Почему большая по объему память обычно работает медленнее чем маленькая
В настоящее время всё большее распространение получает память DDR-II. Новые чипсеты Intel 915 и 925 заставляют покупателей новых компьютеров устанавливать память DDR-II. Вместе с тем, всё больше домашних компьютеров при апгрейде переходят с устаревшей DDR 400 на DDR-II 533. Все современные чипсеты имеют двухканальные контроллеры памяти, а это означает, что для достижения высокой производительности вы должны использовать минимум две одинаковые по объёму планки памяти. И у современных покупателей компьютеров становится меньше возможностей по выбору объёма оперативной памяти. Это раньше вы могли использовать 256 Мб, 384 Мб или 768 Мб. При условии совместимости модулей памяти можно было наращивать самые разные объёмы памяти, получая не совсем красивые объёмы ОЗУ. Но с DDR-II этот фокус уже не пройдёт. Минимальный объём модулей DIMM, продающихся сегодня в магазинах, составляет 256 Мб. А это значит, что вам придётся устанавливать 512, 1024, 2048 или 4096 Мб памяти. Разница в цене между 512 и 1024 мегабайтами памяти достаточно существенная. И покуда нет возможности установить 768 Мб (среднее), пользователю необходимо знать, что он получит от дополнительной памяти. И насколько оправданы будут эти расходы. В этой статье мы сравним производительность одного и того же компьютера с 512, 1024 и 2048 Мб памяти DDR-II.
Память надо выбирать
Иногда случается так, что больший объём памяти лишь повредит производительности вашего компьютера. Модули памяти объёмом 256 Мб, как правило, выполняются однобанковыми и чипы памяти напаяны на них с одной стороны. Модули памяти объёмом 512 Мб, как правило, производятся на тех же чипах памяти, что и 256-мегабайтными, но установленными с двух сторон (двухбанковые модули). А вот большие по объёму 1024 мегабайтные и 2048 мегабайтные модули производятся на более ёмких чипах памяти. И для работы на заявленных частотах в эти чипы устанавливаются большие задержки. В итоге получается, что частота у DDR400 512 Mb и DDR400 1024 Mb может быть и одинаковая, но из-за разных задержек, 1024-мегабайтные модули будут работать медленнее. Этот фактор надо учитывать при апгрейде памяти. Считать задержки очень просто с помощью любой программы, читающей данные SPD с модулей памяти. Вам стоит лишь записать задержки CAS, RAS to CAS, Row Precharge и Activate to Precharge. Обычно они пишутся в строчку как 3-3-3-8 и указываются производителем или продавцом памяти. При замене памяти надо постараться выбрать модули, у которых величины этих задержек не больше, чем у памяти, которая была установлена на вашем компьютере. Плюс к этому вы должны понимать, что гигабайтные модули DRAM будут намного сильнее греться, чем 256-мегабайтные. Так что убедитесь в хорошей вентиляции вашего корпуса.
Ещё один важный момент - так называемая валидация памяти. Пока ещё модули DDR-II не получили столь широкого распространения, как DDR-I, некоторые планки памяти могут не заработать на некоторых материнских платах. Всё дело - в совместимости. И если у вас есть возможность проверить совместимость вашей материнской платы с модулями памяти, сделайте это заранее. Конечно, с каждым днём качественной и совместимой памяти становится всё больше и вероятность покупки несовместимых модулей снижается, но не стоит лишний раз тратить время на обмен незаработавших модулей.
Для наших тестов мы выбрали память Excalibrus по нескольким причинам. Во-первых, это недорогая память, доступная по цене. Делать сравнения на экстремальной памяти в нашем случае было бы некорректно. Во-вторых, это достаточно стабильная память, которая уже успела хорошо себя зарекомендовать в наших тестах Barebone-платформ Shuttle SN25P и Shuttle SB95P V2. Ну а кроме того, все три типа модулей, которые мы подобрали для тестирования, имели одинаковые задержки 4-4-4-12, средние для современной памяти.
Итак, у нас получается:
Два модуля по 256 Мб DDR-II PC4200
Два модуля по 512 Мб DDR-II PC4200
Два модуля по 1024 Мб DDR-II PC4200
То есть, конфигурации с 512, 1024 и 2048 Мб памяти. Теперь осталось подобрать хорошую тестовую платформу. Мы решили использовать компьютер, собранный на базе barebone-платформы Shuttle SB95P V2.
Это современная платформа, рассчитанная на использование в компьютерах с высокой производительностью. Она построена на чипсете Intel i925X, который имеет поддержку памяти только DDR-II и при том использует технологии оптимизации PAT. В этом компьютере очень хорошо просчитана вентиляция, так что за перегрев нам не пришлось бояться. На сайте производителя, компании Shuttle, в списке поддерживаемых модулей памяти не указано ни одного модуля DDR-II объёмом более 512 Мб. Тем более было интересно узнать, как заработают две плашки по 1024 Мб от Excalibrus.
Тестовая система
- Intel Pentium 4 2.8 GHz (800 MHz FSB, 1024 Kb L2, LGA 775)
- 80 Gb Maxtor DiamondMax 9 (7200 RPM, 8 Mb) S-ATA
- SAPPHIRE RX600 PRO 128 Mb PCI Express
- Windows XP Professional (Eng.) SP2
- CATALYST 5.3
Тестировать память надо в разных приложениях, чтобы увидеть разницу в скорости или наоборот показать, что её нет. Здесь нам помогут все типы тестов - синтетика, эмуляция и тесты реальных приложений:
Встретил в одном из выступлений на ютубе такой тезис, что чем больше емкость диска, тем медленнее он работает. По той причине, что запись идет не подряд, а фрагментируется, а на большом диске и расстояние между фрагментами больше, так что собирать их все в один файл нужно дольше.
Вроде бы, логично.
Это действительно так?
Чем больше греется ЦП тем слабее работает вентилятор
Всем здрасте, нарисовалась проблема, при увеличении нагрузки на ЦП падает мощность куллера на проце.
Работает медленнее, чем обычно
Всем привет! Написал приложение использующее OpenGL и WinAPI. Всё бы хорошо, если бы при тестах на.
Интернет на Windows 7 работает медленнее, чем на XP.
Сейчас перешел с XP на Windows 7, но скорость загрузки упала почти в 3 раза. Сейчас стоит XP and.
Компьютер работает медленнее чем обычно
Добрый день! С недавнего времени стал медленнее работать компьютер (медленнее открываются.
Ну, не совсем. Физически жёсткий диск разбит на дорожки, которые делятся на секторы. При логической разметке жёсткого диска (форматировании) на нём создаются логические участки - кластеры, объединяющие несколько секторов. Размер кластера влияет и на объём, занимаемый файлами, и на скорость работы всей системы. В кластер, частично занятый каким-либо файлом, нельзя поместить больше ничего. Допустим, файл распологается в 10 кластерах размером 4096 Байта, причём в последнем, десятом, он занимает всего 96 Байт. Оставшиеся 4000 байтапросто пропадает. Такие ни к чему непригодные остатки называются «хвостами», а в «хвосты» уходит значительный объём жёсткого диска. Если для вас важней объём ж.д., то размер кластера должен быть как можно меньше. Но уменьшать его до бесконечности тоже нельзя - чем меньше размер кластера, тем больше фрагментация данных на вашем жёстком диске. Что в свою очередь приводит к снижению скорости обмена данными с жёстким диском. При установке Windows раздел жёсткого диска форматируется в файловую систему NTFS, и раздел делится на кластеры размером 4 кБайта. Но, чтобы впоследствии была меньшая фрагментация файлов, влияющая на скорость обмена данными с ж.д., размер кластера можно сделать и больше, например 64 кБайта (я, например, это делал с помощью программы Acronis)
Добавлено через 4 минуты
расстояние между фрагментами, учитывая конструкцию и принцип работы жёсткого диска (на физическом уровне), мало влияет на скорость работы. А вот количество этих фрагментов очень сильно влияет на скорость.
Вроде бы, так логичнее
Итак, мы познакомились с разными видами внутренней и внешней памяти. Осталось разобраться, как они взаимодействуют между собой.
Иерархия памяти. Кэширование. Как следует из обсуждения в § 32, невозможно создать память, которая имела бы одновременно большой объём и высокое быстродействие. Поэтому используют многоуровневую (иерархическую) систему из нескольких типов памяти. Как правило, чем больший объём имеет память, тем медленнее она работает.
Самая быстрая (и очень небольшая) память — это регистры процессора. Гораздо больше по объёму, но заметно медленнее внутренняя память (ОЗУ и ПЗУ). Далее следует огромная, но ещё более медленная внешняя память. Наконец, последний уровень — это данные, которые можно получить из компьютерных сетей (рис. 5.19).
Рис. 5.19
Для редактирования файла, расположенного на диске (внешняя память), программа обработки загружает его в ОЗУ (внутренняя память), а конкретные символы, с которыми в данные доли секунды работает процессор, «поднимаются» по иерархии выше — в регистры процессора.
Производительность компьютера в первую очередь зависит от «верхних» уровней памяти — процессорной памяти и ОЗУ. Быстродействие процессоров значительно выше, чем скорость работы ОЗУ, поэтому процессору приходится ждать, пока до него дойдут данные из оперативной памяти. Чтобы улучшить ситуацию, между процессором и ОЗУ добавляют ещё один слой памяти, который называют кэш-памятью, или кэшем (от англ, cache — тайник, прятать).
Кэш-память — это память, ускоряющая работу другого (более медленного) типа памяти, за счёт сохранения прочитанных данных на случай повторного обращения к ним.
Кэш-память — это статическая память, которая работает значительно быстрее динамического ОЗУ. В ней нет собственных адресов, она работает не по фон-неймановскому принципу адресности.
При чтении из ОЗУ процессор обращается к контроллеру кэш-памяти, который хранит список всех ячеек ОЗУ, копии которых находятся в кэше. Если требуемый адрес уже есть в этом списке, то запрашивать ОЗУ не нужно и контроллер передаёт процессору значение, связанное (ассоциированное) с этим адресом (рис. 5.20) 1 . Такой принцип организации памяти называется ассоциативным.
1 Это напоминает поиск в Интернете содержимого документа по его названию.
Если нужных данных нет в кэш-памяти, они читаются из ОЗУ, но одновременно попадают и в кэш — при следующем обращении их уже не нужно читать из ОЗУ.
Рис. 5.20
Обычно в кэш-память заносится содержимое не только запрошенной ячейки, но и ближайших к ней (эта стрелка на рис. 5.20 показана более толстой). Таким образом, в кэше хранятся копии часто используемых ячеек ОЗУ, и передача этих данных в процессор происходит быстрее.
В работе кэш-памяти есть две основные трудности. Во-первых, объём кэша намного меньше объёма ОЗУ, и он быстро заполняется — приходится заменять наиболее «ненужные» (например, редко используемые) данные. Во-вторых, если считанные из кэш-памяти данные обрабатываются процессором и сохраняются в ОЗУ, нужно обновлять и содержимое кэша. Обе эти задачи решает контроллер кэш-памяти. Несмотря на трудности, кэширование во многих случаях повышает скорость выполнения программы в несколько раз.
Сама кэш-память также строится по многоуровневой схеме: в современных процессорах есть, по крайней мере, 2-3 уровня. Некоторые из них входят в состав процессора, а остальные выполнены в виде отдельных микросхем (поэтому на схеме многоуровневой памяти на рис. 5.19 кэш только частично расположен внутри процессора). Кэш для программ и для данных изготовляется раздельно. Это удобно потому, что считываемую программу, в отличие от данных, не принято изменять, поэтому кэш команд можно делать проще.
Подчеркнём, что термин «кэширование» в вычислительной технике имеет довольно широкий смысл: речь идёт о сохранении информации в более быстродействующей памяти с целью повторного использования. Например, браузер кэширует файлы, полученные из Интернета, сохраняя их на жёстком диске в специальной папке. В накопителе на жёстком диске также используется кэширование. Таким образом, кэш может быть организован как с помощью аппаратных средств (кэш процессора), так и программно (кэш браузера).
Виртуальная память. Пользователям хочется, чтобы программное обеспечение было интеллектуальным и дружественным и чтобы в нём были предусмотрены все самые мелкие детали, которые им могут потребоваться. Программистам хочется написать программу с наименьшими затратами сил и времени, поэтому они широко используют среды быстрой разработки программ (англ. RAD — Rapid. Application Development). В результате программы всё больше увеличиваются в размере. Кроме того, объём обрабатываемых данных постоянно растёт. Поэтому компьютерам требуется все больше и больше памяти, особенно в многозадачном режиме, когда одновременно запускаются сразу несколько программ.
Как же согласовать эти требования с ограниченным объёмом ОЗУ? Современные операционные системы используют для этого идею виртуальной памяти. Предполагается, что компьютер обладает максимально допустимым объёмом памяти, с которым может работать процессор, а реально установленное ОЗУ — лишь некоторая часть этого пространства. Оставшаяся часть размещается в специальном системном файле или отдельном разделе жёсткого диска. Если ёмкости ОЗУ не хватает для очередной задачи, система копирует «наименее нужную» (дольше всего не использовавшуюся) часть ОЗУ на диск, освобождая необходимый объём памяти. Когда, наоборот, потребуются данные с диска, они будут возвращены в освобожденное таким же образом место ОЗУ (и это совсем не обязательно будет то самое первоначальное место!).
При использовании виртуальной памяти выполнение программ замедляется, но зато они могут выполняться на компьютере с недостаточным объёмом ОЗУ. В этом случае установка дополнительного ОЗУ может повысить быстродействие во много раз.
Использование виртуальной памяти ещё раз подтверждает, что деление памяти на внутреннюю и внешнюю память — это искусственная мера. Она вызвана тем, что невозможно создать идеальную память, удовлетворяющую всем требованиям сразу.
Следующая страница Основные характеристики памяти
Cкачать материалы урока
1. Найдите материалы, подтверждающие, что Джон фон Нейман не был единоличным автором «фон-неймановской» архитектуры ЭВМ.
2. Перечислите принципы фон-неймановской архитектуры и кратко объясните каждый из них.
3. Назовите основные компоненты вычислительного устройства. Каково их назначение? Согласны ли вы с тем, что полученный набор узлов логичен и обоснован?
4. В чём состоит принцип двоичного кодирования?
5. Вспомните, как кодируются в компьютере числа, тексты, графика. Соблюдается ли принцип двоичного кодирования?
6. По какому алгоритму вводимые в компьютер десятичные числа можно перевести во внутреннее двоичное представление? Как перевести обратно результаты расчёта?
7. Что такое ячейка памяти? Что такое адрес ячейки?
8. Что вы знаете о разрядности ячеек ОЗУ разных поколений?
9. Почему появилась байтовая память?
10. Можно ли заменить в ячейке памяти содержимое одного бита, не затрагивая значений соседних? Почему?
11. Приведите примеры различных типов данных и назовите их разрядность. Сколько байтов памяти потребуется для хранения данных каждого из этих типов?
12. Что такое иерархическая организация памяти?
13. Почему большая по объёму память обычно работает медленнее, чем маленькая?
14. В чём состоит принцип хранимой программы?
15. Где может храниться программа?
16. Можно ли к нечисловым данным (символам, графическим и звуковым данным) применять арифметические операции?
17. Как вы понимаете фразу «Любая обработка данных в вычислительной машине происходит по программе»? Чем компьютер в этом отношении отличается от простого калькулятора?
18. Сформулируйте основной алгоритм выполнения команды в компьютере.
19. Что такое счётчик адреса команд и какова его роль в основном алгоритме?
20. Опишите, что происходит в момент включения компьютера с точки зрения принципа программного управления.
21. Можно ли нарушить последовательность выполнения команд в программе? Для чего это может потребоваться?
22. Всегда ли в новом компьютере есть какая-либо программа?
23. Что такое конвейер и как он работает при выполнении программы? *24. Почему команды перехода нарушают работу конвейера?
25. Какие из принципов, предложенных в работе «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства», продолжают применяться в современных компьютерах безо всяких изменений, а какие сохранились, но в несколько изменённом виде? Объясните, почему потребовались эти изменения.
26. Что такое архитектура? Какие детали устройства компьютера к ней не относятся?
27. В чём преимущества единой архитектуры семейств ЭВМ для пользователей и для производителей?
28. Какие семейства вычислительных машин вы знаете?
а) «Джон фон Нейман и его вклад в науку»
б) «Троичная ЭВС "Сетунь"»
в) «Гарвардская архитектура»
г) «Архитектуры современных компьютеров»
Следующая страница Задачи
Cкачать материалы урока
1. Найдите материалы, подтверждающие, что Джон фон Нейман не был единоличным автором «фон-неймановской» архитектуры ЭВМ.
2. Перечислите принципы фон-неймановской архитектуры и кратко объясните каждый из них.
3. Назовите основные компоненты вычислительного устройства. Каково их назначение? Согласны ли вы с тем, что полученный набор узлов логичен и обоснован?
4. В чём состоит принцип двоичного кодирования?
5. Вспомните, как кодируются в компьютере числа, тексты, графика. Соблюдается ли принцип двоичного кодирования?
6. По какому алгоритму вводимые в компьютер десятичные числа можно перевести во внутреннее двоичное представление? Как перевести обратно результаты расчёта?
7. Что такое ячейка памяти? Что такое адрес ячейки?
8. Что вы знаете о разрядности ячеек ОЗУ разных поколений?
9. Почему появилась байтовая память?
10. Можно ли заменить в ячейке памяти содержимое одного бита, не затрагивая значений соседних? Почему?
11. Приведите примеры различных типов данных и назовите их разрядность. Сколько байтов памяти потребуется для хранения данных каждого из этих типов?
12. Что такое иерархическая организация памяти?
13. Почему большая по объёму память обычно работает медленнее, чем маленькая?
14. В чём состоит принцип хранимой программы?
15. Где может храниться программа?
16. Можно ли к нечисловым данным (символам, графическим и звуковым данным) применять арифметические операции?
17. Как вы понимаете фразу «Любая обработка данных в вычислительной машине происходит по программе»? Чем компьютер в этом отношении отличается от простого калькулятора?
18. Сформулируйте основной алгоритм выполнения команды в компьютере.
19. Что такое счётчик адреса команд и какова его роль в основном алгоритме?
20. Опишите, что происходит в момент включения компьютера с точки зрения принципа программного управления.
21. Можно ли нарушить последовательность выполнения команд в программе? Для чего это может потребоваться?
22. Всегда ли в новом компьютере есть какая-либо программа?
23. Что такое конвейер и как он работает при выполнении программы? *24. Почему команды перехода нарушают работу конвейера?
25. Какие из принципов, предложенных в работе «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства», продолжают применяться в современных компьютерах безо всяких изменений, а какие сохранились, но в несколько изменённом виде? Объясните, почему потребовались эти изменения.
26. Что такое архитектура? Какие детали устройства компьютера к ней не относятся?
27. В чём преимущества единой архитектуры семейств ЭВМ для пользователей и для производителей?
28. Какие семейства вычислительных машин вы знаете?
а) «Джон фон Нейман и его вклад в науку»
б) «Троичная ЭВС "Сетунь"»
в) «Гарвардская архитектура»
г) «Архитектуры современных компьютеров»
Следующая страница Задачи
Cкачать материалы урока
Читайте также: