Оперативная память это хранение или обработка информации
Память с произвольным доступом, ОЗУ или RAM, является важным компонентом всех устройств, от ПК до смартфонов и игровых приставок. Без оперативной памяти выполнение практически любых задач на любой системе будет происходить намного, намного медленнее.
С другой стороны, недостаточный объём оперативной памяти для запуска приложения или игры может привести к замедлению работы или даже к невозможности запуска вообще. Но, что такое ОЗУ? В двух словах, это высокоскоростной компонент, который временно хранит всю информацию, необходимую устройству как в данный момент, так и в ближайшем будущем.
Доступ к данным в оперативной памяти осуществляется безумно быстро, в отличие от жёстких дисков, которые медленнее, но обеспечивают долговременное хранение информации.
Краткосрочная память
В ней временно хранится (запоминается) всё, что в данный момент работает на устройстве, например, все службы, специфичные для ОС, а также веб-браузер, редактор изображений или игра, в которую вы играете.
ОЗУ не позволяет процессору копаться в более медленном хранилище долгосрочных данных – жёстком диске или твердотельном накопителе (SSD). Каждый раз, когда вы запрашиваете новую вкладку браузера или загружаете нового героя для игры. Как бы ни были быстры накопители по сравнению с жёсткими дисками прошлых лет, они всё равно намного медленнее, чем оперативная память.
Данные, находящиеся в оперативной памяти, считываются с практически одинаковой скоростью. Поскольку она вплотную подключена к устройству, нет и задержек из-за кабелей или подключений.
Однако оперативная память не запоминает данные навсегда, по сути, «виртуальная» технология, то есть, как только теряется питание, всё забывается. Это делает её идеальным решением для выполнения множества высокоскоростных задач, которые ежедневно требуется вашему устройству.
Именно поэтому также необходимы компоненты для хранения данных, такие как жёсткие диски и твердотельные накопители. В отличие от ОЗУ, они сохраняют информацию после выключения устройства.
Метод доступа
-
(англ.sequential access memory, SAM ) — ячейки памяти выбираются (считываются) последовательно, одна за другой, в очерёдности их расположения. Вариант такой памяти — стековая память. (англ.random access memory, RAM ) — вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу.
Содержание
Физические основы функционирования
В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям. В современной компьютерной технике часто используются физические свойства полупроводников, когда прохождение тока через полупроводник или его отсутствие трактуются как наличие логических сигналов 0 или 1. Устойчивые состояния, определяемые направлением намагниченности, позволяют использовать для хранения данных разнообразные магнитные материалы. Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе также может быть положено в основу системы хранения. Отражение или рассеяние света от поверхности CD, DVD или Blu-ray-диска также позволяет хранить информацию.
Организация адресного пространства
- Реальная или физическая память (англ.real (physical) memory ) — память, способ адресации которой соответствует физическому расположению её данных;
- Виртуальная память (англ.virtual memory ) — память, способ адресации которой не отражает физического расположения её данных;
- Оверлейная память (англ.overlayable storage ) — память, в которой присутствует несколько областей с одинаковыми адресами, из которых в каждый момент доступна только одна.
Классификация типов памяти
Следует различать классификацию памяти и классификацию запоминающих устройств (ЗУ). Первая классифицирует память по функциональности, вторая же — по технической реализации. Здесь рассматривается первая — таким образом, в неё попадают как аппаратные виды памяти (реализуемые на ЗУ), так и структуры данных, реализуемые в большинстве случаев программно.
Содержание
Энергозависимость
- Энергонезависимая память (англ.nonvolatile storage ) — память, реализованная ЗУ, записи в которых не стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся все виды памяти на ПЗУ и ППЗУ;
- Энергозависимая память (англ.volatile storage ) — память, реализованная ЗУ, записи в которых стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся память, реализованная на ОЗУ, кэш-память.
- Статическая память (англ.static storage ) — энергозависимая память, которой для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;
- Динамическая память (англ.dynamic storage ) — энергозависимая память, в которой информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию).
Доступные операции с данными
- Память только для чтения (read-only memory, ROM)
- Память для чтения/записи
Память на программируемых и перепрограммируемых ПЗУ (ППЗУ и ПППЗУ) не имеет общепринятого места в этой классификации. Её относят либо к подвиду памяти «только для чтения» [1] , либо выделяют в отдельный вид.
Также предлагается относить память к тому или иному виду по характерной частоте её перезаписи на практике: к RAM относить виды, в которых информация часто меняется в процессе работы, а к ROM — предназначенные для хранения относительно неизменных данных. [1]
Функции памяти
Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения.
Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.
Любая информация может быть измерена в битах и потому, независимо от того, на каких физических принципах и в какой системе счисления функционирует цифровой компьютер (двоичной, троичной, десятичной и т. п.), числа, текстовая информация, изображения, звук, видео и другие виды данных можно представить последовательностями битовых строк или двоичными числами. Это позволяет компьютеру манипулировать данными при условии достаточной ёмкости системы хранения (например, для хранения текста романа среднего размера необходимо около одного мегабайта).
К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, основанных на использовании самых разных физических эффектов. Универсального решения не существует, у каждого имеются свои достоинства и свои недостатки, поэтому компьютерные системы обычно оснащаются несколькими видами систем хранения, основные свойства которых обуславливают их использование и назначение.
High Memory Area
High Memory Area (HMA) — это область дополнительной памяти за первым мегабайтом размером 64 Кбайт минус 16 байт. Её появление было обусловлено ошибкой в процессоре 80286, в котором не отключалась 21-я линия адреса (а всего их в этом процессоре 24), в результате при обращении по адресам выше FFFF:000F обращение шло ко второму мегабайту памяти вместо начала первого мегабайта (как у 8086/8088). Таким образом, программы реального режима получили доступ к HMA.
Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.
В персональных компьютерах «памятью» часто называют один из её видов — динамическая память с произвольным доступом (DRAM), — которая в настоящее время используется в качестве ОЗУ персонального компьютера.
Задачей компьютерной памяти является хранение в своих ячейках состояния внешнего воздействия, запись информации. Эти ячейки могут фиксировать самые разнообразные физические воздействия (см. ниже). Они функционально аналогичны обычному электромеханическому переключателю и информация в них записывается в виде двух чётко различимых состояний — 0 и 1 («выключено»/«включено»). Специальные механизмы обеспечивают доступ (считывание, произвольное или последовательное) к состоянию этих ячеек.
Процесс доступа к памяти разбит на разделённые во времени процессы — операцию записи (сленг. прошивка, в случае записи ПЗУ) и операцию чтения, во многих случаях эти операции происходят под управлением отдельного специализированного устройства — контроллера памяти.
Также различают операцию стирания памяти — занесение (запись) в ячейки памяти одинаковых значений, обычно 0016 или FF16.
Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти.
Upper Memory Area
Upper Memory Area (UMA) занимает 384 Кбайт и используется для размещения информации об аппаратной части компьютера. Область условно делится на три области по 128 Кбайт. Первая область служит для видеопамяти. Через вторую область доступны верхней области с помощью специальных драйверов (например, EMM386.EXE, EMS.EXE, LIMEMS.EXE) и/или устройств расширения раньше использовалось для доступа к расширенной памяти через спецификацию расширенной памяти (англ. Expanded Memory Specification, EMS ). В современных компьютерах EMS практически не используется.
Типы оперативной памяти
ОЗУ, как и Оперативная память, является общим термином и имеет несколько различных типов.
Под ОЗУ обычно подразумевается динамическая память с произвольным доступом (DRAM), или что более точно для современных систем, синхронная динамическая память с произвольным доступом (SDRAM). Терминология не имеет большого значения, но полезно знать, что в разговорной речи эти термины относительно взаимозаменяемы.
Наиболее распространённым типом оперативной памяти, продаваемой сегодня, является DDR4, хотя в более старых системах может использоваться DDR3 или даже DDR2. Цифры обозначают поколение оперативной памяти.
Причём каждое последующее поколение обеспечивает более высокую скорость благодаря большей пропускной способности – более высокой частоты в мегагерцах (МГц). Каждое поколение также имеет физические изменения, поэтому они не взаимозаменяемы.
Другим распространённым термином, особенно в сфере видеоигр, является VRAM (видео ОЗУ). Хотя когда-то это была отдельная технология, в настоящее время VRAM используется для обозначения выделенной памяти на видеокарте.
Для игровых консолей также может обозначать системную память, но в любом случае она имеет отношение к памяти, зарезервированной исключительно для графического процессора. Выделенная память для графики DDR, или GDDR, обычно также имеет обозначение поколения, например, GDDR6.
Большинство современных видеокарт используют GDDR6. Однако некоторые видеокарты могут использовать другую форму VRAM под названием High Bandwidth Memory (HBM, HBM2 и HBM2e). Она обладает уникальными преимуществами в плане производительности, но стоит дорого, а проблемы с поставками препятствуют широкому распространению.
Основная область памяти
В область, называемую основной областью памяти (англ. conventional memory ), загружается таблица векторов прерываний, различные данные программы
Сколько нужно оперативной памяти
Самым важным моментом при покупке оперативной памяти для ПК является объём. Минимальный объём необходим для работы операционной системы, многие игры и приложения также имеют минимальные требования.
Эти требования указываются в гигабайтах (ГБ) и часто составляют от 1 ГБ до 8 ГБ, в зависимости от аппаратных требований приложения. Наличие большего объёма оперативной памяти, чем минимально требуемый, крайне важный фактор. На компьютере работает не только текущее приложение, но и другие службы и задачи, в фоновом режиме.
Но наличие большого объёма системной памяти не обязательно ускорит работу ПК. Объём – не единственный важный аспект оперативной памяти. Хотя большее количество гигабайт может помочь в многозадачности, более быстрая память повышает общую скорость работы в играх и приложениях.
Как и у процессора, у ОЗУ есть тактовая частота, которая в сочетании с несколькими другими факторами определяет, сколько данных она может обрабатывать в секунду. Общая скорость памяти называется пропускной способностью и измеряется в мегабайтах в секунду (MBps), но традиционно память продаётся с указанной частотой в мегагерцах (MHz/МГц).
Обычно память DDR4 работает в диапазоне от 2 133 МГц до 3 000 МГц, но некоторые самые быстрые платы могут работать на частоте до 4 866 МГц. Вы можете увидеть на них даже маркировки PC. Число после PC – это просто частота МГц, умноженная на восемь, а затем округлённое. Например, вот такое – DDR4-2133 PC4-17000.
Тайминги – ещё один аспект памяти, который может влиять на производительность ОЗУ, хотя он уже не так важен. По сути, это время между тактовыми циклами, и с увеличением скорости памяти, тайминги также увеличиваются, уменьшая задержки. Обычно тайминги указываются в виде нескольких чисел, разделённых тире, например, 15-15-15-35 или аналогично.
При выборе оперативной памяти тайминги имеют решающее значение только для высокопроизводительной памяти, для бенчмарков или игр максимального уровня. Для обычного потребителя тайминги не представляют особой высокого значения.
Ещё у ОЗУ есть каналы. Большинство продаваемых сегодня планок памяти поддерживают как минимум двухканальный режим, что означает наличие двух дорожек (шин) между одним слотом памяти и контроллером памяти процессора на материнской плате.
Однако, для такого набора требуются две планки оперативной памяти одного типа и скорости, поддерживающие два канала. Доступны комплекты оперативной памяти высокого класса с тремя или четырьмя модулями, поддерживающими трёх- или четырёхканальные конструкции на материнских платах.
С точки зрения практических целей многоканальные конструкции не имеют большого значения для повседневной производительности. Но если вы хотите воспользоваться преимуществами двух- или более канальной памяти, убедитесь, что планки установлены в соответствующие цветные слоты на материнской плате.
Насколько важна оперативная память
Оперативная память имеет большое значение. Слишком малое количество может привести к снижению производительности, хотя небольшим устройствам, как планшеты и смартфоны, не требуется столько ОЗУ, как игровым настольным компьютерам высокого класса.
Однако установка большого объёма или использование самого высокого значения МГц не означает, что ваше устройство станет работать молниеносно. Помните, что оперативная память – это только часть от общего.
При этом наличие достаточного количества ОЗУ также имеет значение. Установить недешёвую или медленную оперативную память – хорошая идея, особенно для выполнения сложных задач по редактированию изображений или видео, а также в играх, где возможности процессора ограничены.
Когда речь идёт о повышении общей производительности ПК, учитывайте и затраты. Более быстрый процессор или видеокарта, как правило, оказывают большее влияние на общую скорость работы, чем обновление памяти. Но некоторые процессоры, например, линейка Ryzen от AMD, получают значительные преимущества именно при обновлении памяти.
Переход с жёсткого диска на SSD также является большим шагом в правильном направлении. Использование SSD значительно ускоряет самый медленный компонент системы хранения данных. Это в значительной степени способствует тому, что ПК становится более быстрым.
Как и в любом другом вычислительном устройстве, самый медленный компонент обычно ограничивает производительность остальных. Означает, что медленная память может негативно влиять на производительность устройства, если является «слабым звеном».
Если вы не занимаетесь чем-то особенно нагружающим ваш компьютер, вам вполне хватит объёма памяти, превышающим минимальный, зачастую это 4–8 ГБ. Учитывайте и различные факторы, как скорость, размер и мощность. Некоторые разновидности ОЗУ также оснащены светодиодной RGB-подсветкой.
Чтобы понять возможности своего компьютера, необходимо знать общие особенности оперативной памяти и иметь представление о том, сколько нужно вашему ПК и как её установить.
Знание об оперативной памяти позволит сэкономить деньги на ненужных компонентах. Хотя все компоненты важны для производительности, но оперативная память – это то, где вы увидите скорость и улучшения качества работы.
Посмотрите на всю вашу конфигурацию и определите минимальный объём оперативной памяти, необходимый для использования оборудования.
Хотя простых модулей ОЗУ с небольшим объёмом будет достаточно для базовой работы компьютера, когда вы начнёте добавлять элементы, как программы и данные, сразу заметите проблемы.
Хотите первыми узнавать всё о Hi-Tech – ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА КАНАЛ
Основные функции оперативной памяти (укажите несколько вариантов)
1.Прием информации от других устройств
2.Запоминание
3.Обработка информации
4.Выдача информации по запросу
5. Другое:Оперативная память выполняет функцию временного хранения данных и команд, которые необходимы процессору для выполнения определённых операций. Поступление данных в оперативную память происходит напрямую или через сверхбыструю память. Вся информация хранятся только при включенном компьютере, а после его выключения все данные стираются.
В процессе выполнения программы некоторые из её ее наиболее важных файлов загружаются в оперативную память (ОЗУ) , сохраняясь до тех пор, пока приложение не будет закрыто. А сам процессор напрямую выполняет эти файлы, сохраняя результаты. В памяти хранятся все коды нажатых клавиш и величины проведённых математических операций. После выполнения команды «Save» всё, что находится в ОЗУ, сохраняется на жесткий диск.
Большая часть пользователей ПК стремятся к увеличению объема оперативной памяти, так как от него зависит скорость работы всех загруженных процессов. Это имеет особую ценность при запуске ресурсоемких программ, например, игр или различных графических редакторов. И, соответственно, чем больший объём имеет ОЗУ, тем скоростнее игровой процесс и редактирование.
Существует множество типов оперативной памяти. Чаще других встречаются DDR, DDRII и DDRIII, отличия друг от друга которых состоит в частоте передачи данных. Чем частота больше, тем быстрее работа. Самая медленная из названных – это DDR, а самая скоростная– DDR3. У всех этих планок разные разъёмы.
В каждом модуле находятся микросхемы, которые подключаются к системной плате. Эти модули имеют разные характеристики и обязательно должны быть совместимы с системой, в которой используются.
ROM – это постоянное запоминающее устройство, поэтому пользователь не имеет возможности осуществлять операции записи. DRAM - динамическое запоминающее устройство с произвольным порядком выборки. А SRAM представляет из себя статическую оперативную память. ROM и DRAM поддерживают хранение данных, но их нельзя изменять. По этой причине в них загружаются программы, которые запускают саму систему. ROM же можно считать частью оперативной памяти системы, а часть любой планки имеет адресное пространство для загрузки важнейшего программного обеспечения.
Отдельно от всего оперативная память - это микросхема. Существуют односторонние и двусторонние планки с расположением модулей на одной или обеих сторонах.Оперативная память это важная часть любой компьютерной системы и сейчас я объясню, почему это так.
В процессе работы память выступает в качестве буфера между накопителем и процессором, то есть данные сперва считываются с жесткого диска (или другого накопителя) в оперативную память и уже затем обрабатываются центральным процессором. Такая схема применяется, потому что процессор - очень быстрое устройство и ему требуется быстро получать доступ к нужным данным и командам, иначе он будет простаивать и производительность системы уменьшится, а так как жёсткий диск и SSD не могут обеспечить необходимую скорость, все нужные данные считываются и перемещаются в более быструю оперативную память и хранятся там, пока не понадобятся процессору для обработки.
Физически, оперативная память представляет собой набор микросхем припаянных к плате. Если посмотреть внутрь одной такой микросхемы, можно увидеть что она состоит из множества, соединённых друг с другом слоёв, каждый слой состоит из огромного количества ячеек, образующие прямоугольные матрицы.
Одна ячейка может содержать 1 бит информации, а состоит она из одного полевого транзистора и одного конденсатора.
Выглядит эта конструкция довольно сложно и может различаться в зависимости от применённых технологий, так что для наглядности лучше представить ячейку в виде схемы.
Так легче понять, что именно конденсатор хранит информацию, а транзистор выполняет роль электрического ключа, который либо удерживает заряд на конденсаторе, либо открывает для считывания. Когда конденсатор заряжен, можно получить логическую единицу, а когда разряжен, ноль. Таких конденсаторов в чипе, очень много но считать заряд с одной конкретной ячейки нельзя, считывается вся страница целиком.
Чтобы сделать это необходимо на нужную нам горизонтальную линию которая называется строка, подать сигнал, который откроет транзисторы, после чего усилители расположенные на концах вертикальных линий считают заряды которые находились на конденсаторах.
Каждое такое считывание опустошает заряды на странице, из-за чего приходится её заново переписывать, для этого на строку так же подаётся открывающий транзистор заряд, а на столбцы подаётся более высокое напряжение, тем самым заряжая конденсаторы и записывая информацию. Задержки между этими операциями называются таймингами, чем они меньше тем более быстрая будет вся система в целом
Но вернёмся к модулю памяти в макро масштабе и посмотрим что, помимо самих чипов памяти, на модуль распаиваются SMD-компоненты резисторы и конденсаторы обеспечивающие развязку сигнальных цепей и питание чипов, а также Микросхема SPD – это специальная микросхема, в которой хранятся данные о параметрах всего модуля (ёмкость, рабочее напряжение, тайминги, число банков и так далее). Это нужно чтобы во время запуска системы, BIOS на материнской плате выставил оптимальные настройки согласно информации, отображенной в микросхеме.
Так же существует несколько форм факторов модулей, модули для компьютеров называются DIMM, а для ноутбуков и компактных систем SO-DIMM, отличаются они размером и количеством контактов для подключения. Это двухрядные модули которые имеют два независимых ряда контактов по одному с каждой стороны.
Например в старых модулях Simm контакты с двух сторон были замкнуты и они могли передать только 32 бита информации за такт, в то время как dimm могут передавать 64 бита.
Ко всему этому модули делятся на одноранговые, двухранговые и четырёхранговые. Ранг — это блок данных шириной 64 бита, который может быть набран разным количеством чипов память.Одноранговая память имеет ширину 64 бита, тогда как Двухранговая память имеет ширину 128 бит. Но, так как один канал памяти имеет ширину всего 64 бита, как и одноранговый модуль, контроллер памяти может одновременно обращаться только к одному рангу. В то время как двухранговый модуль может заниматься ответом на переданную ему команду, а другой ранг уже может подготавливать информацию для следующей команды, что незначительно увеличивает производительность.
Так же хочется отдельно сказать о памяти с коррекцией ошибок, ECC-памяти, так как эти модули имеют дополнительный банк памяти на каждые 8 микросхем. Дополнительные банки и логика в модуле служат для проверки и устранения ошибок.
Использование буферов и коррекции ошибок незначительно ухудшает производительность, но сильно повышает надёжность данных. Поэтому ECC память широко используется в серверах и рабочих станциях
Ещё немного расскажу о типах памяти, так как в современных компьютерах используется синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных DDR SDRAM 4-го поколения и скоро будет распространено пятое.
Память типа ddr пришла на смену памяти типа SDR. SDR SDRAM работает синхронно с контроллером. В ней внутренняя и внешняя шина данных работает на одной и той же частоте. При подаче сигнала на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер. Передача каждого бита из буфера происходит с каждым тактом работы ядра памяти. В SDR памяти синхронизация обмена данными происходит по фронту тактового импульса.
При подаче сигнала на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер. Передача каждого бита из буфера происходит с каждым тактом работы ядра памяти. В SDR памяти синхронизация обмена данными происходит по фронту тактового импульса.
После SDR, вышла DDR память, в ней обмен данными по внешней шине идет не только по фронту тактового импульса, но и по спаду, из-за чего на той же частоте можно передать вдвое больше информации, а чтобы воспользоваться этим увеличением, внутреннею шину расширили вдвое. То есть работая на тех же частотах что SDR, DDR память передаёт в 2 раза больше данных.
Следующие поколения памяти DDR не сильно отличаются, увеличивается только частота работы буферов ввода вывода, а также расширяется шина, связывающая ядро памяти с буферами, сам принцип работы не меняется, но даже так, каждое новое поколение получает таким способом существенное увеличение пропускной способности, без увеличения частоты работы самих ячеек памяти.
Понятно что с каждый новым поколением улучшается работа логики, техпроцесс и многое другое. Но сам принцип работы остаётся одним и для общего понимая этого достаточно.
Операти́вная па́мять (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.
В современных вычислительных устройствах, по типу исполнения различают два основных вида ОЗУ:
1. ОЗУ, собранное на триггерах, называемое статической памятью с произвольным доступом, или просто статической памятью - SRAM (Static RAM). Достоинство этой памяти - скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Также данная память не лишена недостатоков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера обходится дороже, даже если они вытравляются миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше места, поскольку между транзисторами, которые образуют триггер, должны быть вытравлены линии связи. Эти соображения заставили изобретателей изобрести более экономичную память, как по стоимости, так и по компактности.
2. В более экономичной памяти для хранения разряда (бита) используют схему, состоящую из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов), а во-вторых, компактности (на том месте, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов). Однако есть и свои минусы. Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того, чтобы установить в единицу бит на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того, чтобы бит установить в 0, соответственно, разрядить. А зарядка или разрядка конденсатора - гораздо более длительная операция, чем переключение триггера (в 10 и более раз), даже если конденсатор имеет весьма небольшие размеры. Есть и второй существенный минус - конденсаторы склонны к "стеканию" заряда, проще говоря, со временем конденсаторы разряжаются. Причем разряжаются они тем быстрее, чем меньше их емкость. В связи с этим обстоятельством, дабы не потерять содержимое битов, эти конденсаторы необходимо регенерировать через определённый интервал времени, чтобы восстанавливать заряд. Регенерация, выполняется путем считывания заряда (считывание заряда с конденсатора выполняется через транзистор). Контроллер памяти периодически приостанавливает все операции с памятью для регенерации ее содержимого. Эта операция - регенерация значительно снижает производительность ОЗУ. Память на конденсаторах получила название - динамическая память - DRAM (Dynamic RAM) за то, что разряды в ней хранятся не статически, а "стекают" динамически во времени.
Таким образом, DRAM значительно дешевле SRAM, ее плотность значительно выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше битов, но при этом ее быстродействие очень низкое. SRAM, наоборот, является очень быстрой памятью, но зато и очень дорогой. В связи с чем обычную оперативную память строят на модулях DRAM, а SRAM используется при создании, например кэшей микропроцессоров всех уровней.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок, или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.
Назначение
- Буферная память (англ.buffer storage ) — память, предназначенная для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами или программами.
- Временная (промежуточная) память (англ.temporary (intermediate) storage ) — память для хранения промежуточных результатов обработки.
- Кеш-память (англ.cache memory ) — часть архитектуры устройства или программного обеспечения, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ, нежели кешируемая память.
- Корректирующая память (англ.patch memory ) — часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины relocation table и remap table.
- Управляющая память (англ.control storage ) — память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ.
- Разделяемая память или память коллективного доступа (англ.shared memory, shared access memory ) — память, доступная одновременно нескольким пользователям, процессам или процессорам.
Пример структуры адресного пространства памяти на примере IBM PC
Удалённость и доступность для процессора
-
Первичная память (сверхоперативная, СОЗУ) — доступна процессору без какого-либо обращения к внешним устройствам. Данная память отличается крайне малым временем доступа и тем, что неадресуема для программиста.
-
(процессорная или регистровая память) — регистры, расположенные непосредственно в АЛУ; — кэш, используемый процессором для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Разделяется на несколько уровней, различающихся скоростью и объёмом (например, L1, L2, L3).
Положение структур данных, расположенных в основной памяти, в этой классификации неоднозначно. Как правило, их вообще в неё не включают, выполняя классификацию с привязкой к традиционно используемым видам ЗУ. [2]
Дополнительная область памяти
Дополнительная память для 16-битных программ доступна через спецификацию дополнительной памяти (англ. eXtended Memory Specification, XMS ). Дополнительная память начинается с адресов выше первого мегабайта и её объём зависит от общего объёма оперативной памяти, установленной на компьютере.
Читайте также: