У компьютера, ноутбука, планшета или смартфона имеется два вида памяти. Внутренняя память обычно отвечает за хранение программ и мультимедийных файлов. Оперативная память является рабочей или временной. В современных устройствах обычно присутствует достаточный запас и того, и иного типа памяти. Однако случаются и такие ситуации, в которых требуется расширение. Если в случае с внутренней памятью можно просто докупить внешний накопитель, то в случае с оперативной памятью такой фокус не пройдет.
Оперативная память представляет собой временный архив, в котором сохраняются данные всех программ во время их функционирования на определенный срок. После того, как устройство выключается, это хранилище автоматически очищается. По этой причине персональный компьютер всегда рекомендует пользователю сохранять отредактированную информацию, поскольку после выключения не сохраненные изменения исчезнут. Обычно, когда говорят об оперативной памяти, представляется архив, в котором сохраняются все активные программы и процессы. Но этим термином порой также называют внешние накопители вроде запоминающих устройств на магнитной ленте или дисков. Все виды оперативной памяти представляют собой энергонезависимые элементы компьютерной системы. В них сохраняется машинный код программного обеспечения, а также промежуточные и входные/выходные материалы, над которыми ведет работу процессор.
Оперативная память: историческая основа
Прежде чем изучать виды и типы оперативной памяти, необходимо понять, с чего все начиналось. История оперативной памяти началась еще в 30-х годах 19 века. Именно в то время Чарльз Бэббидж вел работу над аналитической машиной. Блоки, в которых должны были храниться интервальные результаты калькуляции, тогда называли «складами». Вся информация об этих ячейках сохранялась механически, путем расположения между собой шестеренок и валов. Когда был разработан арифмометр первого поколения, набор его функций считался экспериментальным. Об оперативной памяти и вовсе нечего сказать. Было несколько ее альтернатив, основанных на физических принципах. Они были связаны с акустическими линиями задержки, электромагнитным реле, электронно-лучевыми трубками и так далее. Оперативная память могла иметь совершенно непредсказуемый внешний вид. Чаще всего это были валы или магнитные барабаны. С выходом второго поколения электронно-вычислительных машин нужно было подумать над эффективным оперативным запоминающим устройством. Именно тогда появились первые магнитные сердечники с памятью. Третье поколение ЭВМ сделало настоящий скачок вперед. Именно тогда стали применяться микросхемы, на которых были электронные узлы компьютера. Уже тогда начали появляться виды ОЗУ. Динамическая оперативная память сохранялась благодаря заряду конденсатора. В статической оперативной памяти использовались триггеры.
Оперативная память: современное положение вещей
Технологический процесс со временем привел к появлению оперативных запоминающих устройств нового типа. Оперативная память по-прежнему зависит от подачи энергии. При потере энергоснабжения все не сохраненные данные сразу же будут потеряны. Сегодня существуют основные виды оперативной памяти. Но основные типы остались прежними: статическая и динамическая.Статическая память работает благодаря использованию триггеров, а динамическая – благодаря использованию конденсаторов. Оба этих типа стали более эффективными. Внешне они выглядят как модуль с полупроводниками. Стоит отметить, что оперативная память динамического типа стоит на порядок дешевле. Дальше мы более подробно разберемся с каждым из этих типов памяти.
Оперативная память: динамика в работе
Существуют разные виды оперативной памяти. Среди основных типов можно отметить DRAM или динамический. Данный тип памяти чаще всего используется в персональных компьютерах. Это связано с тем, что он является более экономичным. Для хранения заряда была разработана особая схема, состоящая из двух элементов: транзистора и конденсатора. Подобная структура намного дешевле, и к тому же является достаточно экономичной. А все потому, что на одном кристалле может разместиться больше транзисторов и конденсаторов, чем в другом варианте модуля. Основным недостатком оперативной памяти такого типа является ее скорость работы. Она работает медленно, поскольку для изменения статуса конденсатора требуется дополнительное время: зарядка и разрядка. Этот процесс занимает больше времени, чем в памяти статического типа. Также динамическая память имеет еще один недостаток: все конденсаторы за какой-то период времени разряжаются. Это может быть связано с большей утечкой тока и электролитической емкостью. Собственно говоря, этот вид оперативной памяти и название свое получил из-за последнего недостатка: заряд со временем уменьшается, а значит, наблюдается динамика.Однако, чтобы не допустить потери всей информации, конденсатор может регенерироваться, продлевая себе таким образом жизнь. Чтобы запустить себе процесс восстановления, необходимо включить циклограмму считывания. Она затрагивает все линии запоминающей матрицы. Данное событие регулирует контроллер памяти или процессор.
Оперативная память: статика
Рассмотрим еще один тип оперативной памяти – статическая. Здесь используются транзисторы. SRAM не требуется восстановление, поэтому она и получила свое название. Главным преимуществом памяти такого типа является высокая скорость. Это связано с тем, что механизм крепления логических вентилей и триггеров прост, поэтому для переключения последних не требуется много времени. Однако при использовании данного типа памяти придется смириться с расточительством и дороговизной. Все дело в том, что транзисторы, присутствующие в триггерах, стоят намного дороже, чем в оперативной памяти первого типа. Даже групповые методы изготовления не влияют на их высокую стоимость. Еще транзисторы не занимают много места на одном кристалле. В современных персональных компьютерах практически никогда не используется статическая оперативная память.
Оперативная память: внешность обманчива
Чтобы по внешнем виду определить тип оперативной памяти персонального компьютера, необходимо очень хорошо в них разбираться. Простой пользователь это сделать не сможет. Только если речь не идет о модулях для ноутбука и персонального компьютера.Однако можно классифицировать несколько типов оперативной памяти. Некоторые из них используются и сегодня, а какие-то уже давно перестали появляться на рынке, но их все еще можно встретить в персональных компьютерах предыдущего поколения. Многие из предыдущих моделей оказались намного живучее некоторых современных вариантов.
FPM
Эта память относится к динамическому типу. Она обладает довольно простым принципом работы. Она быстрее получает данные с той страницы, которая использовалась в прошлом цикле. Полное название данной технологии Fast Page Mode. Сегодня встретить такую оперативную память довольно сложно, поскольку она использовалась в середине 90-х годов прошлого столетия. В то время компаньонами такой памяти были процессоры Pentiumи 486.
EDO
Еще одна разновидность оперативной памяти, о которой мало кому известно. Ранее она использовалась в 1995 году. Она была специально подготовлена для первого процессора Pentium. Эта память представляла собой улучшенную версию предыдущей. Она работала сразу над двумя действиями: выбирала следующий блок в то же время, когда отправляла предыдущий к процессору.
SDRAM
Это довольно шустрая разновидность оперативной памяти. Она настолько быстра, что может легко взаимодействовать с частотой работы процессора. Здесь используется более сложный принцип работы: микросхема разделена на две части. В процессе активной работы в первой части происходит обращение к биту, а в другом подготовка данного действия. Этот модуль стал пользоваться популярностью только в 1996 году. Его тогда стали активно использовать в сотрудничестве с Intel. Стоит отметить, что такое сотрудничество было весьма плодотворным, поскольку SDRAM пользовалась популярностью до 2001 года. Этот тип оперативной памяти с лихвой обогнал все предыдущие. Она была в два раза быстрее, чем EDO, и в три раза быстрее, чем FPM. Память данного типа работала с частотой 133 МГц.
DDR
Память DDR представляет собой улучшенную версию SDRAM. Данный тип памяти появился в 2001 году. Изменения в основном коснулись непосредственно самой работы, а не тактовой частоты. Теперь данные за один такт передавались два раза.
DDR2
Как можно догадаться, эта версия DDR была продолжением предыдущей. Этот тип памяти появился в 2003 году, однако чипсеты для нее были изготовлены только на следующий год. DDR2 также мог передавать данные за один такт два раза. Основное отличие этих двух модулей заключалось в измененной тактовой частоте, которая была получена в результате структурных улучшений. Эта версия прожила недолго, поскольку у нее были определенные недочеты. Она заметно притормаживала в процессе работы с памятью из-за увеличенной частоты.
DDR3
Еще одной известной разновидностью оперативной памяти является DDR3. Все эти типы «оперативок» относятся к серии SDRAM. DDR3 пришла на смену предыдущему поколению. Она использовалась для вычислительных устройств, а также для видеопамяти. Данный вариант модуля стал более экономичным: он позволяет сохранить до 40% энергии. Чтобы снизить питание, был использован 90-нм технический процессор.В данном случае была изготовлена микросхема и транзисторы с двойным затвором, отвечающие за утечку токов. Неприятно то, что в этот раз модуль получился видоизмененным. Теперь его ключ находится в другом месте, поэтому установить память такого типа на место планки DDR2 невозможно. Однако такое решение было использовано не просто так. У этих модулей не совпадают параметры электричества. Поэтому изготовители поменяли местоположение ключа, чтобы исключить возможность ошибочных установок.
DDR4
DDR4 можно назвать новой эволюционной оперативной памятью. Виды памяти SDRAM постепенно пришли к своему логическому завершению. Новый модуль оперативной памяти появился в продаже в 2014 году. Он получил не только улучшенные частотные характеристики, но и уменьшенное напряжение питания. Основное отличие от памяти предыдущего поколения заключается в удвоенном количестве банков. Их здесь 16 штук. Также была разработана новая технология, повышающая надежность всех процессов. В этой оперативной памяти используется свой процессор – Intel Haswell-E/Haswell-EP.
RAMBUS
RAMBUS – это отдельный тип оперативной памяти. Она обладает достаточно высокими техническими характеристиками. Разработан данный тип памяти был в 1996 году. Изготовлением этого типа памяти занимается компания Intel. Оперативная память получилась на порядок лучше, чем ее «коллеги». Лицензию на нее получили многие популярные концерны.Позже специально для данного типа памяти было специально разработано несколько материнских плат. Одна из них демонстрировала довольно высокие результаты. Но ситуация сложилась таким образом, что прямо перед ее выходом компания Intel обнаружила ошибку, из-за которой потеряла сотню миллионов долларов. Этот модуль сейчас используют достаточно редко. Однако все-таки они используются в Play Station 2 и Play Station 3.
Оперативная память для ноутбуков
Отличия между планками оперативной памяти для ноутбуков и персональных компьютерах состоят только в названиях и размерах. Поэтому нет смысла повторять все сказанное выше. Чтобы выбрать подходящий модуль оперативной памяти для ноутбука, необходимо изучить все существующие типы ОЗУ, определить ее совместимость с материнской платой и выбрать ценовую категорию. Первая оперативная память для ноутбука была выпущена в 2002 году. Речь идет о модели SODIMM SDRAM. Сегодня она уже не встречается. Данная планка памяти работала с частотой 100 МГц и 133 МГц.SODIMMDDR вышла немного позже –в 2005 году. Она была на порядок мощнее. Значения частот для этого типа памяти составляют 266, 333 и 400 МГц. Расположение ключа по сравнению с предыдущей моделью было изменено. SODIMMDDR2 по отношению с предыдущей моделью стала более мощной. Максимальное значение частоты в данном случае составило 800 МГц. Ключ снова сместился, на 1 мм по сравнению с DDR. Это привело к полной неразберихе. В 2009 году на рынке появился SODIMMDDR3. Расположение ключа в данном случае снова кардинально изменилось по сравнению с предыдущей моделью. Максимальные значения частот для данного модуля памяти достигли 1600 МГц. Со временем модели ноутбуков модифицировались и менялись. Соответственно трансформировалась и оперативная память. Micro DIMMDDR2 стал следующим модулем оперативной памяти. Он имел объем 1 Гб, что для пользователя было достаточно много. Сегодня ситуация с модулями оперативной памяти получилась совершенно двоякой. Все дело в том, что во многих моделях используется интегрированная система, поэтому в этом случае нельзя заменить оперативную память. Сегодня спрос на модули оперативной памяти для ноутбуков очень мал.