Что представляет собой самая дорогая память компьютера
Производитель компьютерного «железа» MSI уверен, что на старте продаж в конце осени 2021 г. память DDR5 будет стоить на 50-60% дороже аналогичных планок DDR4. Это самая большая разница в цене в истории – раньше она не превышала 40%. Цены поползут вниз лишь через два года.
За новшество придется переплатить
Оперативная память DDR5, распространение которой должно начаться в ноябре 2021 г. с выходом процессоров Intel Alder Lake, будет стоить намного дороже модулей DDR4 аналогичного объема. С таким прогнозом выступила компания MSI – один из крупнейших производителей компьютеров, ноутбуков, комплектующих и аксессуаров.
По данным MSI, разница в цене составит 50-60% не в пользу нового стандарта. Более того, дороговизна новой оперативной памяти не пройдет, как простуда, за неделю. Она растянется, по меньшей мене, на два ближайших года.
Недоступность памяти DDR5 с точки зрения завышенной стоимости объясняется двумя факторами. Первый и наиболее очевидный – это новизна самого стандарта. Любой компонент ПК на старте продаж стоит дороже, чем через несколько месяцев со дня релиза.
Второй фактор – это используемые в планках памяти компоненты. В частности, модули комплектуются дополнительными модулями регулировки напряжения и контроллерами питания (PMIC). Также в них реализована новая технология коррекции ошибок на замену обычной ЕСС – on-die Error Correction Code (ODECC). Все это усложняет производство и повышает его себестоимость, что и приводит к гигантской разнице между розничными ценами на DDR5 и привычный многим стандарт DDR4.
3. Sunway TaihuLight
Китайская СуперЭВМ удерживала лидирующую позицию в рейтинге TOP500 с 2016 до 2018 года. В соответствии с тестами LINPACK ее считали самым производительным суперкомпьютером, минимум в полтора раза превосходящим ближайшего конкурента и втрое опережающим самую производительную американскую модель Titan. Разработка и строительство вычислительной системы обошлось в 1,8 млрд. юаней или 270 млн долларов. Инвесторами проекта были правительство Китая, администрация китайской провинции Цзянсу и города Уси.
Суперкомпьютер потребляет 15,3 МВт электроэнергии и занимает площадь 605 кв.м. Расположен он на территории города Уси, в национальном суперкомпьютерном центре. Название модели дали в честь расположенного рядом озера Тайху, третьего по величине пресноводного водоема Китая.
Наличие в конструкции ЭВМ 41 тысячи процессоров SW26010 и 10,6 миллиона ядер позволяет ей проводить расчеты со скоростью 93 Пфлопс. Максимальная производительность – 125 Пфлопс. Переход на чипы китайского производства потребовал от разработчиков создания полностью новой системы. До этого предполагалось в 2 раза повысить производительность другой китайской СуперЭВМ Тяньхэ-2, но эти намерения пришлось изменить из-за проблем с поставками процессоров Intel из США.
Модель Sunway TaihuLight применяется для выполнения сложных вычислений в области медицины, горнодобывающей промышленности и производстве. С помощью вычислительной машины прогнозируют погоду, исследуют новые лекарства и анализируют «большие данные» – массивы информации, обработать которые не получится даже у самого мощного серийного компьютера.
6. Samsung M378A1K43CB2-CTD (от 2 439 рублей)
Что такое суперкомпьютер
СуперЭВМ – название, которое получают специализированные вычислительные машины, превосходящие по характеристикам и скорости вычисления большинство обычных компьютеров.
Суперкомпьютер состоит из большого количества многоядерных систем, объединенных в общую систему для получения высокой производительности. Еще одно отличие от обычных ПК – большие размеры. Техника располагается в нескольких помещениях, занимая целые этажи и здания.
Первым настоящим суперкомпьютером считается собранный в 1974 году в США ПК Cray-1. Благодаря поддержке векторных операций модель выполняла до 180 млн вычислений с плавающей точкой в секунду (флопс). Большая часть суперЭВМ по-прежнему собирается и используется в Соединенных Штатах, следующими по количеству такой техники идут Китай и Япония.
8. Kingston ValueRAM KVR16S11/8 (от 2 692 рублей)
Kingston ValueRAM KVR16S11/8 представляет собой модуль пусть и не с самыми выдающимися характеристиками, зато надежный и стабильный в работе. Относится к классу DDR3. Объем модуля равен 8 Гб. Одним из главных достоинств этого модуля ОЗУ является возможность работы на старых, но дорогих сердцу пользователя ПК. Функционирует на Мacbook pro 2011, а также Mac mini server 11-го года и более новых. Про данную оперативную память можно справедливо сказать: бюджетно и надежно. Хорошее решение для установки в усиление родной ОЗУ ноутбука. Форм-фактор — SODIMM 204-контактный. Тактовая частота составляет 1600 МГц, пропускная способность — 12800 МБ/с. Напряжение питания — 1.5 В.
Поддержка ЕСС
Аббревиатурой ЕСС обозначается оперативная память с функцией коррекции ошибок . Она предназначена для установки в рабочие станции и сервера. Эта функция позволяет исправлять ошибки при передаче и записи информации, а также предотвращать повреждение данных. Но и производительность таких модулей будет меньше, по сравнению с аналогами для массового сегмента без ЕСС-поддержки.
Исторический рекорд
MSI подметила, что DDR5 не просто будет дороже памяти предыдущего стандарта. Разница в цене будет самой большой за всю историю компьютерной индустрии
«Исторически сложилось так, что более новая технология памяти всегда была дороже на 30-40% по сравнению с предыдущим поколением (на старте продаж – прим. CNews). Однако в случае DDR5 мы ожидаем повышения цены на 50–60% по сравнению с DDR4», – заявили аналитики MSI.
В компании объясняют это исключительно новыми компонентами в составе планок DDR5. Про глобальный дефицит чипов, тоже способный повлиять на рост цен, представители MSI не упоминают. Эксперты портала Neowin считают, что дефицит определеyно окажет свое негативное воздействие на цены за DDR5. В итоге потребителям придется переплатить даже больше 60% за новую память, чем если бы они решили повременить и собрать новый ПК на проверенных временем платках DDR4.
Что такое ОЗУ и для чего предназначено
Оперативная память , или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это необходимый ресурс в структуре каждого ПК, используемый системой для временного хранения данных. Эти данные используются центральным процессором и видеокартой для решения различных пользовательских задач: игры, работа, обработка фото и видео, вычисления и многое другое.
Главное отличие оперативной памяти от долговременной – это высокие скорости передачи и записи цифровых данных. Благодаря этому оперативная память обеспечивает центральному и графическому процессорам моментальный доступ к информации.
Второй особенностью оперативной памяти является ее энергозависимость, то есть данные хранятся только в процессе работы компьютера. Если устройство отключается, весь массив ОЗУ автоматически очищается.
Третий отличительный признак – это модульность. Необходимый объем оперативной памяти в структуре ПК можно обеспечить одной платой, или набрать нужное количество двумя или четырьмя модулями. В этом случае следует обратить внимание, чтоб платы памяти обладали идентичными техническими параметрами, но лучше выбрать платы одной модели.
Объем оперативной памяти в компьютерах определяется их назначением:
- для офисных компьютеров будет достаточно 4 ГБ;
- домашние компьютеры – до 8 ГБ;
- игровые компьютеры среднего уровня – до 16 ГБ;
- производительные геймерские сборки – 32 ГБ и более.
Цена каждой платы оперативной памяти определяется ее характеристиками производительности, архитектурой чипов и наличием дополнительных опций.
Частота и тайминги
Одна из главных характеристик ОЗУ. Чем выше частота и чем ниже тайминги, тем лучше работоспособность ОЗУ. Важно соблюсти баланс между частотой и таймингами, потому что они взаимосвязаны. При повышении одного, растет второй. Если компьютер нацелен на офисную работу, то не нужно переплачивать за оперативку. Иное дело, если речь идет об игровых моделях. Тайминг обозначается на планке специальной цифровой маркировкой, обычно их четыре типа.
2. Sierra
Второй американский суперкомпьютер Sierra (ATS-2) тоже выпущен в 2018 году и обошелся Соединенным Штатам примерно в 125 миллионов долларов. По производительности он считается вторым, хотя по среднему и максимальному уровню скорости вычислений сравним с китайской моделью Sunway TaihuLight.
Расположена СуперЭВМ на территории Национальной лаборатории имени Э. Лоуренса в Ливерморе. Общая площадь, которую занимает оборудование, составляет около 600 кв.м. Энергопотребление вычислительной системы – 12 МВт. И уже по соотношению производительность к расходу электричества компьютер заметно обогнал конкурента из КНР.
В системе используется 2 вида процессоров – серверные ЦПУ IBM Power 9 и графические Nvidia Volta. Благодаря этим чипам удалось повысить и энергоэффективность, и производительность. 4320 узлов со 190 тысячами ядер обеспечивают вычисления на скорости 94,64 петафлопс. Максимальная производительность – 125,712 Пфлопс или 125 квадриллионов операций с плавающей точкой в секунду.
Новую систему предполагается использовать в научных целях. В первую очередь – для расчетов в области создания ядерного оружия, заменяя вычислениями подземные испытания. Инженерные расчеты с помощью Sierra позволят разобраться и с ключевыми вопросами в области физики, знание которых позволит совершить ряд научных открытий.
Объем памяти
Сегодня минимальный объем оперативной памяти ПК равен 4 Гбайт. Его хватит на работу Windows 10 в сочетании с несколькими приложениями. Это самый простой вариант, который не хватает звезд с неба. 8 Гбайт оперативной памяти хватит, если хотите использовать компьютер для прохождения игр. Также многие программы вполне будут довольны такой оперативкой. Но вариантом лучше является 16 Гбайт ОЗУ. Этого хватит для многих профессиональных приложений. Также топовые игры близки к таким требованиям. В целом, это достаточно сбалансированный вариант оперативной памяти. 32 Гбайт и выше — уже речь о серьезных проектах и узкоспециализированных задачах. Но если ваш бюджет позволяет, то вполне можно взять и такой объем.
Пропускная способность
Пропускная способность ОЗУ — это объем информации, обрабатываемый за единицу времени. Во многом от этого показателя зависит быстродействие. Измерение ведется в мегабайтах в секунду. Данная характеристика обозначается следующим образом: PC3-10600, где 10600 (МБ/с) — максимально возможная скорость обработки данных.
Выбор редакции
5. Patriot Memory VIPER 4 PV416G320C6K (от 6 050 рублей)
4. Тяньхэ-2
Суперкомпьютер Tianhe-2 («Млечный путь»), а, точнее, уже дополненная и модернизированная версия 2А, была разработана сотрудниками компании Inspur и научно-технического университета Народно-освободительной армии Китая. В июле 2013 года модель считалась самой производительной в мире и уступила пальму первенства только другому китайскому компьютеру TaihuLight. На сборку ЭВМ потратили около 200 млн долларов.
Сначала вычислительная система находилась на территории университета, а затем была перемещена в суперкомпьютерный центр в Гуанчжоу. Общая площадь, которую она занимает – около 720 кв. м. Энергопотребление модели составляет 17,8 МВт, что делает ее использование менее выгодным по сравнению с более современными версиями.
Техника построена на базе 80 тысяч ЦПУ Intel Xeon и Xeon Phi. Объем оперативной памяти – 1400 Гбайт, количество вычислительных ядер – больше 3 миллионов. На суперкомпьютере установлена операционная система Kylin Linux. Первые показатели работы системы – 33,8 Пфлопс, современная модификация достигает скорости вычислений 61,4 Пфлопс, максимальная – 100,679 Пфлопс.
СуперЭВМ создали по требованию китайского правительства, его основными задачами являются расчеты для проектов национального масштаба. С помощью системы решаются вопросы безопасности Китая, выполняется моделирование и анализ большого количества научной информации.
3. Thermaltake TOUGHRAM RGB R009D408GX2-4400C19A (от 14 210 рублей)
На какую еще оперативную память стоит обратить внимание
9. HyperX Fury HX426C16FB3K2/16 (от 6 090 рублей)
Стандарт памяти
Каждое поколение памяти отличается скоростью передачи информации и объемом для ее хранения, который характеризуется плотностью размещения чипов памяти на плате.
Оперативная память стандарта DDR2 – устаревший вариант, выпущенный еще в 2004 году, но еще встречающийся в продаже. Частота модулей не превышает 800 МГц, а объем памяти как правило составляет не более 2 ГБ. Но в качестве исключения есть модули и по 4 ГБ, в том числе и для платформ Intel.
Оперативная память DDR3 – стандарт, разработанный в 2007 году. Частота модуля может варьироваться от 1333 до 2400 МГц, а объем достигать 8 ГБ.
Оперативная память DDR4 – самый актуальный на сегодняшний день стандарт оперативной памяти с тактовой частотой 2133 – 4266 МГц и объемом одного модуля до 32 ГБ.
Уже представлен и утвержден в плане сертификации новый стандарт оперативной памяти DDR5. Массовое поступление в продажу ожидается в 2022 году. Новые модули оперативной памяти будут иметь объем до 128 ГБ и частоту от 4800 МГц.
Назначение суперкомпьютеров
Суперкомпьютеры решают разнообразные задачи – от сложных математических расчетов и обработки огромных массивов данных до моделирования искусственного интеллекта. Есть модели, воспроизводящие «архитектуру» человеческого мозга. На СуперЭВМ проектируют промышленное оборудование и электронику, синтезируют новые материалы и делают научные открытия.
Автомобилестроительные компании используют суперкомпьютеры для имитации результатов краш-тестов, экономя средства на настоящих испытаниях. Подходит такая мощная техника и для разработки новых двигателей, позволяя моделировать специальный температурный режим и процессы деформации. С ее же помощью можно прогнозировать метеорологические явления и даже землетрясения.
Экспансия DDR5
Распространение памяти DDR5 для персональных компьютеров началось в первых числах октября 2020 г. Как сообщал CNews, компания SK hynix объявила тогда о запуске производства первых в мире планок DIMM нового поколения.
Самые первые модули DDR5 выдавали скорость передачи данных в пределах от 4800 до 5600 Мбит/сек на один контакт. В сравнении с DDR4 это приблизительно в 1,8 раза выше. Возможностей новых планок SK Hynix хватает, чтобы обеспечить передачу девяти фильмов в высоком разрешении (FullHD, примерно 5 ГБ каждый) в секунду.
Еще одним отличием новых планок от DDR4 стало снижение напряжения питания микросхем. вместо 1,2 В им требуется 1,1 В. С одной стороны, разница незначительная, но, с другой стороны, это позволило снизить уровень энергопотребления на 20%.
Data Fusion Awards: синергия разнородных данных становится неотъемлемой частью бизнеса, науки и государства
Первыми планками DDR5, поступившими в розничную продажу, стали модули по 16 ГБ от компании Teamgroup. Они продаются набором из двух планок.
Продажи начались в июне 2021 г. Сперва разработчик просил за один набор $400 (28,5 тыс. руб. по курсу ЦБ на 21 октября 2021 г.), но к моменту отправки комплектов в магазины снизил цену до $311 (22,2 тыс. руб.).
Цена указана за планки базового уровня – DDR5-4800. Они основаны на модулях памяти производства американской Micron. Формула задержек (таймингов) составляет 40-40-40-77.
Для сравнения, в России у одного из крупнейших ритейлеров комплект из двух планок DDR4-3200 по 16 ГБ каждая (Patriot Viper RGB PVR432G320C6K DDR4) на момент публикации материала можно было приобрести за 15 тыс. руб.
Тайминги планок – 16-20-20-40. Конечно, это не самый дорогой вариант, но в то же время и далеко не самый доступный.
Современный рынок компьютерной техники очень часто ставит начинающих пользователей в тупик. Ведь комплектующие для сборки настольного компьютера даже при одинаковых параметрах объема и частоты по цене могут отличаться в разы.
Давайте разберемся, чем помимо цены может отличаться дешевая и дорогая оперативная память, и на каких характеристиках не стоит экономить.
Радиаторы
Многие именитые компании на рынке компьютерных технологий производят отличные модули ОЗУ. Дело в том, что сама оперативная память, является своего рода «стариком» в плане изучения и производства компьютерных устройств. Corsair, G.Skill, Kingston, Samsung — все компании имеют в своем арсенале отличное «железо». Потому у потребителей есть обширный выбор необходимых именно им устройств памяти. Радиаторы не играют столь существенной роли, как иные характеристики, поскольку ОЗУ — один из самых термоустойчивых элементов.
Тайминги
Тайминги – это важнейшие показатели быстродействия оперативной памяти. Если говорить точнее, то это промежутки времени, которые стандартно возникают между получением запроса или команды от процессора и началом ее выполнения. Измеряются они в наносекундах и чем меньше значение, тем быстрее будет работать оперативная память.
Известно немалое количество таймингов, возникающих при различных задачах и процессах, протекающих на массиве ОЗУ. Делятся они на первичные, вторичные и третичные. Но на скорость работы ОЗУ влияют в основном первичные. Именно они указываются производителем в виде 3 – 4 двузначных цифр через тире в спецификации и дублируются на текстолите платы.
Например, оперативная память производства Kingston, линейки HyperX FURY HX430C15FB3A/8 обладает таймингами 17-17-17.
Модуль памяти от Crucial Ballistix RGB Red BL2K8G32C16U4RL демонстрирует задержки 15-19-16-36.
4. Crucial CT8G4DFS824A (от 2 600 рублей)
Количество модулей
Какая компоновка лучше? Один модуль ОЗУ на 16 Гбайт или два по 8 Гбайт? А может, вариант четыре на 4 Гбайт? Большую роль играет количество слотов на материнской плате. Помните, что двухканальный режим производительнее одноканального. В то же время, чем больше планок установлено, тем серьезнее нагрузка на контроллер. Также важно знать, что для активации двухканального режима нужно установить ваши модули в определенные слоты. Обычно, они обозначаются одним цветом и размещены через одного.
Дальновидность Intel
На момент публикации материала в мире не существовало ни одного доступного в магазинах процессора, способного работать с памятью нового стандарта. Первыми такую опцию получат чипы Intel Alder Lake, они же Core 12 поколения, премьера которых запланирована на конец октября 2021 г., а начало продаж – на ноябрь 2021 г.
Не исключено, что Intel предвидела ситуацию с ценами на DDR5 и понимала, что далеко не каждый потребитель согласится переплатить только лишь за то, чтобы пользоваться самой современной оперативной памятью. Дальновидность Intel косвенно подтверждается наличием в чипах Alder Lake одновременной поддержки и DDR5, и DDR4.
Этим решением Intel расширила список потенциальных покупателей. Она добавила в них тех, кто хочет новый процессор, к тому же первый гибридный чип Intel, но не желает платить полторы-две цены за новую память. Как пишет Neowin, производительность настольных чипов Alder Lake-S в паре DDR4 выглядит весьма прилично.
5. Piz Daint
Суперкомпьютер Piz Daint достаточно долго (с 2013 до 2018 года) занимал третье место в рейтинге самых мощных вычислительных систем в мире. В то же время он остается самым производительным компьютером Европы. Стоимость проекта составила около 40 млн швейцарских франков.
Модель получила название в честь одноименной территории в Швейцарских Альпах и находится в национальном суперкомпьютерном центре. Оборудование, из которого состоит СуперЭВМ, располагается в 28 стойках. Для работы техники требуется 2,3 МВт электричества, и по этому показателю Piz Daint обеспечивает лучшую удельную производительность – 9,2 Пфлопс/МВт.
В составе ЭВМ есть другой суперкомпьютер Piz Dora, сначала работавший отдельно. После объединения мощностей швейцарские разработчики получили вычислительную систему с 362 тысячами ядер (процессоры Xeon E5-2690v3) номинальной производительностью 21,23 Пфлопс. Максимальная скорость работы – 27 Пфлопс.
Основные задачи суперкомпьютера – расчеты для исследований в области геофизики, метеорологии, физике и климатологии. Одно из приложений для ЭВМ, COSMO, представляет собой метеорологическую модель и используется метеослужбами Германии и Швейцарии для получения высокоточных прогнозов погоды.
Новый Год – приятный, светлый праздник, в который мы все подводим итоги год ушедшего, смотрим с надеждой в будущее и дарим подарки. В этой связи мне хотелось бы поблагодарить всех хабра-жителей за поддержку, помощь и интерес, проявленный к моим статьям (1, 2, 3, 4). Если бы Вы когда-то не поддержали первую, не было и последующих (уже 5 статей)! Спасибо! И, конечно же, я хочу сделать подарок в виде научно-популярно-познавательной статьи о том, как можно весело, интересно и с пользой (как личной, так и общественной) применять довольно суровое на первый взгляд аналитическое оборудование. Сегодня под Новый Год на праздничном операционном столе лежат: USB-Flash накопитель от A-Data и модуль SO-DIMM SDRAM от Samsung.
Теоретическая часть
Постараюсь быть предельно краток, чтобы все мы успели приготовить салат оливье с запасом к праздничному столу, поэтому часть материала будет в виде ссылок: захотите – почитаете на досуге…
Какая память бывает?
На настоящий момент есть множество вариантов хранения информации, какие-то из них требуют постоянной подпитки электричеством (RAM), какие-то навсегда «вшиты» в управляющие микросхемы окружающей нас техники (ROM), а какие-то сочетают в себе качества и тех, и других (Hybrid). К последним, в частности, и принадлежит flash. Вроде бы и энергонезависимая память, но законы физики отменить сложно, и периодически на флешках перезаписывать информацию всё-таки приходится.
Тут можно подробнее ознакомиться с ниже приведённой схемой и сравнением характеристик различных типов «твердотельной памяти». Или тут – жаль, что я был ещё ребёнком в 2003 году, в таком проекте не дали поучаствовать…
Современные типы «твердотельной памяти». Источник
Единственное, что, пожалуй, может объединять все эти типы памяти – более-менее одинаковый принцип работы. Есть некоторая двумерная или трёхмерная матрица, которая заполняется 0 и 1 примерно таким образом и из которой мы впоследствии можем эти значения либо считать, либо заменить, т.е. всё это прямой аналог предшественника – памяти на ферритовых кольцах.
Что такое flash-память и какой она бывает (NOR и NAND)?
Начнём с flash-памяти. Когда-то давно на небезызвестном ixbt была опубликована довольно подробная статья о том, что представляет собой Flash, и какие 2 основных сорта данного вида памяти бывают. В частности, есть NOR (логическое не-или) и NAND (логическое не-и) Flash-память (тут тоже всё очень подробно описано), которые несколько отличаются по своей организации (например, NOR – двумерная, NAND может быть и трехмерной), но имеют один общий элемент – транзистор с плавающим затвором.
Схематическое представление транзистора с плавающим затвором. Источник
Итак, как же это чудо инженерной мысли работает? Вместе с некоторыми физическими формулами это описано тут. Если вкратце, то между управляющим затвором и каналом, по которому ток течёт от истока к стоку, мы помещаем тот самый плавающий затвор, окружённый тонким слоем диэлектрика. В результате, при протекании тока через такой «модифицированный» полевой транзистор часть электронов с высокой энергией туннелируют сквозь диэлектрик и оказываются внутри плавающего затвора. Понятно, что пока электроны туннелировали, бродили внутри этого затвора, они потеряли часть энергии и назад практически вернуться не могут.
NB: «практически» — ключевое слово, ведь без перезаписи, без обновления ячеек хотя бы раз в несколько лет Flash «обнуляется» так же, как оперативная память, после выключения компьютера.
Там же, на ixbt, есть ещё одна статья, которая посвящена возможности записи на один транзистор с плавающим затвором нескольких бит информации, что существенно увеличивает плотность записи.
В случае рассматриваемой нами флешки память будет, естественно, NAND и, скорее всего, multi-level cell (MLC).
Если интересно продолжить знакомиться с технологиями Flash-памяти, то тут представлен взгляд из 2004 года на данную проблематику. А здесь (1, 2, 3) некоторые лабораторные решения для памяти нового поколения. Не думаю, что эти идеи и технологии удалось реализовать на практике, но, может быть, кто-то знает лучше меня?!
Что такое DRAM?
Если кто-то забыл, что такое DRAM, то милости просим сюда.
Опять мы имеем двумерный массив, который необходимо заполнить 0 и 1. Так как на накопление заряда на плавающем затворе уходит довольно продолжительное время, то в случае RAM применяется иное решение. Ячейка памяти состоит из конденсатора и обычного полевого транзистора. При этом сам конденсатор имеет, с одной стороны, примитивное физическое устройство, но, с другой стороны, нетривиально реализован в железе:
Устройство ячейки RAM. Источник
Опять-таки на ixbt есть неплохая статья, посвящённая DRAM и SDRAM памяти. Она, конечно, не так свежа, но принципиальные моменты описаны очень хорошо.
Единственный вопрос, который меня мучает: а может ли DRAM иметь, как flash, multi-level cell? Вроде да, но всё-таки…
Часть практическая
Flash
Те, кто пользуется флешками довольно давно, наверное, уже видели «голый» накопитель, без корпуса. Но я всё-таки кратко упомяну основные части USB-Flash-накопителя:
Основные элементы USB-Flash накопителя: 1. USB-коннектор, 2. контроллер, 3. PCB-многослойная печатная плата, 4. модуль NAND памяти, 5. кварцевый генератор опорной частоты, 6. LED-индикатор (сейчас, правда, на многих флешках его нет), 7. переключатель защиты от записи (аналогично, на многих флешках отсутствует), 8. место для дополнительной микросхемы памяти. Источник
Пойдём от простого к сложному. Кварцевый генератор (подробнее о принципе работы тут). К моему глубокому сожалению, за время полировки сама кварцевая пластинка исчезла, поэтому нам остаётся любоваться только корпусом.
Корпус кварцевого генератора
Случайно, между делом, нашёл-таки, как выглядит армирующее волокно внутри текстолита и шарики, из которых в массе своей и состоит текстолит. Кстати, а волокна всё-таки уложены со скруткой, это хорошо видно на верхнем изображении:
Армирующее волокно внутри текстолита (красными стрелками указаны волокна, перпендикулярные срезу), из которого и состоит основная масса текстолита
А вот и первая важная деталь флешки – контроллер:
Контроллер. Верхнее изображение получено объединением нескольких СЭМ-микрофотографий
Признаюсь честно, не совсем понял задумку инженеров, которые в самой заливке чипа поместили ещё какие-то дополнительные проводники. Может быть, это с точки зрения технологического процесса проще и дешевле сделать.
После обработки этой картинки я кричал: «Яяяяязь!» и бегал по комнате. Итак, Вашему вниманию представляет техпроцесс 500 нм во всей свой красе с отлично прорисованными границами стока, истока, управляющего затвора и даже контакты сохранились в относительной целостности:
«Язь!» микроэлектроники – техпроцесс 500 нм контроллера с прекрасно прорисованными отдельными стоками (Drain), истоками (Source) и управляющими затворами (Gate)
Теперь приступим к десерту – чипам памяти. Начнём с контактов, которые эту память в прямом смысле этого слова питают. Помимо основного (на рисунке самого «толстого» контакта) есть ещё и множество мелких. Кстати, «толстый» < 2 диаметров человеческого волоса, так что всё в мире относительно:
СЭМ-изображения контактов, питающих чип памяти
Если говорить о самой памяти, то тут нас тоже ждёт успех. Удалось отснять отдельные блоки, границы которых выделены стрелочками. Глядя на изображение с максимальным увеличением, постарайтесь напрячь взгляд, этот контраст реально трудно различим, но он есть на изображении (для наглядности я отметил отдельную ячейку линиями):
Ячейки памяти 1. Границы блоков выделены стрелочками. Линиями обозначены отдельные ячейки
Мне самому сначала это показалось как артефакт изображения, но обработав все фото дома, я понял, что это либо вытянутые по вертикальной оси управляющие затворы при SLC-ячейке, либо это несколько ячеек, собранных в MLC. Хоть я и упомянул MLC выше, но всё-таки это вопрос. Для справки, «толщина» ячейки (т.е. расстояние между двумя светлыми точками на нижнем изображении) около 60 нм.
Чтобы не лукавить – вот аналогичные фото с другой половинки флешки. Полностью аналогичная картина:
Ячейки памяти 2. Границы блоков выделены стрелочками. Линиями обозначены отдельные ячейки
Конечно, сам чип – это не просто набор таких ячеек памяти, внутри него есть ещё какие-то структуры, принадлежность которых мне определить не удалось:
Другие структуры внутри чипов NAND памяти
Всю плату SO-DIMM от Samsung я, конечно же, не стал распиливать, лишь с помощью строительного фена «отсоединил» один из модулей памяти. Стоит отметить, что тут пригодился один из советов, предложенных ещё после первой публикации – распилить под углом. Поэтому, для детального погружения в увиденное необходимо учитывать этот факт, тем более что распил под 45 градусов позволил ещё получить как бы «томографические» срезы конденсатора.
Однако по традиции начнём с контактов. Приятно было увидеть, как выглядит «скол» BGA и что собой представляет сама пайка:
«Скол» BGA-пайки
А вот и второй раз пора кричать: «Язь!», так как удалось увидеть отдельные твердотельные конденсаторы – концентрические круги на изображении, отмеченные стрелочками. Именно они хранят наши данные во время работы компьютера в виде заряда на своих обкладках. Судя по фотографиям размеры такого конденсатора составляют около 300 нм в ширину и около 100 нм в толщину.
Из-за того, что чип разрезан под углом, одни конденсаторы рассечены аккуратно по середине, у других же срезаны только «бока»:
DRAM память во всей красе
Если кто-то сомневается в том, что эти структуры и есть конденсаторы, то тут можно посмотреть более «профессиональное» фото (правда без масштабной метки).
Единственный момент, который меня смутил, что конденсаторы расположены в 2 ряда (левое нижнее фото), т.е. получается, что на 1 ячейку приходится 2 бита информации. Как уже было сказано выше, информация по мультибитовой записи имеется, но насколько эта технология применима и используется в современной промышленности – остаётся для меня под вопросом.
Конечно, кроме самих ячеек памяти внутри модуля есть ещё и какие-то вспомогательные структуры, о предназначении которых я могу только догадываться:
Другие структуры внутри чипа DRAM-памяти
Послесловие
Помимо тех ссылок, что раскиданы по тексту, на мой взгляд, довольно интересен данный обзор (пусть и от 1997 года), сам сайт (и фотогалерея, и chip-art, и патенты, и много-много всего) и данная контора, которая фактически занимается реверс-инжинирингом.
К сожалению, большого количества видео на тему производства Flash и RAM найти не удалось, поэтому довольствоваться придётся лишь сборкой USB-Flash-накопителей:
P.S.: Ещё раз всех с наступающим Новым Годом чёрного водяного дракона.
Странно получается: статью про Flash хотел написать одной из первых, но судьба распорядилась иначе. Скрестив пальцы, будем надеяться, что последующие, как минимум 2, статьи (про биообъекты и дисплеи) увидят свет в начале 2012 года. А пока затравка — углеродный скотч:
Углеродный скотч, на котором были закреплены исследуемые образцы. Думаю, что и обычный скотч выглядит похожим образом
Во-первых, полный список опубликованных статей на Хабре:
В-третьих, если тебе, дорогой читатель, понравилась статья или ты хочешь простимулировать написание новых, то действуй согласно следующей максиме: «pay what you want»
Yandex.Money 41001234893231
WebMoney (R296920395341 или Z333281944680)
Иногда кратко, а иногда не очень о новостях науки и технологий можно почитать на моём Телеграм-канале — милости просим;)
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — необходимый элемент в работе компьютера, который отвечает за запоминание и хранение временной информации, нужной процессору для осуществления различных операций. В английском языке оперативная память обозначается аббревиатурой RAM (Random Access Memory).
Оперативная память является энергозависимым элементом, обеспечивает сохранность данных до момента выключения компьютера. ОЗУ осуществляет запрос к нужной ячейке напрямую, без использования других блоков. В разговорном жаргоне различных специалистов по компьютерным системам оперативную память называют просто «оперативкой».
Немного о принципах работы RAM. В любом компьютере имеется как ОЗУ, так и ПЗУ, то есть постоянное запоминающее устройство, в качестве которого выступает жесткий диск. Это также энергозависимый вид памяти, но в отличии от оперативки, он хранит всю информацию даже после выключения ПК и отсутствия питания. Центральный процессор использует данные с жесткого диска для выполнения поставленных задач. Эта информация дублируется с ПЗУ в своеобразный «буфер», которым и является оперативная память. После изменения данных и сохранения их на жестком диске, оперативная память очищается. Информация в составе RAM нужна для функционирования и других устройств компьютера, например видеокарты. Так как ОЗУ повышает быстродействие обменных процессов между ЦПУ и жестким диском, то чем она больше, тем выше производительность вашего ПК.
Современное предложение на рынке модулей ОЗУ достаточно обширно. С целью дать определенные ориентиры, мы составили топ-10 лучшей оперативной памяти для ПК в 2022 году, а системный администратор Сергей Еремеев поделился своим опытом в сфере компьютерных технологий. Надеемся, что это поможет вам сделать грамотный выбор модулей ОЗУ для вашего компьютера.
2. Samsung M378A4G43MB1-CTD (от 10 858 рублей)
Как выбрать оперативную память для ПК
Скорость развития технологий в IT сфере велика. Каждый год передовые компании совершают открытия, позволяющие повысить характеристики устройств, работоспособность чипов, при этом стараясь снизить показатели энергопотребления и тепловыделения при работе ПК. Подобные инновации часто приводят к тому, что новые виды устройств не имеют соответствующей совместимости со старыми поколениями.
Что касается модуля памяти, он обязательно имеет маркировку DDR (double data rate), которая указывает на поколение, к которому устройство относится. Модули поколения DDR и DDR2, являются морально устаревшими, их уже не встретишь в продаже. DDR3 еще может попадаться, но постепенно их доля от общего числа модулей становится меньше. В основном предпочтение отдается качественным устройствам поколения DDR4. Однако компания SKHynix из Южной Кореи в начале октября 2020 года выпустила передовую оперативную память, относящуюся к поколению DDR5. Очередной скачок инноваций в IT сфере. Важно подчеркнуть, что подавляющее большинство компоновок современных ПК будет оснащено модулями ОЗУ DDR4.
Это только начало ознакомления с основными терминами оперативной памяти. Стоит разобраться с DDR4 DIMM, DDR4 SO-DIMM и DDR4 DIMM Registered. Итак, обозначением DIMM называется двусторонний модуль, полное название звучит как Dual In-line Memory Module. Данная аббревиатура обозначает форм-фактор устройства. SO-DIMM расшифровывается как Small Outline Dual In-line Memory Module. Он имеет более компактные размеры, в сравнении с модулями DIMM. В основном ими оснащаются ноутбуки. Модули DDR4 DIMM Registered используются, как правило, в серверных решениях по причине их высокой надежности. Существенный минус — высокая стоимость. С аббревиатурами разобрались, теперь перейдем к основным характеристикам.
1. G.SKILL Trident Z RGB F4-3200C14D-32GTZR (от 22 740 рублей)
7. Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2B3000C15 (от 6 460 рублей)
10. Crucial CT4G4DFS824A (от 1 212 рублей)
1. Summit
Суперкомпьютер Summit, созданный американской компанией IBM для Национальной лаборатории в Окридже. Технику ввели в эксплуатацию летом 2018 года, заменив модель Titan, которая считалась самой производительной американской СуперЭВМ. Разработка лучшего современного суперкомпьютера обошлась американскому правительству в 200 млн долларов.
Устройство потребляет около 15 МВт электроэнергии – столько, сколько вырабатывает небольшая ГЭС. Для охлаждения вычислительной системы используется 15,1 кубометра циркулирующей по трубкам воды. Сервера IBM расположены на площади около 930 кв.м – территория, которую занимают 2 баскетбольные площадки. Для работы суперкомпьютера используется 220 км электрокабелей.
Производительность компьютера обеспечивается 9216 процессорами модели IBM POWER9 и 27648 графическими чипами Tesla V100 от Nvidia. Система получила целых 512 Гбайт оперативной и 250 Пбайт постоянной памяти (интерфейс 2,5 Тбайт/с). Максимальная скорость вычислений – 200 Пфлопс, а номинальная производительность – 143,5 Пфлопс.
По словам американских ученых, запуск в работу модели Summit позволил повысить вычислительные мощности в сфере энергетики, экономическую конкурентоспособность и национальную безопасность страны. Среди задач, которые будут решаться с помощью суперкомпьютера, отмечают поиск связи между раковыми заболеваниями и генами живого организма, исследование причин появления зависимости от наркотиков и климатическое моделирование для составления точных прогнозов погоды.
Ранги памяти
В структуре оперативной памяти рангом называется участок микросхемы, содержащий определенное количество микрочипов, суммарно передающих данные по каналу шириной 64 бита. Размер участка и количество микрочипов зависит от стандарта памяти и архитектуры микросхемы. Каждый такой участок представляет собой отдельный логический модуль. И ранг памяти определяется именно количеством таких модулей – от 1 до 8.
При выборе ранга оперативной памяти обратите внимание на ее совместимость с процессором. Если центральный микрочип способен поддерживать 4 ранга, то такое же количество должна предоставить и оперативная память. А вот реализация этого момент может отличаться. К такому процессору допускается установка одного четырехрангового модуля или двух двухранговых.
Цена оперативной памяти очень сильно зависит от ранга, и у моделей с одинаковым объемом может отличаться в 2 раза.
Разгон
Разгонный потенциал оперативной памяти — существенная характеристика, указывающая на производительность. Возможность разгона зависит от ранговости. То есть, двухранговые модули отличаются, как правило, более высокой стоковой частотой. С другой стороны, одноранговые модули имеют более низкую стоимость и лучше поддаются разгону. Еще значительным фактором при разгоне выступает вольтаж. Память потребует во время разгона больше напряжения, которое нужно подать на чипы. Для DDR4 рекомендуемым напряжением считается 1,4 В.
Рейтинг топ-10 по версии КП
Все зависит не только от Intel
Что до главного конкурента Intel, компании AMD, то в ее случае поддержка памяти DDR5 будет реализована в процессорах с архитектурой Zen 4 под новый сокет AM5. Их появление предварительно запланировано на первую половину 2022 г., но пока неясно, останется ли в них поддержка ОЗУ DDR4.
Очень многое также будет зависеть и от производителей материнских плат, в число которых входит и MSI. Они вполне могут сконцентрироваться на выпуске плат под Alder Lake со слотами под DDR5 и производить платы с DDR4 по остаточному принципу. Насколько велика вероятность такого исхода, пока неясно, но, тем не менее, она присутствует. Не исключено и появление гибридных системных плат со слотами DDR4 и DDR5.
Модуль «Управление уязвимостями» на платформе Security Vision: как выявить и устранить уязвимости в своей ИТ-инфраструктуре
Желающие сэкономить и купить один лишь процессор Intel или AMD нового поколения и не тратиться на «материнку» будут разочарованы – новые чипы несовместимы с существующими разъемами. Им потребуются LGA1700 и Socket AM5, что также потребует затрат на новый кулер или приобретение специального адаптера для старого.
Дополнительные опции
К дополнительным опциям, влияющим на цену можно отнести наличие радиатора и подсветку.
Радиатор – конструктивный элемент, отвечающий за охлаждение микросхемы, а также защищающий ее от механических повреждений при транспортировке и установке.
Логично, что оперативная память с радиатором дороже обычных зеленых плат в ОЕМ-исполнении. Но вот необходимость в радиаторах можно оспорить.
Обычно операционная память в штатной сертификации, то есть без разгона, работает в температурном режиме от 35 до 50 °С. Температура зависит от уровня нагрузки и организации вентиляции корпуса. При этом по спецификации производителей рабочая температура памяти может достигать 95 °С, хотя многие эксперты утверждают, что сбои и ошибки могут начаться уже при 75 °С. Поэтому, если пользователь не планирует разгонять оперативную память, то и тратиться на яркий корпус не стоит.
Относительно подсветки ситуация ясна и без долгих объяснений. Платы памяти с RGB-подсветкой выглядят оригинально, но существенно отличаются в цене. Такие варианты будут уместны только при наличии корпуса с прозрачной панелью в сборке энтузиаста, увлеченного моддингом. В остальных случаях на этой опции можно экономить. И уж тем более она является избыточной при сборке рабочего компьютера.
Посмотрите короткое видео о том, что происходит за кулисами современного процесса производства оперативной памяти на заводе Micron и узнайте, как создаются микросхемы памяти - от первоначального проектирования до тестирования и упаковки.
В серьезных исследованиях и расчетах не обойтись без специальной вычислительной техники, мощность которой во много раз превосходит обычных домашние ПК. Мы расскажем о самых производительных компьютерах, которые выполняют критически важные задачи и служат во благо науки, прогресса и производства.
Модели с огромной производительностью, укомплектованные тысячами процессоров и десятками гигабайт ОЗУ, называются суперкомпьютерами. Самые мощные можно найти в списке TOP500, где первые 5 мест занимают американские модели Summit и Sierra, китайские ЭВМ Sunway TaihuLight и Тяньхэ-2, а также швейцарский Piz Daint.
Читайте также: