Вопросы по поводу термина RAM, что это, как работает, где и для чего используется, могут появиться у пользователя, заметившего такое название в описаниях характеристик ПК, требованиях к компьютерным программам и играм.

Аббревиатура образована от английского названия памяти с произвольным доступом (Random Access Memory) и на русском языке называется оперативным запоминающим устройством или ОЗУ.

В RAM хранятся обрабатываемые процессором данные и выполняемый код – но только пока работает вычислительное устройство.

Назначение и принцип работы

Основным назначением RAM является хранение временных данных, необходимых компьютеру только во время его работы.

В эту память загружаются данные, которые будут выполняться процессором напрямую.

К ним относят исполняемые файлы (в первую очередь, с расширением .exe) и библиотеки, результаты различных операций, которые выполняются в процессе работы ПК, и коды нажатых клавиш типа CapsLock, Ins и т.д.

Принцип работы RAM следующий:

  • Все ячейки памяти находятся в своих строках и столбцах;
  • На выбранную строку памяти приходит электрический сигнал.
  • Под действием сигнала открывается транзистор.
  • Присутствующий в конденсаторе заряд подаётся к нужному столбцу, подключённому к чувствительному усилителю;
  • Поток электронов, создаваемый разрядившимся конденсатором, регистрируется усилителем и приводит к подаче соответствующей команды.

Рис. 2. Общая схема обработки данных вычислительной техникой.

Рис. 2. Общая схема обработки данных вычислительной техникой.

Важно: При подаче электрического сигнала на определённую строку открываются все её транзисторы. Отсюда следует, что минимальным объёмом данных, который считывается из памяти, является не ячейка, а строка.

Из-за того что принцип действия RAM основан на полупроводниках, хранящиеся в этой памяти данные остаются доступными только при подаче электротока.

При отключении напряжения питание обрывается, а все данные в ОЗУ полностью стираются.

Виды и особенности RAM

Существует два вида операционной памяти – статическая SRAM и динамическая DRAM.

Первая обычно имеет небольшой объём (в пределах нескольких мегабайт) и используется как кэш.

Её преимуществами являются повышенная надёжность и производительность, а недостатками – высокая стоимость и небольшая плотность размещений транзисторов.

Рис. 3. Память типа SRAM.

Рис. 3. Память типа SRAM.

В качестве ОЗУ для вычислительной техники SRAM не применяется из-за того что размеры планок «оперативки» были бы слишком большими.

Для оперативной памяти больше подходит DRAM – скорость её работы ниже, однако эта версия RAM выигрывает за счёт небольшой цены и высокой плотности расположения полупроводников.

Рис. 4. Модули DRAM.

Рис. 4. Модули DRAM.

Конструктивные исполнения DRAM

В зависимости от выполняемых задач модули динамической памяти DRAM выпускаются в различном исполнении:

  • SIPP – память в виде пластины, контакты которой представляют собой небольшие штырьки. Эта версия RAM уже не используется.

Рис. 5. Память SIPP.

Рис. 5. Память SIPP.

  • SIMM, модули в виде длинных прямоугольников с контактными площадками вдоль одной стороны и защёлками для установки. Самые распространённые версии – с 30 и 72 контактами. Объём такой памяти, которая тоже сейчас не выпускается, был равен 256 КБ и 1–128 МБ.
  • DIMM – платы, контактные площадки на которых располагаются с двух сторон. Прямоугольные пластины, так же как и модули SIMM, устанавливаются с помощью защёлок. Расположение микросхем может быть и односторонним, и двухсторонним, а количество контактов – до 288 (для DDR4).
  • SO-DIMM – те же модули DIMM, но уменьшенного размера, предназначенные для установки в небольших корпусах ноутбука или системных блоках с форм-фактором Mini-ITX. Эти же платы стоят в принтерах и других видах техники, которой требуется для работы оперативная память. Количество контактов может достигать 260 (SO-DIMM DDR4).

Рис. 6. Отличия модулей DIMM и SO-DIMM.

Рис. 6. Отличия модулей DIMM и SO-DIMM.

Ещё один вариант DRAM – модули RIMM, которые из-за особенностей конструкции устанавливаются только парами, хотя сейчас практически не применяются. Память имеет 160, 168, 184 и 242 контакта. Существует уменьшенная разновидность этой «оперативки», SO-RIMM, предназначенная для портативных компьютеров.

Основные параметры RAM

Одной из главных характеристик RAM, на которые обращают внимание практически все пользователи ПК, является её объём.

В какой-то степени, это правильно, но при выборе оперативной памяти для компьютера стоит ориентироваться ещё и по таким рабочим параметрам:

  • тип памяти;
  • частота работы;
  • тайминги или временные задержки сигнала.

Все эти параметры связаны. Так, ОЗУ типа DDR1 может иметь рабочую частоту шины от 200 до 400 МГц, DDR2 – от 200 до 533 МГц, DDR3 – 800 до 2400 МГц.

Аналогичный показатель более современных модулей DDR4 достигает уже 3200 МГц, что позволяет ей работать заметно быстрее.

Все параметры RAM должны соответствовать характеристикам материнской платы и центрального процессора компьютера. При этом память другого типа просто не получится установить из-за несовпадения контактов и слотов, ОЗУ с неподходящей частотой может работать некорректно, а неподдерживаемый объём не позволит компьютеру запуститься. Например, 8-гигабайтный модуль DIMM не стоит устанавливать на «материнку» с поддержкой только 4 Гб для каждого слота.

Тайминги и напряжение

Таймингом называется продолжительность задержки в процессе передачи информации между различными компонентами вычислительной техники.

Его значение непосредственно влияет на скорость работы RAM, а значит, и всего компьютера (или другого устройства).

Небольшой тайминг означает, что операции будут выполняться быстрее.

Время задержки обратно пропорционально быстродействию ОЗУ.

Для решения проблемы производители RAM повышают рабочее напряжение, уменьшая тайминги. Это позволяет увеличить число выполняемых за единицу времени операций, однако требует и более ответственного отношения к выбору памяти, которая должна совпадать ещё по вольтажу.

Объём ОЗУ

Один из главных параметров RAM, объём, должен не только совпадать с характеристиками материнской платы, но и соответствовать требованиям пользователя.

В настоящее время оптимальным вариантом для среднего ПК является показатель в 4–8 Гб.

Для офисных компьютеров может хватить и 1–2 Гб, но большинство современных программ будут зависать, для игровых моделей размер ОЗУ должен быть не меньше 8–16 Гб.

Ограничения по объёму памяти существуют не только для материнских плат (старые модели не позволяют установить больше 4 Гб), но и для операционных систем. Ни одна 32-битная платформа не поддерживает больше 3 Гб ОЗУ. 64-битные системы и современные «материнки» позволяют устанавливать до 128 Гб – именно такой объём имеет и самый большой модуль памяти DDR4.

Частота и быстродействие RAM

Пропускная способность оперативной памяти зависит от её частоты – параметра, который тоже связан с возможностями материнской платы и ЦПУ.

При установке RAM со скоростью передачи данных 1600 миллионов операций в секунды (МГц) на устаревшем компьютере модуль будет работать медленнее.

Если материнская плата и процессор поддерживают, например, только 1066 МГц, такая же частота будет и у ОЗУ.

Рис. 7. Показатели RAM на планке памяти.

Рис. 7. Показатели RAM на планке памяти.

Влияет на скорость работы и количество планок RAM – двухканальная (установленные парами одинаковые модули) память будет работать на 10–50 быстрее одноканальной. Поэтому при установке на ПК 8 Гб ОЗУ стоит отдать предпочтение двум платам по 4 Гб или четырём по 2 Гб. Достаточно редкий вариант – трёхканальная память, работающая ещё быстрее и устанавливаемая по 3 планки.

Выводы

Принцип действия и другие характеристики RAM стоит знать не только специалистам, которые занимаются сборкой вычислительной техники, но и обычным пользователям.

Тем более что никто не мешает любому владельцу компьютера самостоятельно подобрать подходящий модуль ОЗУ.

Но делать это без сравнения показателей памяти и других комплектующих ПК не рекомендуется.

Источник