Процессор энергозависимый или нет

Обновлено: 25.06.2022

главный разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью является то, что энергозависимая память требует непрерывного источника питания для хранения данных, в то время как энергонезависимая память не требует постоянного источника питания для хранения данных.

Память является важным компонентом в компьютере. Существует два типа памяти: энергозависимая и энергонезависимая. Энергозависимая память требует постоянного потока энергии для хранения данных. Таким образом, контент удаляется при отключении питания. Поэтому энергозависимая память временно хранит данные. Более того, это относится к основному хранилищу, такому как ОЗУ. С другой стороны, энергонезависимая память относится к вторичным запоминающим устройствам. Этот тип памяти не требует постоянного потока энергии для хранения данных. Другими словами, прерывание питания не приведет к удалению содержимого в энергонезависимой памяти.

P-состояния

P-состояния подразумевают, что ядро в состоянии С0, потому что ему требуется питание, чтобы выполнять инструкции. P-состояния позволяют изменять напряжение и частоту ядра (другими словами рабочий режим), чтобы снизить энергопотребление. Существует набор P-состояний, каждое из которых соответствует разных рабочим режимам (пары напряжение-частота). Наиболее высокий рабочий режим (P0) предоставляет максимальную производительность.

Процессор Intel® Xeon® E3–1200 v5 позволяет контролировать P-состояния из операционной системы (Intel® SpeedStep Technology) или оставить это оборудованию (Intel® Speed Shift Technology). Вся информация ниже специфична для семейства Intel® Xeon® E3-1200 v5, но я полагаю, это в той или иной степени актуально и для других современных процессоров.

Как снизить энергопотребление процессора во время его работы?

На процессорах для массового использования (мы не берем в расчет вещи, которые возможны при их проектировании) для снижения потребляемой энергии можно реализовать один из сценариев:

  • Сократить энергопотребление подсистемы (ядра или другого ресурса, такого как тактовый генератор или кэш) путем отключения питания (уменьшив напряжение до нуля).
  • Снизить энергопотребление путем снижения напряжения и/или таковой частоты подсистемы и/или целого процессора.

Второй вариант требует чуть больше объяснений. Энергопотребление интегральной схемы, которой является процессор, линейно пропорционально тактовой частоте и квадратично напряжению.


Примечание для тех, кто разбирается в цифровой электронике: Pcpu = Pdynamic + Pshort circuit + Pleak. При работающем процессоре Pdynamic является наиболее важной составляющей, именно эта часть зависит линейно от частоты и квадратично от напряжения. Pshort circuit пропорционально частоте, а Pleak — напряжению.

Более того, напряжение и тактовая частота связаны линейной зависимостью.

Высокая производительность требует повышенной тактовой частоты и увеличения напряжения, что еще больше влияет на энергопотребление.

Основные условия

Энергозависимая, энергонезависимая память, операционная система, ROM, RAM


Особенности CPU

Согласно официальной странице продукта, мой процессор поддерживает следующие технологии:

  • состояния простоя (Idle States);
  • усовершенствованная технология Intel® SpeedStep (Enhanced Intel® SpeedStep Technology).

Теперь выясним, что значит каждое из этих определений.

Состояния питания (C-states) vs состояния производительности (P-states)

Состояния питания (C-states) vs состояния производительности (P-states)
Вот два способа снизить энергопотребление процессора:

  • отключить некоторые подсистемы;
  • снизить напряжение/частоту.

P-состояния описывают второй случай. Подсистемы процессора работают, но не требуют максимальной производительности, поэтому напряжение и/или тактовая частота для этой подсистемы может быть снижена. Таким образом, P-состояния, P[X], обозначают, что некоторая подсистема (например, ядро), работает на заданной паре (частота, напряжение).

Так как большинство современных процессоров состоит из нескольких ядер, то С-состояния разделены на С-состояния ядра (Core C-states, CC-states) и на С-состояния процессора (Package C-states, PC-states). Причина появления PC-состояний очень проста. Существуют компоненты с общим доступом (например, общий кэш), которые могут быть отключены только после отключения всех ядер, имеющих доступ к этому компоненту. Однако мы в роли пользователя или программиста не можем взаимодействовать с состояниями пакета напрямую, но можем управлять состояниями отдельных ядер. Таким образом, управляя CC-состояниями, мы косвенно управляем и PC-состояниями.

Состояния нумеруются от нуля по возрастанию, то есть C0, C1… и P0, P1… Большее число обозначает большее энергосбережение. C0 означает, что все компоненты включены. P0 означает максимальную производительность, то есть максимальные тактовую частоту, напряжение и энергопотребление.

Маркировка процессоров Intel

За всю историю компания Intel выпустила огромное количество разных моделей процессоров, и, разумеется, многие из них сегодня уже устарели. На данный момент актуальными остаются только четыре линейки. Каждая из них имеет свою направленность.

  • Intel Celeron — самые бюджетные процессоры, предоставляющие базовый уровень производительности для нетребовательных задач.
  • Intel Pentium Silver — мобильные процессоры, основанные на «малых», наиболее энергоэффективных, ядрах.
  • Intel Pentium Gold — процессоры с невысокой производительностью, подходят, в основном, для офисных решений.
  • Intel Core — самая разноплановая линейка, которая включает в себя, как офисные, так и премиальные геймерские решения.
  • Intel Xeon — модели, ориентированные на серверное применение.


Поскольку Intel Core охватывает большую часть рынка, разберем на её примере как линейка делится на классы.

  • Core i3 — начальный уровень, подходящий для несложных задач;.
  • Core i5 — включает в себя универсальные модели из среднего сегмента;
  • Core i7 — мощные процессоры, в том числе для гейминга;
  • Core i9 — премиальная продукция, которая, помимо гейминга, ориентирована на ресурсоемкие рабочие приложения;
  • Core X — исключительно узкоспециализированные профессиональные задачи.

Хотите хороший игровой компьютер до 40 000 рублей? Названы лучшие сочетания процессоров и видеокарт

После классификации процессор в названии имеет числовое обозначение. Первая цифра всегда означает поколение. На данный момент самым актуальным является 10-е. У каждого поколения имеется кодовое название. Например:

Как вы заметили, после поколения следуют ещё три цифры. Как правило, они отображают уровень производительности модели относительно других процессоров в одном поколении. Например:

  • Intel Core i5-7400 — самый слабый среди всех i5 седьмого поколения.
  • Intel Core i5-7500 — средний по производительности.
  • Intel Core i5-7600K — самый мощный.


В наименовании модели после цифр может быть расположена буква, которая указывает на отличительную характеристику процессора. Они могут комбинироваться различными способами.

  • K — процессоры, у которых разблокирован множитель. Если его увеличить, это приведет к увеличению производительности. По умолчанию большинство ЦПУ от компании Intel разгонять нельзя.
  • F — модели, у которых отсутствует встроенное видеоядро. Это значит, что даже при наличии видеовыходов на материнской плате, вы не получите изображение.
  • X — высокопроизводительные решения. Как правило, данная маркировка встречается только в премиальных продуктах.
  • E — встраиваемые процессоры.
  • T — десктопные процессоры со сниженным энергопотреблением.
  • M — мобильные процессоры.
  • Q — четырехъядерные ЦПУ.
  • H — высокопроизводительные мобильные процессоры.
  • U — решения, у которых ещё больше снижено энергопотребление.
  • Y — мобильные процессоры со сниженным энергопотреблением.
  • L — гибридные процессоры, нацеленные на максимальную энергоэффективность.

Новые мобильные процессоры Intel Core 11-го поколения, а также некоторые 10-го поколения, имеют непривычную маркировку. К примеру, Intel Core i7-1165G7, где цифра после G обозначает класс мобильной графики: G7 — ее максимальная производительность, G4 — средний уровень производительности, а G1 — базовый.

Стоит упомянуть, что многие модели встречаются в двух вариантах исполнения: BOX и OEM. Первый имеет увеличенную гарантию, а также подразумевает наличие кулера в комплекте. Второй продается дешевле, но в комплект поставки ничего не входит. Кстати, процессоры с разблокированным множителем поставляются без кулера и его нужно будет покупать отдельно.

P-состояния, управляемые операционной системой

В этом случае операционная система знает о P-состояниях и конкретном состоянии, запрошенным ОС. Проще говоря, операционная система выбирает рабочую частоту, а напряжение подбирается процессором в зависимости от частоты и других факторов. После того, как P-состояние запрошено записью в моделезависимый регистр (подразумевается запись 16 бит в регистр IA32_PERF_CTL), напряжение изменяется до автоматически вычисленного значения и тактовый генератор переключается на заданную частоту. Все ядра имеют одно общее P-состояние, поэтому невозможно установить P-состояние эксклюзивно для одного ядра. Текущее P-состояние (рабочий режим) можно узнать, прочитав информацию из другого моделезависимого регистра — IA32_PERF_STATUS.

Смена P-состояния мгновенна, поэтому в секунду можно выполнять множество переходов. Это отличает от переходов C, которые выполняются дольше и требуют энергетических затрат.

скорость

Энергозависимая память быстрее энергонезависимой памяти.

Каков предел энергопотребления процессора?

Это во многом зависит от процессора, но для процессора E3-1245 v5 @ 3.50 ГГц расчетная тепловая мощность (Thermal Design Power, TDP) составляет 80 ватт. Это среднее значение, которое процессор может выдерживать бесконечно долго (Power Limit, PL1 на изображении ниже). Системы охлаждения должны быть рассчитаны на это значение, чтобы быть надежными. Фактическое энергопотребление процессора может быть выше в течение короткого промежутка времени (состояния PL2, PL3, PL4 на изображении ниже). TDP измеряется при нагрузке высокой вычислительной сложности (худший случай), когда все ядра работают на базовой частоте (3.5 ГГц).


Как видно на изображении выше, процессор в состоянии PL2 потребляет больше энергии, чем заявлено в TDP. Процессор может находиться в этом состоянии до 100 секунд, а это достаточно долго.

Определение

Энергозависимая память - это компьютерная память, которая требует постоянного питания для сохранения хранимой информации. Энергонезависимая память - это тип компьютерной памяти, которая может хранить информацию даже при отсутствии постоянной мощности.

Примеры

RAM является примером энергозависимой памяти. ПЗУ, жесткий диск, флоппи-память, твердотельный накопитель - вот некоторые примеры энергонезависимой памяти.

Что такое энергонезависимая память

Энергонезависимая память хранит данные даже при отсутствии непрерывного потока энергии. Он сохранит данные даже при сбое питания. Другими словами, данные в энергонезависимой памяти являются постоянными. ПЗУ, жесткие диски являются примерами энергонезависимой памяти.


Рисунок 2: Жесткий диск

ПЗУ расшифровывается как постоянная память. Он содержит инструкции, необходимые для запуска компьютера. Это возможно только для чтения из ПЗУ, и невозможно выполнять операции записи в ПЗУ. Жесткий диск является еще одним компонентом, который имеет энергонезависимую память. Он состоит из одного или нескольких жестких вращающихся устройств, называемых пластинами, покрытыми магнитным материалом. Эти пластины расположены на подвижном рычаге привода. Рука читает и записывает данные на поверхности диска. Можно читать и писать как последовательно, так и несмежно.

Заметки про Intel® Turbo Boost

Поскольку TDP (расчетная тепловая мощность) — это максимальная мощность, которую процессор может выдержать, то процессор может повышать свою частоту выше базовой, при условии что энергопотребление не превысит TDP. Технология Turbo Boost может временно повышать энергопотребление до границы PL2 (Power Limit 2) на короткий промежуток времени. Поведение Turbo Boost может быть изменено через подсказки оборудованию.

Что вынуждает ядро входить в определенное С-состояние?

Как отмечалось ранее, переходы между глубокими С-состояниями имеют высокие задержки и высокие энергетические затраты. Таким образом, такие переходы должны выполняться с осторожностью, особенно на устройствах, работающих от аккумуляторов.

Как это все работает, например, на Linux?

На этот вопрос я отвечу в другой статье.

Состояния питания ACPI

Прежде чем говорить про P-состояния, стоит упомянуть про состояния питания ACPI. Это то, что мы, пользователи, знаем, когда используем компьютер. Так называемые глобальные системные состояния (G[Х]) перечислены в таблице ниже.


Источник: ACPI Specification v6.2
Также существует специальное глобальное состояние G1/S4, Non-Volatile Sleep, когда состояние системы сохраняется на энергонезависимое хранилище (например, диск) и затем производится выключение. Это позволяет достичь минимального энергопотребления, как в состоянии Soft Off, но возвращение в состояние G0 возможно без перезагрузки. Оно более известно как гибернация.

Существует несколько состояний сна (Sx). Всего таких состояний шесть, включая S0 — отсутствие сна. Состояния S1-S4 используются в G1, а S5, Soft Off, используется в G2. Краткий обзор:

  • G0/S0: Компьютер работает, не спит.
  • G1: Sleeping.
    • G1/S1: Power on Suspend. Состояние системы сохраняется, питание процессора и кэшей поддерживается.
    • G1/S2: Процессор отключен, кэши сброшены.
    • G1/S3: Standby или Suspend to RAM (STR). Оперативная память остается практически единственным компонентом с питанием.
    • G1/S4: Hibernation или Suspend to Disk. Все сохраняется в энергонезависимую память, все системы обесточиваются.


    Вот поддерживаемые состояния ACPI.


    Данные

    Энергозависимая память временно хранит данные, а энергонезависимая - постоянно.

    Как программно запросить переход в энергосберегающее С-состояние?

    Современный (но не единственный) способ запросить переход в энергосберегающее состояние — это использовать инструкцию MWAIT или инструкцию HLT. Это инструкции привилегированного уровня, и они не могут быть выполнены пользовательскими программами.

    Инструкция MWAIT (Monitor Wait) заставляет процессор перейти в оптимизированное состояние (C-состояние) до тех пор, пока по указанному (с помощью другой инструкции, MONITOR) адресу не будет произведена запись. Для управления питанием MWAIT работает с регистром EAX. Биты 4-7 используются для указания целевого С-состояния, а биты 0-3 указывают суб-состояние.

    Примечание: Я думаю, что на данный момент только AMD обладает инструкциями MONITORX/MWAITX, которые, помимо мониторинга записи по адресу, работают с таймером. Это еще называется Timed MWAIT.

    Инструкция HLT (halt) останавливает выполнение, и ядро переходит в состояние HALT до тех пор, пока не произойдет прерывание. Это означает, что ядро переходит в состояние C1 или C1E.

    P-состояния, управляемые оборудованием

    В этом случае ОС знает об аппаратной поддержке P-состояний и отправляет запросы с указанием нагрузки. В запросах не указывается конкретное P-состояние или частота. На основе информации от ОС, а также других факторов и ограничений оборудование выбирает подходящее P-состояние.

    Я хочу рассказать об этом подробнее в следующей статье, но сейчас я поделюсь с вами своими мыслями. Мой домашний компьютер работает в этом режиме, я узнал это, проверив IA32_PM_ENABLE. Максимальный (но не гарантированный) уровень производительности — 39, минимальный — 1. Можно предположить, что существует 39 P-состояний. На данный момент уровень 39 установлен ОС как минимальный и как максимальный, потому что я отключил динамическое изменение частоты процессора в ядре.

    Применима ли эта информация о C-состояниях и P-состояниях к мобильным и встраиваемым процессорам?

    Для примера, недавний MacBook Air с процессором i5-5350U в основном поддерживает возможности, описанные выше (но я не уверен про P-состояния, контролируемые оборудованием). Я также смотрел документацию ARM Cortex-A, и, хотя там применяются другие термины, механизмы управления питанием выглядят похоже.

    С-состояния

    Вот базовые С-состояния (определенные в стандарте ACPI).

    • C0: Active, процессор/ядро выполняет инструкции. Здесь применяются P-состояния, процессор/ядро могут работать в режиме максимальной производительности (P0) или в режиме энергосбережения (в состоянии, отличном от P0).
    • C1: Halt, процессор не выполняет инструкций, но может мгновенно вернуться в состояние С0. Поскольку процессор не работает, то P-состояния не актуальны для состояний, отличных от С0.
    • C2: Stop-Clock, схож с C1, но требует больше времени для возврата в C0.
    • С3: Sleep. Возврат в C0 требует ощутимо большего времени.

    Примечание: Из-за технологии Intel® Hyper-Threading существуют также С-состояния потоков. Хотя отдельный поток может работать с С-состояниями, изменения в энергопотреблении происходят, только когда ядро входит в нужное состояние. В данной статье тема C-состояний на потоках рассматриваться не будет.

    Вот описание состояний из даташита:


    Примечание: LLC обозначает Last Level Cache, кэш последнего уровня и обозначает общий L3 кэш процессора.

    Визуальное представление состояний:


    Источник: Software Impact to Platform Energy-Efficiency White Paper

    Последовательность C-состояний простыми словами:

    • Нормальная работа при C0.
    • Сначала останавливается тактовый генератор простаивающего ядра (С1).
    • Затем локальные кэши ядра (L1/L2) сбрасываются и снимается напряжение с ядра (С3).
    • Как только все ядра отключены, общий кэш (L3/LLC) ядер сбрасывается и процессор (почти) полностью может быть обесточен. Я говорю «почти», потому что, по моим предположениям, какая-то часть должна быть активна, чтобы вернуть процессор в состояние С0.


    Однако если ядро работает (C0), то единственное состояние, в котором может находиться процессор, — C0. С другой стороны, если ядро полностью выключено (C8), процессор может находиться в C0, если другое ядро работает.

    Примечание: Intel Software Developer’s Manual упоминает про суб-C-состояния (sub C-state). Каждое С-состояние состоит из нескольких суб-С-состояний. После изучения исходного кода модуля ядра intel_idle я понял, что состояния C1 и C1E являются состоянием С1 с подтипом 0 и 1 соответственно.

    Число подтипов для каждого из восьми С-состояний (0..7) определяется с помощью инструкции CPUID. Для моего процессора утилита cpuid выводит следующую информацию:

    Я создал гистограмму, представленную ниже, из исходного кода драйвера intel_idle для моего процессора (модель 0x5e). Подписи горизонтальной оси:

    Имя C-состояния: специфичное для процессора состояние: специфичное суб-состояние.

    Вертикальная ось обозначает задержку выхода и целевые резидентные значения из исходного кода. Задержка выхода используется для оценки влияния данного состояния в реальном времени (то есть сколько времени потребуется для возвращения в С0 из этого состояния). Целевое резидентное значение обозначает минимальное время, которое ядро должно находиться в данном состоянии, чтобы оправдать энергетические затраты на переход в это состояние и обратно. Обратите внимание на логарифмический масштаб вертикальной оси. Задержки и минимальное время нахождения в состоянии увеличивается экспоненциально с увеличением номера состояния.


    Константы задержок выхода и целевых резидентных значении C-состояний в исходном коде intel_idle
    Примечание: Хотя состояния С9 и С10 включены в таблицу, они имеют 0 суб-состояний и поэтому не используются в моем процессоре. Остальные процессоры из семейства могут поддерживать эти состояния.

    Маркировка процессоров AMD

    Говоря про обозначения ЦПУ, следует понимать, что для каждой линейки применяются уникальные правила маркировки, которые не являются универсальными. Поэтому всё, что написано ниже применимо только для ныне актуальных процессоров.

    К энергозависимой внутренней памяти относятся оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) , видеопамять и кэш-память. В оперативном запоминающем устройстве в двоичном виде запоминается обрабатываемая информация, программа ее обработки, промежуточные данные и результаты работы. ОЗУ обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причём в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти. Это отражено в англоязычном названии ОЗУ – RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом) . Доступ к этой информации в ОЗУ осуществляется очень быстро. Эта память составлена из сложных электронных микросхем и расположена внутри корпуса компьютера. Часть оперативной памяти отводится для хранения изображений, получаемых на экране монитора, и называется видеопамять. Чем больше видеопамять, тем более сложные и качественные картинки может выводить компьютер. Высокоскоростная кэш-память служит для увеличения скорости выполнения операций компьютером и используется при обмене данными между микропроцессором и RAM. Кэш-память является промежуточным запоминающим устройством (буфером) . Существует два вида кэш-памяти: внутренняя, размещаемая внутри процессора и внешняя, размещаемая на материнской плате.

    Эне́ргозави́симая па́мять (англ. Volatile memory) — компьютерная память, которая требует постоянного использования электропитания для возможности удерживать записанную на неё информацию. Эта особенность является ключевым отличием энергозависимой памяти от энергонезависимой — последняя сохраняет записанную на неё информацию даже после прекращения подачи электропитания на неё. Энергозависимая память также изредка называется вре́менной памятью (англ. temporary memory).

    Подавляющее большинство современных видов оперативной памяти с произвольным доступом являются энергозависимыми. Сюда относятся динамическая (DRAM) и статическая (SRAM) память с произвольным доступом. Ассоциативная память и DPRAM как правило реализуются через энергозависимую память. К ранним технологиям энергозависимой памяти относятся память на линиях задержки и запоминающая электронно-лучевая трубка.

    основа

    Энергозависимая память требует постоянного потока энергии для сохранения данных, в то время как энергонезависимая память не требует постоянного потока энергии для хранения данных.

    Тип хранения

    Энергозависимая память относится к первичному типу хранения, а энергонезависимая память относится к вторичному типу хранения.

    Комбинации состояний ACPI G/S и С-состояний процессора

    Приятно видеть все комбинации в таблице:


    В состоянии G0/S0/C8 системы процессора запущены, но все ядра отключены.

    В G1 (S3 или S4) некорректно говорить про С-состояния (это касается как CC-состояний, так и PC-состояний), так как процессор полностью обесточен.

    Для G3 не существует S-состояний. Система не спит, она физически отключена и не может проснуться. Ей необходимо сначала получить питание.

    Видео: Разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью | Сравните разницу между похожими терминами

    Как прерывания влияют на процессор\ядро в состоянии сна?

    Когда происходит прерывание, соответствующее ядро пробуждается и переходит в состояние С0. Однако, например Intel® Xeon® E3-1200 v5, поддерживает технологию Power Aware Interrupt Routing (PAIR), у которой есть два достоинства:

    • для энергосбережения прерывание может быть переадресовано работающему ядру, чтобы не будить спящее ядро;
    • для производительности прерывание может быть переадресовано от работающего на полную мощность ядра к простаивающему (С1) ядру.

    Ключевые области покрыты

    1. Что такое энергозависимая память
    - определение, функциональность
    2. Что такое энергонезависимая память
    - определение, функциональность
    3. В чем разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью
    - Сравнение основных различий

    Как я могу узнать состояние процессора?

    Существует не так много приложений, которые могут выводить эту информацию. Но вы можете использовать, например, CoreFreq.

    Влияние

    Энергозависимая память влияет на производительность системы. Энергонезависимая память влияет на системное хранилище.

    Ключевые области покрыты

    1. Что такое энергозависимая память
    - определение, функциональность
    2. Что такое энергонезависимая память
    - определение, функциональность
    3. В чем разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью
    - Сравнение основных различий

    Содержание:

    Энергозависимая и энергонезависимая память

    Энергозависимая и энергонезависимая - это классификации в памяти компьютера. Энергозависимая память - это тип компьютерной памяти, которая требует питания для хранения сохраненной информации, в то время как энергонезависимая память не требует обновления для сохранения значений памяти.

    Что такое энергозависимая память?

    Энергозависимая память - это тип памяти в вычислительной технике, который требует мощности для хранения хранимой информации.Содержимое запоминающего устройства необходимо регулярно обновлять, чтобы избежать потери данных. Модули RAM (оперативной памяти) в компьютерах и кэш-память в процессорах являются примерами компонентов энергозависимой памяти. (Прочтите разницу между ОЗУ и кэш-памятью)

    Устройства RAM построены с использованием большой сборки конденсаторов, которые используются для временного хранения нагрузок. Каждый конденсатор представляет собой один бит памяти. Когда конденсатор заряжен, логическое состояние равно 1 (высокий), а при разряде - 0 (низкий). И каждый конденсатор необходимо заряжать через равные промежутки времени для непрерывного сохранения данных, эта повторяющаяся подзарядка известна как цикл обновления.

    Существует три основных класса ОЗУ: статическое ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM) и ОЗУ с фазовым переходом (PRAM). В SRAM данные хранятся с использованием состояния одного триггера для каждого бита, а в DRAM для каждого бита используется один конденсатор. (Подробнее о различиях между SRAM и DRAM)

    Что такое энергонезависимая память?

    Энергонезависимая память - это тип памяти компьютера, который не требует обновления для сохранения значений памяти. Все типы ПЗУ, флэш-памяти, оптических и магнитных запоминающих устройств являются энергонезависимыми запоминающими устройствами.

    Самые ранние устройства ROM (постоянное запоминающее устройство) имели возможность только читать, но не записывать или редактировать содержимое. В некоторых случаях данные могут быть изменены, но с трудом. Самым старым типом твердотельного ПЗУ является ПЗУ с маской, где содержимое памяти программируется самим производителем и не может быть изменено.

    PROM или Programmable ROM был разработан на основе Mask ROM, где память может быть запрограммирована пользователем, но только один раз. EPROM (Erasable Programmable ROM) - это стираемое запоминающее устройство, которое можно стереть с помощью УФ-излучения и запрограммировать с помощью более высоких напряжений. Повторяющееся воздействие ультрафиолетового света в конечном итоге ухудшает запоминающую способность ИС.

    EEPROM или электронно стираемое программируемое ПЗУ - это расширение от EPROM, где память может быть запрограммирована пользователем несколько раз. Содержимое компонента памяти можно читать, записывать и изменять с помощью специально разработанного интерфейса. Блоки микроконтроллера являются примерами устройств EEPROM. Флэш-память разработана на основе архитектуры EEPROM.

    Жесткие диски (HDD) также являются энергонезависимыми вторичными устройствами хранения данных, используемыми для хранения и поиска цифровой информации в компьютерах. Жесткие диски выделяются своей емкостью и производительностью. Емкость жестких дисков варьируется от диска к диску, но со временем постоянно увеличивается.

    Оптические запоминающие устройства, такие как CD, DVD и BluRay диски, также являются энергонезависимыми запоминающими устройствами. Перфокарты и магнитные ленты, используемые в ранних компьютерах, также могут быть включены в эту категорию.

    В чем разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью?

    • Энергозависимая память требует обновления для сохранения сохраненного содержимого, а энергонезависимая память - нет.

    • Энергозависимая память требует питания для сохранения памяти, в то время как энергонезависимая память не требует питания. При потере питания энергозависимой памяти содержимое стирается автоматически.

    • RAM является основным типом энергозависимой памяти и используется как временное хранилище информации до и после обработки. Устройства ROM используются для хранения данных или информации в течение более длительного времени. (Подробнее о разнице между ПЗУ и ОЗУ)

    • Вторичные запоминающие устройства, используемые в компьютерах, представляют собой энергонезависимые запоминающие устройства.

    • Устройства энергозависимой памяти в основном представляют собой твердотельные устройства, а энергонезависимая память может быть твердотельной, магнитной или оптической.


    Как центральный процессор может сокращать собственное энергопотребление? Основы этого процесса — в статье.

    Центральный процессор (CPU) спроектирован на бесконечно долгую работу при определенной нагрузке. Практически никто не проводит вычисления круглые сутки, поэтому большую часть времени он не работает на расчетном максимуме. Тогда какой смысл держать его включенным на полную мощность? Здесь стоит задуматься об управлении питанием процессора. Эта тема включает в себя оперативную память, графические ускорители и так далее, но я собираюсь рассказать только про CPU.

    Если вы знаете про C-состояния (C-states), P-состояния (P-states) и то, как процессор переходит между ними, то, возможно, в этой статье вы не увидите ничего нового. Если это не так, продолжайте читать.

    Я планировал добавить реальные примеры из ОС Linux, но статья становилась все больше, так что я решил приберечь это для следующей статьи.

    Основные источники информации, использованные в этом тексте:

    Разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью

    Заключение

    Различие между энергозависимой и энергонезависимой памятью состоит в том, что энергозависимая память требует непрерывного источника питания для сохранения данных, тогда как энергонезависимая память не требует непрерывного источника питания для хранения данных. Обычно энергозависимая память быстрее энергонезависимой памяти.

    Большинство индексов или цифр имеют вполне конкретное значение. Обратите на них внимание, когда будете выбирать процессор!


    Разбираемся в обозначениях процессоров: что они могут сообщить о характеристиках

    Если вы хотите подобрать оптимальный процессор в свою сборку, то не спешите копаться в технических характеристиках. Много полезной информации скрывается в наименовании ЦПУ. Если знать, что означают все эти буквы и цифры, то можно сэкономить много время. Разобраться в этой теме не сложно, достаточно понимать ключевые моменты. О них и поговорим.

    Возможно ли отключить С-состояния (всегда использовать С0)?

    Это возможно, но не рекомендуется. В даташите (секция 4.2.2, страница 64) есть примечание: «Долгосрочная надежность не гарантируется, если все энергосберегающие состояния простоя не включены». Поэтому вам не стоит отключать С-состояния.

    Что такое энергозависимая память

    Энергозависимая память требует постоянного потока энергии для хранения данных. Поэтому он будет хранить данные до тех пор, пока есть питание. При сбое питания сохраненные данные в энергозависимой памяти стираются. Основная память или баран использует энергозависимую память. Существует два типа оперативной памяти: статическая RAM (SRAM) и динамическая RAM (DRAM). SRAM - это полупроводниковая память. Он использует шлепки для хранения данных. Это быстрая память. SRAM часто используется для кэша для доступа к данным в течение минимального промежутка времени. Он также используется для маршрутизаторов, периферийных устройств и файлов регистрации.


    Рисунок 1: RAM

    DRAM - это полупроводниковая память. Он хранит данные в отдельном конденсаторе с интегральной схемой. Зарядка и разрядка конденсатора представляет собой логический единица или логический ноль. Происходит утечка тока из-за конденсатора. Это может привести к потере данных. Следовательно, DRAM требует непрерывных циклов обновления для хранения данных. DRAM не быстрее, чем DRAM, но быстрее, чем вторичные устройства хранения.

    Читайте также: