Оперативная память

Оперативная память – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), в которой в процессе работы компьютерной техники хранятся выполняемые входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые центральным процессором.
В процессе запуска операционной системы оперативка содержит данные программ и ОС. Объем оперативной памяти на прямую оказывает влияние на решение одновременно запущенных задач. То есть, чем больше объем ОЗУ, тем больше задач в состоянии обработать компьютер. Также очень часто используется видеокартой как видеопамять, в этом случае в системе Windows доступна не вся оперативная память.
Аббревиатура ОЗУ расшифровывается как оперативное запоминающее устройство. Внешне оперативная память компьютера выглядит как набор микросхем для хранения данных. ОЗУ энергозависима, то есть при отключении питания всё, что хранилось в памяти, будет стёрто. Служит оперативная память для временного хранения информация. В отличие от жёсткого диска, обладает скоростью работы в разы выше.
Что значит термин «оперативная память»? Он означает, что ОЗУ обеспечивает именно оперативную доставку данных от приложения к памяти и наоборот. Она используется во многих электронных устройствах. Это и компьютеры, и планшеты со смартфонами, и роутеры, и много-много другой техники, которой, так или иначе, требуется сохранить набор временных данных.
В компьютерах, собственно как и везде, оперативная память предназначена для хранения данных. Выглядит она обычно как небольшая микросхема с контактами для установки в шину материнской платы. На микросхеме размещены массивы из конденсаторов и транзисторов.
По сути, именно они и хранят заряд, формируя, таким образом, двоичный код из набора битов, в зависимости от того, существует ли заряд. Из-за, того что в оперативной памяти ПК используются конденсаторы, заряд периодически уменьшается. И нужно как-то поддерживать это в актуальном состоянии. Для чего оперативной памяти и требуется регенерация, которая происходит обычно в течение 2 миллисекунд. Однако этот процесс снижает общую производительность ОЗУ из-за того, что обращение к памяти ненадолго приостанавливается.

Как устроена ОЗУ
При запуске какой-либо программы на компьютере или телефоне ей требуется где-то расположить переменные, которыми она собралась оперировать. Приложение сообщает операционной системе, что ей нужно сохранить определённый объём данных. Система выделяет необходимый участок памяти. И до тех пор, пока программа запущена, она может пользоваться всем выделенным ей сегментом ОЗУ. При необходимости программа может дополнительно запросить место под новые переменные или же, наоборот, освободить место в ОЗУ. Физически же на микросхеме при заполнении данных возникают заряды в конденсаторах. А при освобождении происходит их обнуление.
Кстати, стоит отметить, что кэш процессора также является ОЗУ. Просто это память статического типа. Главное её достоинство — скорость работы и отсутствие необходимости в регенерации. Такая память представляет собой набор транзисторов, собранных в триггер. Из-за этого стоимость такой памяти гораздо выше, чем простой динамической. Именно поэтому она используется как кэш в процессорах.

Характеристики ОЗУ
Помимо главной характеристики объёма, существует ещё ряд характеристик, по которым можно определить быстродействие микросхемы.
Форм-фактор
Форм-фактор − это вариант конструктивного исполнения. Другими словами, то, как внешне выглядит микросхема. Различают несколько основных форм-факторов:
• SIMM. Этот тип уже давно устарел и не выпускается. Модуль с контактами, которые присутствовали только с одной стороны платы;
• DIMM. Этот форм-фактор используется для размещения на персональных компьютерах. Имеет контакты с 2 сторон. Микросхемы для хранения памяти могут располагаться как на одной стороне, так и на другой. DIMM имеет множество различных исполнений, различие в которых состоит в количестве контактов и расположении ключа. Например, все варианты памяти DDR представляют собой форм-фактор DIMM;
• SO-DIMM. Это уменьшенный вариант предыдущего форм-фактора. Применяется в ноутбуках. Также иногда может использоваться в некоторых периферийных устройствах, например, в принтерах.
Частота и пропускная способность
Общая производительность системы характеризуется пропускной способностью, которая, в свою очередь, формируется на основе частоты. Они же показывают общий потенциал ОЗУ. По сути, частота отражает скорость передачи данных в единицу времени. Чем больше — тем лучше. Пропускная способность показывает общую скорость передачи данных с учётом частоты, разрядности и количества каналов. Обычно оба этих параметра указываются в спецификации ОЗУ. При выборе нужно всегда учитывать их, ориентируясь на то, что они должны быть равны частотам и пропускной способности системной шины. Только в таком случае можно добиться максимального быстродействия.

Что такое тайминги оперативной памяти
Тайминг, или латентность, показывает задержку во времени при работе ОЗУ. Измеряются тайминги в тактах шины памяти. Чем больше цифра, тем медленнее работает микросхема. Обычно тайминги в спецификациях обозначаются тремя цифрами. Может присутствовать и четвёртая, которая характеризует общее быстродействие. Чем ниже будут все эти показатели, тем быстрее работает память.
На что следует обратить внимание перед покупкой, так это на частоту и тайминги. Подбирайте тайминг тот же, что и у вас на установленной планке памяти. Если поддерживаемые тайминги разнятся, то вы получите черный экран.
У оперативных памятей с одинаковыми, на первый взгляд, характеристиками, могут быть отличия с таймингами. Например, озу Goodram GR1333D364L9/2G [DDR3, 2 ГБ, 1333 МГц, PC10600] имеет тайминги 9-9-9-24, а Kingston ValueRAM KVR13N9S6/2 [DDR3, 2 ГБ, 1333 МГц, PC10600] 9-9-9-36. Старайтесь подбирать одинаковые поддерживаемые тайминги, в этом случае, вероятность, что компьютер выдаст черный экран, сводится к минимуму.

Режимы работы ОЗУ
Память может работать в нескольких режимах: одноканальном, двухканальном, трёхканальном и даже четырёхканальном. Что такое двухканальный режим оперативной памяти? ОЗУ обычно считается самым узким местом по скорости работы во всей системе. То есть, взаимодействие между узлами и элементами материнской платы могло бы быть быстрее, если бы ОЗУ могла работать лучше.
Для этого на системных платах шины для оперативки размещаются по принципу нескольких каналов. То есть если установить планки памяти на разные каналы, то доступ к данным будет происходить гораздо быстрее. Однако для этого нужно выполнить ряд условий. Во-первых, модули должны быть абсолютно одинаковыми, иметь одну и ту же ёмкость, частоту и пропускную способность. Размещать планки памяти нужно в шинах с разными каналами. Производители материнских плат специально раскрашивают свои шины в разные цвета. То есть, каналы могут содержать по два слота разных цветов. В такой же аналогии устанавливаются и другие многоканальные системы.

Ведущие производители оперативной памяти
За время существования ОЗУ уже успел сформироваться костяк основных производителей-лидеров. Их модули надёжны и производительны. Давайте посмотрим, кто сейчас занимает топовые позиции по производству ОЗУ:
• Kingston. Американская компания, которая занимает 46% всего рынка оперативной памяти. Её продукция очень часто попадает в различные топы и рейтинги. Помимо ОЗУ, компания также производит внешние накопители. Кстати, модули памяти HyperX принадлежат именно этой компании;
• Micron. Американская компания, больше известная под брендом C Она занимает весомую нишу в производстве ОЗУ;
• Corsair. Американская компания, которая занимается не только разработкой ОЗУ, но и производством различной компьютерной периферии, охлаждением и многим другим электронным оборудованием;
• Samsung. Про эту корейскую компанию, наверное, знают все. В её виды деятельности входит множество различных направлений. И одна из них — производство ОЗУ.
•
Виды оперативной памяти
На сегодняшний день выпущено четыре вида оперативной памяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Они также делятся на 2 форм фактора: DIMM – для компьютеров, SO-DIMM – для ноутбуков. Эти два типа абсолютно разные, их невозможно спутать, для компьютеров они вытянутые, для ноутбуков – короткие. Рассмотрим каждое поколение ОЗУ в отдельности.
DDR – первый тип памяти, ему более 20 лет. Использует напряжение 2.6В.

DDR2 оперативной памяти, впервые появилась в 2003 году. Использует напряжение 1.8В.
DDR3 – это третье поколение, и оно делится на три типа с различным напряжением: DDR3 – 1.5В, DDR3L – 1.35В, DDR3U – 1.25В. Выпуск всех модификаций с 2007 по 2010 год.

DDR4 – это последнее поколение на сегодняшний день, в массовое производство поступила в 2014 году. Потребляемое напряжение 1.2В. Имеет большее количество различных таймингов.
Каждый вид оперативной памяти имеет разное расположение замка, поэтому физически не возможно вставить планку памяти в неродной слот, даже если вы перепутали вид. Чтобы было более понятно, посмотрите на картинку ниже. Замерить расстояния замка можно с помощью линейки, указано в сантиметрах.

Как вы наверное заметили, каждое последующее поколение потребляет меньше энергии, но выдает более высокую производительность. Что придает эффективность в работе и минимальные энергозатраты.
Далее в следующих трех подзаголовках вы сможете более детально ознакомиться с тонкостями планок озу, которые в последствии влияют на запуск и работоспособность компьютера. Рекомендую внимательно прочитать.
Типы оперативной памяти
Есть несколько типов памяти SDRAM, отличить их можно с помощью маркировки на модуле озу, обычно указывается в названии модели (информации на стикере), присутствует один из символов: U, L, E, R, F, S.
• U (Unbuffered) или U-DIMM – небуферизированная память. Самая обычная оперативная память, маркируется обычно как с буковой U, так и без. А может
• быть U (Ultra Low Voltage) — планка памяти, работающая на ультра низком напряжении, всего 1,25 V. Так что, ознакомьтесь с характеристиками материнской платы и оперативной памяти. Пример маркировки: DDR3 / PC3-10600U / PC3-10600U; на озу для ноутбука DDR3 / DDR3 PC3-10600 / PC3-10600S (S — означает SODIMM, формфактор для ноутбука, детальнее описано ниже).
• L (Low Voltage) или LR-DIMM – низковольтная оперативная память, для DDR3L составляет 1,35 V. Такую память можно подключить к любой материнской плате с форм-фактором DDR3, будет прекрасно работать. А вот оперативка DDR3 на материнской плате DDR3L работать не будет. Пример маркировки: DDR3L / PC3-10600L / PC3L-10600.
• E или ECC. ECC-память – это тип памяти, которая определяет ошибки системной памяти и исправляет их. Такая память является обычной небуфоризированной и используется в основном на серверах. Поэтому, если у вас установлена не серверная материнская плата, то память ECC вам скорее всего не подойдет. Физически, в слот памяти она встанет без каких-либо проблем, но изображение вы можете не получить. То есть, у вас в характеристиках материнской платы должна быть указана поддержка ECC-памяти, тогда запуститься.
• R (Registered) или LR-DIMM – регистровая память, используется для серверов. Практически всегда выпускается с ECC и микросхемой «буфером». То есть регистровая память является буферизированной, она позволяет подключить максимальное количество серверных модулей памяти к шине, не перегружая ее. Такая серверная память 100% не работает на обычной материнской плате, только на серверной. Пример маркировки: DDR3 PC-10600R / вместо буквы R, также может быть REG.
• F (Fully Buffered) или FB-DIMM – буферизированная память, используется для серверов (на обычных стационарных компьютерах не функционирует). Данная технология работает через последовательную шину к контроллеру памяти, а не через параллельную, производит буферизацию сигналов и данных. Размеры не отличаются от обычной оперативной памяти, за исключением форм выступов.
• S или SO-DIMM – форм фактор для ноутбуков. Размер планки памяти короче, чем у DIMM (десктопных). Может маркироваться: DDR3 / DDR3 PC3-10600 / PC3-10600S.
Как увеличить оперативную память
Тут, в принципе, нет ничего сложного. Чтобы увеличить оперативную память, предварительно отключаем блок питания компьютера с помощью кнопки или вытаскиваем кабель питания из сети; у ноутбука вытаскиваем зарядное устройство, снимаем аккумуляторную батарею. Открываем корпус компьютера или ноутбука, на материнской плате возле модулей оперативной памяти указан форм фактор ОЗУ, по нему вы сможете понять какой тип памяти поддерживает ваше устройство. Но я рекомендую
снять модуль, установленный в вашем ПК и посмотреть поколение, тип, название и подобрать схожий с вашими характеристиками, о чем писал чуть выше.
Что касается увеличения оперативки DDR3. Все материнские платы, поддерживающие DDR3, также поддерживают DDR3L, но не наоборот. То есть, материнки, выпущенные под DDR3L, не поддерживают оперативную память DDR3.
Статическая память (SRAM) – это энергозависимая полупроводниковая память с произвольным доступом, в которой каждый разряд хранится в триггере, позволяющем поддерживать состояние разряда без постоянной перезаписи.
Динамическая оперативная память (динамическая оперативная память или DRAM)-это тип полупроводниковой памяти с произвольным доступом, которая хранит каждый бит данных в ячейке памяти, состоящей из крошечного конденсатора и транзистора, как правило, основанных на технологии MOS (metal-oxide-semiconductor)