Любой компьютер состоит из комплектующих, и каждый компонент выполняет какую-то функцию. Так, жесткий диск необходим для хранения файлов; видеокарта формирует изображение, которое отображает дисплей монитора; процессор выполняет математические операции, ну а RAM-память нужна для сохранения промежуточных результатов. Каждый из этих узлов, по сути, является незаменимым.

Что такое RAM-память

Одним из важнейших элементов любой вычислительной системы являются модули оперативного запоминающего устройства. Иногда их называют по-простому - RAM. Это сокращение произошло от первых букв английских слов Random Access Memory, что можно перевести как «Память со случайным доступом к любому своему блоку» или, что проще, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).

Физически это небольшие планки текстолита, на которых разведены токопроводящие дорожки и припаяны микросхемы с наборами транзисторов - запоминающих ячеек, а на одной из сторон присутствует двухсторонняя гребенка скользящих контактов, позволяющая подключать модули к соответствующим разъемам материнской платы.

RAM-память используется для хранения данных, необходимых всем системам компьютера. Ключевая особенность, которую стоит запомнить, заключается в том, что после сброса или выключения вся сохраненная информация из ячеек стирается. Рассказывая о том, что же такое RAM-память, имеет смысл провести аналогию с мышлением человека. Например, необходимо выполнить сложение двух чисел. Человек удерживает в памяти одно число и, мысленно подставляя второе, осуществляет математическую операцию.

Тот «лист», на котором выполняются запись и расчет, как раз и является аналогом оперативной памяти компьютера. На следующий день результат можно уже и не вспомнить. Разумеется, это весьма упрощенная модель, но ее достаточно для понимания.

В вычислительных системах из оперативной памяти процессор выбирает данные, размещаемые там приложениями, а также туда же отправляет результаты обработки, впоследствии «забираемые» программами. Именно поэтому используется термин «оперативная», то есть необходимая для текущих операций.

Виды запоминающих устройств компьютера

Отметим, что существует постоянная память - это микросхемы ПЗУ, транзисторы которых способны пребывать в каком-то определенном состоянии при отсутствии напряжения. Такие микросхемы устанавливаются, например, в винчестерах, роутерах, мониторах (сохранение настроек) и других устройствах, где сброс микропрограммы недопустим.

Иногда термин «постоянная память» используется по отношению к накопителям, однако это не совсем корректно. В этом легко убедиться, спросив у консультантов магазина электроники не жесткий диск, а постоянное запоминающее устройство.

Существует еще одна модификация решений для хранения данных, представляющая гибрид ОЗУ и ПЗУ. Так, пользовательские настройки БИОС материнской платы сохраняются в микросхеме, транзисторы которой поддерживаются ничтожным током, получаемым от аккумуляторной «батарейки-таблетки». Эта идея обрела «вторую жизнь» в специальных накопителях, носителями данных в которых являются обычные модули памяти, поддерживаемые батареей.

Модификации

Существует несколько модификаций «оперативки». В системах 386/486/Pentium использовались планки, разработанные в соответствии со стандартом SIMM и DIMM SDRAM. Частота работы чипов и шины составляла от 66 до 133 мегагерц, разрядность была 64 бита (против 32 у SIMM). С увеличением производительности центральных процессоров и видеокарт потребовалось ускорить работу оперативной памяти, поэтому данные стали передавать по спаду и подъему опорной частоты, фактически, удвоив пропускную способность (DDR). Такие планки используют напряжение в 2.5 Вольт и сейчас применяются лишь в специализированных устройствах. Более новая модификация DDR2 работает при 1.8 В и позволяет пропустить за единицу времени больше данных, чем предыдущий стандарт. Ориентировочно можно считать, что скоростная версия DDR едва дотягивает до «обычной» из обновленной версии.

И, наконец, наиболее распространенный сейчас стандарт DDR3 способен передавать 4 пакета данных во время каждого периода опорной частоты, что приводит к увеличению пропускной способности. Однако для устойчивости были введены дополнительные задержки. Для питания на модули подается 1.5 В. В целом использование DDR3 совместно с современными процессорами более позволяет добиться более высокого быстродействия системы.

Проблемы и решения

Очень часто в списке конфигурации можно обнаружить такую информацию: «Оперативная память - 4 Гб». Это означает, что к материнской плате подключен один или несколько модулей ОЗУ с суммарным объемом четыре гигабайта. Много это или мало для такого элемента, как оперативная память? 4 Гб пока вполне достаточно для решения любых задач, по крайней мере, для среднестатистического пользователя. С другой стороны, это уже тот необходимый минимум, без которого нормальная работа операционных систем Windows Vista 10 невозможна.
Попытка использования новых систем с недостаточным объемом ОЗУ может привести к появлению сообщения о том, что не хватает памяти RAM. К счастью, эта проблема легко решается. В том, как увеличить память RAM, нет ничего сложного. Для этого нужно определить, сколько планок установлено. Она может быть одна на 4 Гб, а может быть несколько, но с меньшим объемом. В зависимости от этого придется решать, просто добавлять или полностью менять ОЗУ. Далее нужно определить, сколько свободных разъемов для памяти есть на плате. Лучше всего посмотреть «вживую», сняв крышку корпуса. Останется либо добавить еще планок, либо поменять существующую на более емкую модель. При этом важно учитывать стандарт установленного ОЗУ (DDR 1-3).

Изучая технические характеристики компьютеров, пользователи часто сталкиваются с непонятными аббревиатурами или терминами. Яркий пример, аббревиатуры ОЗУ или RAM. Обычно производители и продавцы компьютеров указывают что-то вроде «ОЗУ – 8 Гб» или «RAM – 8 Гб». При этом данные аббревиатуры никак не расшифровываются и не объясняются, предполагается, что покупатели должны знать, что они означают. Но, это далеко не всегда так. В данной статье мы расскажем о том, что такое ОЗУ или RAM в компьютере и для чего они используются.

Начнем с главного, аббревиатуры ОЗУ и RAM обозначают одно и тоже, а именно оперативную память. ОЗУ расшифровывается как оперативное запоминающее устройство, а RAM как Random Access Memory, что переводится как запоминающее устройство с произвольным доступом и означает тоже самое. Поэтому, если в характеристиках компьютера написано «ОЗУ – 8 Гб» или «RAM – 8 Гб», то это означает что объем оперативной памяти данного компьютера составляет 8 Гб.

Теперь чуть подробней о том, что такое ОЗУ в компьютере и для чего она нужна. ОЗУ или проще говоря – это энергозависимая память, в которой хранятся данные и команды, которые обрабатываются процессором. Энергозависимая означает, что она работает только при наличии электропитания. Как только питание пропадает, все данные из оперативной памяти удаляются. Именно поэтому оперативная память не может использоваться для долговременного хранения данных.

За время развития компьютеров появилось не мало различных типов ОЗУ, которые работают на основе разных физических принципов. В современных компьютерах уже достаточно давно используется или Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory, что можно перевести как синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных. Сейчас актуальным стандартом является DDR4 – это четвертое поколение оперативной памяти DDR SD RAM и большинство новых компьютеров поставляются именно с DDR4.

Память DDR – это небольшая плата с чипами, которая подключается к специальным слотам на материнской плате компьютера. Обычно такие слоты находятся справа от процессора в количестве двух или четырех штук. На самых продвинутых материнских платах таких слотов может быть шесть или восемь и в этом случае они размещаются по обе стороны от процессора. Модули DDR разных поколений не совместимы друг с другом. Поэтому, установить DDR4 в материнскую плату с поддержкой DDR3 не получится.

На картинке внизу показаны модули оперативной памяти от DDR до DDR4. Как можно заметить, у них есть специальная прорезь (ключ), которая препятствует установке памяти в не подходящую материнскую плату.

Также нужно отметить, что оперативная память для ноутбуков конструктивно отличается от оперативной памяти для настольных компьютеров. Поэтому установить память для ноутбука в настольный компьютер или наоборот также не получится.

Встречая незнакомые комбинации букв, мы начинаем интересоваться, что же они значат. Что такое RAM, например? Сталкиваться с этим термином можно часто, но о его значении можно лишь догадываться. Неудивительно, ведь пришёл он из мира компьютерного "железа".

Оперативка или что означает RAM

Что такое RAM? Это оперативная память (Random Access Memory) или память с произвольным доступом. Она энергозависима, является частью системы памяти компьютера. В ней временно хранятся команды и данные, нужные процессору для выполнения им команд. Оперативная память адресуема, каждому машинному слову соответствует свой адрес памяти.

Обмен данными между RAM и процессором

Производится этот обмен либо непосредственно, либо через сверхбыструю память нулевого уровня, при наличии кэша - через него.

В вашем компьютере наверняка используется второй метод. Исходя из того, что память энергозависима, данные, находящиеся в ней, доступны только при подаче напряжения на модули памяти. Более того, даже кратковременная пропажа питания на RAM может привести к порче (искажению) или утере данных.

Существуют энергосберегающие режимы работы компьютера, так называемые "сон" или "гибернация" (для форточников). Да, они позволяю значительно уменьшить потребление энергии устройством, но оперативная память лишается подачи питания полностью. Как же тогда ваши данные сохраняются при выводе из гибернационных режимов компьютера?

Да просто, данные из оперативной памяти записываются на энергонезависимый накопитель (жесткий диск) в специальный файл, а при старте данные из него переписываются в оперативную память. Сам же файл очищается при перезапуске, повторной гибернации (перезаписывается), его можно просто удалить.

Что такое RAM память для вашего компьютера? Хранилище временных данных, необходимых программам, в неё же обычно грузится ядро операционной системы. Другими словами, от её размера напрямую зависит, сколько программ вы можете запустить одновременно.

Традиционными размером для RAM обычных пользователей можно назвать 2 гигабайта. Да, закон Мура и так далее... у кого то может быть установлено и 16 ГБ, но вопрос: а вы уверены, что такой объем RAM вам нужен?

Для примера: современный компьютер, оснащенный модулями памяти на 16 гигабайт, может выполнять функцию игрового сервера какой-нибудь ММО, онлайн же будет достойным, ограничим его 5 000 человек.

Надеюсь, вам стало понятно, что означает RAM.

Но время шло, программы и приложения развивались стремительными темпами. И тут обнаружилось узкое место накопителей: порой для запуска софта требовалось значительное время. Причина крылась в больших объемах данных для чтения/записи, или же в значительном количестве обращений к диску. Оказалось, что оперативная память выглядит намного более лакомым кусочком, когда речь идет об ускорении действий. В итоге появилась идея выделить определенную часть памяти для формирования своеобразного виртуального диска. Тогда операционная система (а значит и программы) сможет работать с ним на очень больших скоростях.

Что такое RAM-drive?

Какие же преимущества он дает? Может быть, игра не стоит свеч? На самом деле, стоит четко понимать, на что способен и на что не способен виртуальный диск в памяти .

Прежде всего, это возможность ускорить работу с этим диском . За счет размещения его в оперативной памяти можно поднять скорость чтения/записи на порядки. Возможной альтернативой может быть перевод компьютера с обычного жесткого диска на SSD-накопитель. Но тут встанет вторая проблема: SSD диски обладают ограниченными возможностями по перезаписи информации. Иными словами, если программа активно обращается к диску, то постепенно накопитель придет в негодность. К тому же, даже быстрые твердотельные накопители все равно не могут сравниться по скорости с виртуальным диском в оперативной памяти.

Дополнительными плюсами могут выступать факторы экономии средств на покупку быстрых дисков (если применяется программная реализация диска), значительная надежность и длительный срок службы (вспомните ограничения по записи для SSD-накопителей), бесшумность (поскольку диск располагается в памяти).

Если посмотреть на обратную сторону использования виртуальных дисков, то можно заметить два основных минуса. Это достаточно малые размеры в сравнении с классическими дисками, а также зависимость от электроснабжения . С первым моментом все просто: оперативная память – все же ограниченный ресурс, который серьезно отстает по доступным размерам от дисковой системы, особенно для среднестатистического пользователя компьютера. Что же касается второго пункта, то тут причина также лежит на виду: данные в оперативной памяти не сохраняются при отключении питания. Так что как минимум придется озаботиться резервными батареями на случай сбоев и «сюрпризов» от энергетиков и природных явлений. Таким образом, RAM-drive не предполагает сам по себе сколько-нибудь длительного хранения информации. Если же требуется сохранить данные с такого диска, то придется настроить сохранение на классический диск, будет он обычным накопителем (например, стандарта SATA) или же твердотельным вариантом (SSD-диск).

Программные реализации

В современных системах от Microsoft подобных встроенных возможностей нет, так что поклонникам Windows приходится пользоваться сторонними разработками. Можно привести в пример такие реализации, как SoftPerfect RAM Disk , RAMDisk и RAMDisk Plus , ImDisk Virtual Disk Driver . Продвинутые варианты предлагают также настроить автоматическое сохранение/загрузку виртуального диска при выключении и включении компьютера, решая, таким образом, вопрос долгосрочного хранения информации.

Что же касается альтернативных операционных систем, то тут дело обстоит несколько лучше. Последователи Linux и FreeBSD могут воспользоваться встроенными в системы возможностями для создания виртуального диска и размещения на нем требовательных программ или же часто используемых файлов.

Кроме уже упомянутых достоинств такие варианты реализации RAM-диска обладают следующими достоинствами:
- сокращение времени на доступ к произвольным фрагментам данных;
- возможность использовать недоступную в 32-битных системах оперативную память (например, свыше 3Гб);
- простота использования;
- не требуется проводить модернизацию компьютера.

Минусом является наличие необходимого количества оперативной памяти. Кроме того, нужно учитывать, что занять всю память не получится – ведь нужно же еще обеспечивать работу самой операционной системы. Так что неразумное использование RAM-диска (например, в системе с одним гигабайтом памяти) может привести к обратному эффекту и снижению производительности.

Аппаратные реализации RAM-диска

Примеры использования RAM-drive для ускорения работы системы

Конечно, на такой диск можно устанавливать не только браузер, но и, например, пакет офисных программ или же игру. Конечно, если места на виртуальном диске будет достаточно для таких нужд. Для игр, которые часто обращаются к ресурсам на диске или в процессе игры подгружают значительные фрагменты, можно добиться намного большей плавности и непрерывности игрового процесса. Так что если любимая игра временами зависает, имеет смысл подумать о переносе ее на виртуальный диск.

Еще одним полезным вариантом использования RAM-диска может стать размещение на нем софта, который весьма критичен к скорости работа с жестким диском. Сюда можно отнести, в частности, средства для обработки фото- и видеоинформации, различные средства для моделирования. И хотя об этом уже говорилось, будет не лишним повторить: следует предусмотреть сохранение информации на постоянном накопителе. Иначе можно потерять результаты не одного часа (с учетом оптимизации!) работы.

Сегодня мы поговорим о том, что представляет собой RAM-память. Начнем с теории. Любая компьютерная программа, запущенная на выполнение как в среде операционной системы, так и непосредственно в машинных кодах, является определенным образом закодированным набором логических единиц и нулей - описаний состояния транзисторов.

При работе формируются потоки данных, которыми оперирует Если сами программы хранятся на винчестерах, компакт-дисках и флешках, то есть на всех тех носителях, данные на которых не исчезают после отключения подачи электроэнергии, то RAM-память представляет собой особое запоминающее устройство, полностью зависящее от наличия питания на его логических цепях. Сама аббревиатура (RAM) является производной трех английских слов - что может переводиться как память с произвольным доступом. В русском языке более известен термин "ОЗУ" - оперативное запоминающее устройство. Оба термина достаточно точно описывают, что представляет собой память RAM.

Общий принцип работы

RAM-память, установленную в компьютере, узнать очень просто: она представляет собой набор микросхем, припаянных к основе - небольшой текстолитовой платке с двумя рядами медных скользящих контактов, с помощью которых она подключается к разъему материнской платы. Иногда такие платки называют планками, или, что более точно, модулями. В зависимости от количества разъемов, их может быть несколько. Общий объем, которым обладает подключенная RAM-память, определяется характеристиками установленных микросхем. Если говорить об устройстве упрощенно, то каждая из них представляет собой набор транзисторов - электронных полупроводниковых ключей. Особенность данного элемента в том, что с помощью несложной логической схемы можно управлять его состоянием: делать его проводящим ток (открытым) или нет (закрытым).

Таким образом, путем несложной кодировки, удается выполнять преобразование в двоичные разряды. Например, открытое состояние - это единица, а закрытое - ноль. После переключения необходимо небольшое запирающее напряжение, поддерживающее выбранное состояние. Именно поэтому при выключении питания все данные, хранящиеся в ОЗУ, безвозвратно теряются, так как транзисторы возвращаются в нейтральное положение. Исключение - флешки, где RAM-память устроена иначе, поскольку применяются видоизмененные транзисторы с плавающим затвором. Но это тема совсем другой статьи.

Представим, что запущенной программе необходимо сохранить (запомнить) какое-либо число. Процессор преобразует его в соответствующий набор двоичных разрядов и пересылает их контроллеру, который изменяет состояние необходимого количества транзисторов в микросхемах ОЗУ. После этого число будет храниться там до тех пор, пока не прекратится подача запирающего напряжения (отключение питания) или не будет сформирована команда для стирания.

Значение для вычислительной системы

Оперативка является необходимым компонентом компьютера. Без нее работа невозможна. Кроме того, от ее объема и характеристик в огромной степени зависит быстродействие системы. Это вполне закономерно: любая программа записывает в ячейки памяти не одно число (как в примере выше), а множество. Поэтому может возникнуть ситуация, когда свободных транзисторов не остается. В этом случае лишние данные сбрасываются на жесткий диск или происходит принудительное закрывание части работающих приложений. Все это требует времени. Неудивительно, что для игр - этих самых требовательных программ, должна быть соответствующего объема (чем больше, тем лучше). Иначе в игровом процессе будут возникать задержки, рывки.