100 МГц, хоча було встановлено, що багато інших змінних факторів вступають у те, чи може це зробити стабільність чи ні. Фактична швидкість ємності модуля залежала від фактичних мікросхем пам'яті, а також від факторів проектування самої плати пам'яті.
Щоб обійти цю мінливість, Intel створила стандарт PC100. Стандарт PC100 забезпечує сумісність підсистем SDRAM з процесорами FSB частотою 100 МГц від Intel. Нові вимоги до проектування, виробництва та випробувань створили виклики для компаній-напівпровідників та постачальників модулів пам'яті. Кожному модулю PC100 SDRAM необхідні ключові атрибути, щоб гарантувати повну відповідність, наприклад, використання 8ns компонентів DRAM (мікросхем), здатних працювати на частоті 125 МГц. Це забезпечило незахищеність у забезпеченні того, щоб модуль пам'яті міг працювати зі швидкістю PC100. Крім того, мікросхеми SDRAM повинні використовуватися разом із правильно запрограмованим EEPROM на правильно розробленій друкованій платі. Чим коротша відстань, який сигнал повинен пройти, тим швидше він пробігає. З цієї причини на модулях PC100 з'явилися додаткові шари внутрішньої схеми.
Зі збільшенням швидкості на ПК однакова проблема виникала і для шини 133 МГц, тому був розроблений стандарт PC133. SDRAM вперше з'явився на початку 1970-х і використовувався до середини 1990-х.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Розроблений компанією Rambus, Inc. та схвалений Intel як обраний наступник SDRAM. RDRAM звужує шину пам'яті до 16-бітної та працює на швидкості до 800 МГц. Оскільки ця вузька шина займає менше місця на платі, системи можуть отримати більшу швидкість, запустивши паралельно кілька каналів. Незважаючи на швидкість, RDRAM непросто вийшов на ринок через проблеми сумісності та термінів. Тепло також є проблемою, але RDRAM має радіаторні канали для їх розсіювання. Вартість є головною проблемою для RDRAM, оскільки виробники потребують великих змін у виробництві, а вартість товару для споживачів буде занадто високою, щоб люди могли ковтати. Перші материнські плати з підтримкою RDRAM з'явилися в 1999 році.
DDR-SDRAM (DDR):
Цей тип пам'яті - це природна еволюція від SDRAM, і більшість виробників віддають перевагу цьому Rambus, тому що для його створення не потрібно багато чого змінювати. Крім того, виробники пам'яті можуть виготовити його, оскільки це відкритий стандарт, тоді як їм доведеться сплачувати ліцензійні збори компанії Rambus, Inc., щоб зробити RDRAM. DDR означає подвійну швидкість передачі даних. DDR переміщує дані по шині під час підйому та падіння тактового циклу, ефективно збільшуючи подвоєння швидкості порівняно зі стандартною SDRAM.
Завдяки своїм перевагам перед RDRAM, підтримка DDR-SDRAM була впроваджена майже всіма основними виробниками чіпсетів і швидко стала новим стандартом пам’яті для більшості ПК. Швидкість коливалася від 100 МГц DDR (зі швидкістю роботи 200 МГц), або pc1600 DDR-SDRAM, аж до поточних швидкостей 200 МГц DDR (зі швидкістю роботи 400 МГц) або pc3200 DDR-SDRAM. Деякі виробники пам'яті виробляють ще швидші модулі пам'яті DDR-SDRAM, які легко подобаються натовпу оверклокера. DDR розроблявся між 1996 і 2000 роками.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Автор Victorrocha з англійської Вікіпедії, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 має ряд переваг перед звичайними DDR-SDRAM (DDR), головним з них є те, що в кожному циклі пам'яті DDR2 тепер передає 4 біти інформації з логічної (внутрішньої) пам'яті в буфери вводу / виводу. стандарт DDR-SDRAM передає лише 2 біти інформації за кожен цикл пам'яті. Через це нормальний DDR-SDRAM вимагає, щоб внутрішні пам'яті та введення / виведення буфери працювали на 200 МГц, щоб досягти загальної зовнішньої робочої швидкості 400 МГц.
Завдяки здатності DDR2 передавати вдвічі більше бітів за цикл від логічної (внутрішньої) пам'яті до буферів вводу-виводу (ця технологія офіційно відома як 4-бітний попередній вибір), швидкість внутрішньої пам'яті може фактично працювати на 100 МГц замість 200 МГц, і загальна зовнішня робоча швидкість все ще буде 400 МГц. Основне, що все це зводиться до того, що DDR-SDRAM 2 зможе працювати на більш високих загальних робочих частотах завдяки 4-бітній технології попереднього вибору (наприклад, швидкість внутрішньої пам'яті 200 МГц дасть загальну зовнішню швидкість роботи 800 МГц!) Ніж DDR -SDRAM.
DDR2 вперше був реалізований у 2003 році.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Однією з головних переваг DDR3 над подібними DDR2 та DDR є його спрямованість на низьке енергоспоживання. Іншими словами, той самий об'єм оперативної пам'яті споживає набагато менше енергії, тому ви можете збільшити об'єм оперативної пам’яті, який ви використовуєте за той самий обсяг енергії. На скільки це зменшує споживання електроенергії? На здоровенні 40 відсотків сиділи на 1, 5 В порівняно з 1, 8 В DDR2. Мало того, але швидкість передачі оперативної пам’яті є дещо швидшою, сидячи між 800мГц - 1600мГц.
Швидкість буфера також значно вище - бажана швидкість буфера DDR3 становить 8 біт, тоді як DDR2 - 4 біт. Це в основному означає, що оперативна пам'ять може передавати вдвічі більше бітів за цикл, ніж DDR2, і вона передає 8 біт даних з пам'яті в буфери вводу / виводу. DDR3 - це не остання форма оперативної пам’яті, але вона використовується на багатьох комп’ютерах. DDR3 був запущений у 2007 році.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
Автор Dsimic - власна робота, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
Далі йде DDR4, який виводить економію енергії на наступний рівень - робоча напруга оперативної пам’яті DDR4 становить 1, 2 В. Мало того, але оперативна пам’ять DDR4 пропонує і більш високу швидкість передачі даних, до 3200 МГц. Крім того, DDR4 додає чотири групи банків, кожна з яких може одноосібно взяти на себе операцію, тобто оперативна пам'ять може обробляти чотири набори даних за цикл. Це робить його набагато ефективнішим, ніж DDR3.
DDR4 також робить крок на крок далі, приносячи DBI або інверсію шини даних. Що це означає? Якщо ввімкнено DBI, він в основному рахує кількість "0" бітів в одній смузі. Якщо є 4 або більше, байт, якщо дані перевернуті, і дев'ятий біт додається до кінця, гарантуючи, що п'ять і більше біт є "1.". Що це робиться, це зменшує затримку передачі даних, гарантуючи, що як мінімум енергії можливо використовується. Оперативна пам’ять DDR5 в даний час є стандартом для більшості комп'ютерів, однак DDR5 планується доопрацювати як стандарт до кінця 2016 року. DDR4 був запущений у 2014 році.
Енергонезалежна ОЗУ (NVRAM):
Енергонезалежна ОЗУ - це тип пам'яті, який, на відміну від інших типів пам'яті, не втрачає своїх даних, коли втрачає енергію. Найвідоміша форма NVRAM - це фактично флеш-накопичувач, що використовується в твердотільних накопичувачах та USB-накопичувачах. Однак це не має своїх недоліків - наприклад, у нього обмежена кількість циклів запису, і після цього числа пам'ять почне погіршуватися. Мало того, але це має деякі обмеження продуктивності, які заважають йому отримати доступ до даних так само швидко, як і деякі інші типи ОЗУ.
Закриття
Досить сказати, існує багато різних типів пам'яті. Завдяки цьому посібнику ми сподіваємось, що ми зрозуміли, що таке різні види ОЗУ, що вони роблять та як вони впливають на ваш комп'ютер.
Є питання? Не забудьте залишити нам коментар нижче або приєднайтесь до нас на форумах PCMech!
