За останні десять років комп'ютери зробили величезний стрибок уперед. За цей час багато технологій встигли з'явитися, набути популярності і піти в минуле. Також і з розвитком оперативної пам'яті. У цій статті ми розглянемо всі основні типи оперативної пам'яті, які використовуються або використовувалися персональних комп'ютерах.

Оперативна пам'ять будь-якого сучасного комп'ютера належить до типу DRAM чи Dynamic random access memory. Це енергозалежна пам'ять із довільним доступом. Ця пам'ятьмає дві основні характеристики: вона дуже швидка, і вона очищається при відключенні електроживлення. Саме тому при перезавантаженні всі збережені дані губляться, а включення комп'ютера займає стільки часу. Всі потрібні дані потрібно рахувати з і наново помістити на згадку.

Популярні типи оперативної пам'яті

У свою чергу пам'ять DRAM поділяється на велику кількість різних типів. У сучасних персональних комп'ютерах використовують такі типи оперативної пам'яті DRAM: DDR SDRAM, DDR2 SDRAM і DDR3 SDRAM.

Всі ці три типи пам'яті з'являлися по черзі, кожна Нова версіяотримувала значні покращення порівняно з попередньою. Вони не сумісні один з одним. Тому в комп'ютер оснащений роз'ємом для пам'яті DDRне можна підключити пам'ять DDR2 і так далі.

Щоб уникнути помилкової установки пам'яті в непридатну для неї материнську платумодулі пам'яті має різну і несумісну один з одним форму. Це видно на зображенні вище.

Форм фактори DIMM та SODIMM

Форм фактор (конструкція модулів) для настільних комп'ютерівназивається DIMM і вона відрізняється від форм фактора модулів пам'яті для ноутбуків, які називаються SODIMM. Це потрібно враховувати при . Як і модулі для настільних комп'ютерів, модулі SODIMM для пам'яті DDR, DDR2 та DDR3 мають конструктивні відмінності, які не дозволяють встановити їх у невідповідний роз'єм. Див. картинку нижче.

Зараз усі нові комп'ютери оснащуються підтримкою виключно найновішої пам'яті DDR3 (у формі фактора DIMM або SODIMM, залежно від типу комп'ютера). Але, старі версії DDR та DDR2 все ще можна знайти у продажу, тому якщо ви хочете збільшити обсяг оперативної пам'яті у вашому старому комп'ютері це можна зробити без проблем.

Як вибрати потрібний тип оперативної пам'яті

Щоб розширити оперативну пам'ять комп'ютера вам у першу чергу потрібно дізнатися, яку пам'ять він підтримує. Це можна зробити декількома способами:

• Вимкніть один модуль оперативної пам'яті та подивіться на наклейку на ньому. Там завжди вказано тип пам'яті, якого належить даний модуль пам'яті.
• Запустіть одну та з . За допомогою таких програм ви завжди зможете отримати всю необхідну інформацію про оперативну пам'ять та інші комплектуючі.
• Але, якщо на Наразікомп'ютер вимкнено і в ньому не встановлено модулі оперативної пам'яті, ви можете отримати потрібну інформаціюна сайті виробника.

У сучасних ПК застосовуються такі як DDR SDRAM, DDR2 SDRAM і DDR3 SDRAM і буквально недавно з'явився новий стандарт пам'яті DDR4. У цій статті ми розглянемо кожну з них окремо, що допоможе Вам підібрати для свого комп'ютера модуль оперативної пам'яті, що максимально підходить для Ваших цілей. До речі, можна визначити, який тип пам'яті використовується на вашому комп'ютері.

Основні параметри оперативної пам'яті

Для початку ми пропонуємо Вам ознайомитися з таблицею, де представлені основні параметри оперативної пам'яті.

Види модулів оперативної пам'яті DDR SDRAM

DDR SDRAM- Подвоєна швидкість передачі даних синхронної пам'яті з довільним доступом) - тип оперативної пам'яті, що використовується в ПК. Завдяки DDR SDRAM досягається більша смуга пропускання, ніж зі звичайною SDRAM, рахунок передачі даних по фронту і зрізу сигналу. Завдяки цьому швидкість передачі практично подвоюється, без збільшення у своїй частоти шини пам'яті. Таким чином, під час роботи DDR на частоті 100 МГц ми отримаємо ефективну частоту 200 МГц (порівняно з аналогом SDR SDRAM).

Крім передачі двох даних за такт, DDR SDRAM має кілька інших важливих відмінностей від простої пам'яті SDRAM. Здебільшого є технологічними. Наприклад, був доданий сигнал QDS, який розміщується на друкованій платіразом із лініями даних. По ньому відбувається синхронізація під час передачі даних. При використанні двох модулів пам'яті дані від них приходять до контролера пам'яті з невеликою різницею в часі. різної відстанідо модулів. Це викликає проблеми у виборі синхросигналу для їхнього зчитування, які успішно вирішує використання QDS.

Модулі пам'яті DDR SDRAM відрізняються від SDRAM і за кількістю висновків (184 висновки у модулів DDR проти 168 висновків у модулів зі звичайною SDRAM). При цьому модулі DDR працюють при напрузі живлення 2,5, на відміну від SDRAM, яка працює при 3,3, що істотно знижує тепловиділення.

Модулі оперативної пам'яті DDR2 SDRAM

DDR2 SDRAM- Подвоєна швидкість передачі даних синхронної пам'яті з довільним доступом) - в даний час цей тип ОЗУ найбільш поширений. DRR3 відчутно дорожче, але це лише справа часу, оскільки в найближчому майбутньому DDR2 буде повністю витіснений.

Як і DDR, DDR2 SDRAM використовує передачу даних по обох зрізах тактового сигналу, за рахунок цього при такій же частоті шини пам'яті, як і у звичайній SDRAM, можна фактично подвоїти швидкість передачі даних (наприклад, під час роботи DDR2 на частоті 100 МГц ефективна частота виходить 200 МГц).

Основна відмінність DDR2 від DDR - удвічі більша частота роботи шини, за якою дані передаються в буфер мікросхеми пам'яті. При цьому робота самої мікросхеми залишилася такою ж, що й у DDR ​​(тобто з тими ж затримками), але за більшої швидкості передачі інформації. DDR2 не сумісна з DDR, тому що на модулях DDR2 ключ розташований в іншому місці порівняно з DDR і вставити модуль DDR2 у роз'єм DDR, не пошкодивши останній, неможливо. Більш швидкісні модулі DDR2 сумісні з повільнішими, при цьому робота можлива на частоті найповільнішого модуля системи. Для використання в ПК DDR2 SDRAM постачається в модулях DIMM із 240 контактами.

Тип оперативної пам'яті DDR3 SDRAM

DDR3 SDRAM- подвоєна швидкість передачі даних синхронної пам'яті з довільним доступом) - цей тип пам'яті має більш високу смугу пропускання. Скорочує споживання енергії на 40% порівняно з модулями DDR2, завдяки застосуванню 90 нм технології виробництва, що дозволяє знизити експлуатаційні струми і напруги (1,5 В порівняно з 1,8 В для DDR2 і 2,5 В для DDR). Також застосовуються "Dual-gate" транзистори для скорочення витоку струму, що забезпечує більш тривалий час роботи батарей у ноутбуках. Покращена конструкція сприяє більш якісному охолодженню.

Модуль оперативної пам'яті DDR4 SDRAM

DDR4 SDRAM(double-data-rate three synchronous dynamic random access memory) – , відрізняється від попередніх поколінь вищими частотними характеристиками та низькою напругою. Підтримуватиме частоти від 2133 до 4266 МГц. У масове виробництво вийде приблизно в 2012 році. 4 січня 2011 року на виставці CES компанія Samsung офіційно представила нові модулі, що працюють в режимі DDR4-2133 при напрузі 1,2 В.

Дуже багато користувачів комп'ютера часто запитують - що таке ОЗУ. Щоб допомогти нашим читачам детально розібратися з ОЗУ, ми підготували матеріал, у якому розглянемо докладно, де його можно використовуватиі які його типизараз використовуються. Також ми розглянемо трохи теорії, після чого ви зрозумієте, що є сучасна пам'ять.

Трохи теорії

Абревіатура ОЗУ розшифровується як оперативний запам'ятовуючий пристрій. По суті це оперативна пам'ять, яка в основному використовується у ваших комп'ютерах. Принцип роботи будь-якого типу ОЗУ побудований на зберіганні інформації спеціальних електронних осередках. Кожна з осередків має розмір 1 байт, тобто у ній можна зберігати вісім біт інформації. До кожного електронного осередку прикріплюється спеціальний адреса. Ця адреса потрібна для того, щоб можна було звертатися до певного електронного осередку, зчитувати та записувати його вміст.

Також зчитування та запис в електронний осередок має здійснюватися у будь-який момент часу. В англійському варіанті ОЗУ – це RAM. Якщо ми розшифруємо абревіатуру RAM(Random Access Memory) - пам'ять довільного доступу, то стає зрозуміло, чому зчитування та запис у комірку здійснюється у будь-який момент часу.

Інформація зберігається та перезаписується в електронних осередках лише тоді, коли ваш ПК працює, після його вимкнення вся інформація, що знаходиться в ОЗУ, стирається. Сукупність електронних осередків у сучасній оперативній пам'яті може досягати обсягу від 1 ГБ до 32 ГБ. Типи ОЗУ, які зараз використовуються, звуться DRAMі SRAM.

• Перша, DRAM є динамічнуоперативну пам'ять, що складається з конденсаторіві транзисторів. Зберігання інформації у DRAM обумовлено наявністю або відсутністю заряду на конденсаторі (1 біт інформації), що утворюється на напівпровідниковому кристалі. Для збереження інформації цей вид пам'яті вимагає регенерації. Тому це повільната дешева пам'ять.
• Друга, SRAM є ОЗУ статичного типу. Принцип доступу до осередків в SRAM заснований на статичному тригері, який включає кілька транзисторів. SRAM є дорогою пам'яттю, тому використовується в основному в мікроконтролерах та інтегральних мікросхемах, в яких обсяг пам'яті невеликий. Це швидкапам'ять, не потребує регенерації.

Класифікація та види SDRAM у сучасних комп'ютерах

Найбільш поширеним підвидом пам'яті DRAM є синхроннапам'ять SDRAM. Першим підтипом SDRAM є DDR SDRAM. Модулі оперативної пам'яті DDR SDRAM з'явилися наприкінці 1990-х. Тоді були популярні комп'ютери з урахуванням процесів Pentium. На зображенні нижче показано планку формату DDR ​​PC-3200 SODIMM на 512 мегабайт від фірми GOODRAM.

префікс SODIMMозначає, що пам'ять призначена для ноутбука. 2003 року на зміну DDR ​​SDRAM прийшла DDR2 SDRAM. Ця пам'ять використовувалася в сучасних комп'ютерах на той час аж до 2010 року, поки її не витіснила пам'ять наступного покоління. На зображенні нижче показано планку формату DDR2 PC2-6400 на 2 гігабайти від фірми GOODRAM. Кожне покоління пам'яті демонструє дедалі більшу швидкість обміну даними.

На зміну формату DDR2 SDRAM у 2007 році прийшов ще швидший DDR3 SDRAM. Цей формат по сьогодні залишається найпопулярнішим, хоч і в спину йому дихає новий формат. Формат DDR3 SDRAM зараз застосовується не тільки у сучасних комп'ютерах, але також у смартфонах, планшетних ПКі бюджетних відеокарт. Також пам'ять DDR3 SDRAM використовується в ігровій приставці Xbox One восьмого покоління від Microsoft. У цій приставці використовують 8 гігабайт ОЗУ формату DDR3 SDRAM. На зображенні нижче показано пам'ять формату DDR3 PC3-10600 на 4 гігабайти від фірми GOODRAM.

Найближчим часом тип пам'яті DDR3 SDRAM замінить новий тип DDR4 SDRAM. Після цього DDR3 SDRAM чекає доля минулих поколінь. Масовий випуск пам'яті DDR4 SDRAMрозпочався у другому кварталі 2014 року, і вона вже використовується на материнських платах із процесорним роз'ємом Socket 1151. На зображенні нижче показано планку формату DDR4 PC4-17000на 4 гігабайти від фірми GOODRAM.

Пропускна здатність DDR4 SDRAM може досягати 25 600 Мб/с.

Як визначити тип оперативної пам'яті в комп'ютері

Визначити тип оперативної пам'яті, що знаходиться в ноутбуці або стаціонарному комп'ютері можна дуже легко, використовуючи утиліту CPU-Z. Ця утиліта є абсолютно безкоштовною. Завантажити CPU-Zможна з офіційного сайту www.cpuid.com. Після завантаження та встановлення відкрийте утиліту та перейдіть до вкладки « SPD». На зображенні нижче показано вікно утиліти з відкритою вкладкою « SPD».

У цьому вікні видно, що в комп'ютері, на якому відкрито утиліту, встановлено оперативну пам'ять типу DDR3 PC3-12800Неймовірна ціна на 4 гігабайти в Київ | Так само можна визначити тип пам'яті та її властивості на будь-якому комп'ютері. Наприклад, нижче зображено вікно CPU-Zіз ОЗУ DDR2 PC2-5300Неймовірна ціна на 512 ГБ від компанії Samsung.

А у цьому вікні зображено вікно CPU-Zіз ОЗУ DDR4 PC4-21300компанії ADATA Technology на 4 ГБ.

Цей спосіб перевірки просто незамінний у ситуації, коли потрібно перевірити на сумісністьпам'ять, яку ви збираєтеся придбати для розширення ОЗУвашого ПК.

Підбираємо оперативку для нового системника

Щоб підібрати оперативну пам'ять до певної конфігурації комп'ютера, ми опишемо нижче приклад, з якого видно як легко можна підібрати ОЗУ до будь-якої конфігурації ПК. Наприклад ми візьмемо таку нову конфігурацію з урахуванням процесора Intel:

• Процесор - Intel Core i7-6700K;
• Материнська плата- ASRock H110M-HDS на чіпсеті Intel Н110;
• Відеокарта- GIGABYTE GeForce GTX 980 Ti 6 ГБ GDDR5;
• SSD- Kingston SSDNow KC400 на 1000 ГБ;
• Блок живлення- Chieftec A-135 APS-1000C потужністю 1000 Вт.

Щоб підібрати оперативку для такої конфігурації, потрібно перейти на офіційну сторінку материнської плати ASRock H110M-HDS - www.asrock.com/mb/Intel/H110M-HDS.

На сторінці можна знайти рядок « Supports DDR4 2133», Яка говорить, що для материнської плати підходить оперативка з частотою 2133 MHz. Тепер перейдемо до пункту меню « Specifications" на цій сторінці.

У сторінці, що відкрилася, можна знайти рядок « Max. capacity of system memory: 32GB», Яка говорить, що наша материнська плата підтримує до 32 гігабайт ОЗУ. З даних, які ми отримали на сторінці материнської плати, можна зробити висновок, що для нашої системи прийнятним варіантом буде оперативка такого типу - два модулі пам'яті DDR4-2133 16 ГБ PC4-17000.

Ми спеціально вказали два модулі пам'яті по 16 ГБ, а не один на 32, оскільки два модулі можуть працювати у двоканальному режимі.

Ви можете встановити вищезазначені модулі від будь-якого виробника, але найкраще підійдуть ці модулі ОЗУ. Вони представлені на офіційній сторінцідо материнської плати у пункті « Memory Support List», оскільки їхня сумісність перевірена виробником.

З прикладу видно, як легко можна дізнатися інформацію з приводу системника, що розглядається. Так само підбирається оперативна пам'ять всім інших комп'ютерних змін. Також хочеться відзначити, що на розглянутій вище конфігурації можна запустити Усе новітні ігри з найвищими налаштуваннями графіки.

Наприклад, на цій конфігурації запустяться без проблем у вирішенні 4K такі нові ігри, як Tom Clancy's The Division, Far Cry Primal, Fallout 4і безліч інших, оскільки подібна система відповідає всім реаліям ігрового ринку. Єдиним обмеженням для такої конфігурації буде її ціна. Орієнтовна ціна такого системника без монітора, включаючи два модулі пам'яті, корпус та комплектуючі, описані вище, складе порядку 2000 доларів.

Класифікація та види SDRAM у відеокартах

У нових відеокартах і старих моделях використовується той самий тип синхронної пам'яті SDRAM. У нових та застарілих моделях відеокарт найчастіше використовується такий тип відеопам'яті:

• GDDR2 SDRAM – пропускна здатність становить до 9,6 ГБ/с;
• GDDR3 SDRAM – пропускна здатність становить до 156.6 ГБ/с;
• GDDR5 SDRAM – пропускна здатність становить до 370 ГБ/с.

Щоб дізнатися тип вашої відеокарти, обсяг її ОЗУ та тип пам'яті, потрібно скористатися безкоштовною утилітою GPU-Z. Наприклад, на зображенні нижче зображено вікно програми GPU-Z, в якому описано характеристики відеокарти GeForce GTX 980 Ti.

На зміну популярній сьогодні GDDR5 SDRAM у найближчому майбутньому прийде GDDR5X SDRAM. Це нова класифікація відеопам'яті обіцяє підняти пропускну здатність до 512 ГБ/с. Відповіддю на питання, чого хочуть добитися виробники від такої великої пропускної спроможності, є досить простою. З приходом таких форматів як 4K і 8K, а також VR пристроїв продуктивності нинішніх відеокарт вже не вистачає.

Різниця між ОЗУ та ПЗУ

ПЗУрозшифровується як постійний запам'ятовуючий пристрій. На відміну від оперативної пам'яті, ПЗУ використовують для запису інформації, яка зберігатиметься там постійно. Наприклад, ПЗУ використовують у таких пристроях:

• Мобільні телефони;
• Смартфони;
• Мікроконтролери;
• ПЗУ БІОС;
• Різні електронні побутові пристрої.

У всіх описаних пристроях вище, код для їх роботи зберігається в ПЗУ. ПЗУє енергонезалежною пам'яттю, тому після вимкнення цих пристроїв вся інформація збережеться в ній - значить, це і є головною відмінністю ПЗУ від ОЗУ.

Підбиваємо підсумок

У цій статті ми коротко дізналися всі подробиці як у теорії, так і на практиці, що стосуються оперативного запам'ятовуючого пристроюта їх класифікації, а також розглянули, у чому різниця між ОЗУ та ПЗУ.

Також наш матеріал буде особливо корисний тим користувачам ПК, які хочуть дізнатися про свій тип ОЗУ, встановлений у комп'ютері, або дізнатися яку оперативкуНеобхідно використовуватиме різноманітних змін.

Сподіваємось, наш матеріал виявиться цікавим для наших читачів та дозволить їм вирішити безліч завдань, пов'язаних з оперативною пам'яттю.

Відео на тему

Комп'ютер, ноутбук, смартфон чи планшет мають два види пам'яті. Внутрішня зазвичай відповідає за збереження мультимедійних файлів та програм, а ось оперативна є робочою, тобто тимчасовою. Зазвичай у сучасних девайсах є достатній запас і тієї й іншої пам'яті, але трапляється так, що користувачеві потрібне її розширення. І якщо у випадку з внутрішньою можна просто докупити зовнішній накопичувач, то з такої оперативної не пройде.

Що це?

Оперативна пам'ять – це тимчасовий архів, який зберігає дані всіх програм на певний термін під час їхнього функціонування. Після того, як пристрій вимкнено, сховище очищається. Тому ПК завжди рекомендує користувачеві зберігати всі редаговані дані, оскільки після вимкнення незбережені зміни зникнуть.

Зазвичай, коли йдеться про «оперативу», представляється архів, що зберігає всі активні процеси та софти. Але часом цим терміном називають також зовнішні накопичувачі типу дисків або пристроїв на магнітній стрічці.

Взагалі всі види оперативної пам'яті є енергозалежними елементами системи. Вони зберігається машинний код софту, і навіть вхідні/вихідні і проміжні матеріали, з яких працює процесор.

Історична основа

Перш ніж ми вивчимо типи та види оперативної пам'яті, важливо зрозуміти, з чого все почалося. Історія починається аж на початку 30-х років 19 століття. Тоді працював над аналітичною машиною. Ті блоки, які мали зберігати інтервальні результати калькуляції, він називав «складами». Вся інформація про ці осередки зберігалася механічно, у вигляді розташування валів і шестерень між собою.

Коли створили арифмометр першого покоління, його функціонал вважався експериментальним. Про «оперативку» взагалі сказати нічого. Її альтернатив було кілька, і вони ґрунтувалися на фізичних засадах. Були пов'язані з акустичними лініями затримки, електронно-променевими трубками тощо.

Тоді оперативна пам'ять зовнішній виглядмогла мати абсолютно непередбачуваний. Найчастіше це були магнітні барабани чи вали.

З виходом другого покоління ЕОМ треба було думати над ефективним ОЗУ. Саме тоді й з'явилися магнітні осердя з пам'яттю. Третє покоління зробило стрибок уперед і почало застосовувати мікросхеми, на яких були електронні вузли комп'ютера. Тоді почали з'являтися види оперативної пам'яті. Динамічна зберігалася завдяки заряду конденсатора, а статична – за допомогою тригерів.

Сучасний стан речей

З часом технологічний процеспривів до ОЗУ нового вигляду. «Оперативка», як і раніше, залежить від подачі енергії. У разі втрати енергопостачання вона одразу втрачає всі незбережені дані. Нині є основні види оперативної пам'яті. Їх, як і раніше, два: статична та динамічна. Перша працює завдяки тригеру, друга – конденсатору.

Обидві стали ефективнішими. Зовні вони виглядають як модуль із напівпровідниками, який організований як прилад з вільним доступом. Динамічна пам'ять на порядок дешевша. Далі ми докладніше розберемося з кожною з них.

Динаміка у роботі

Оперативна пам'ять має різні. Серед основних можна відзначити динамічний або DRAM. Це найпоширеніший вид на комп'ютерах. Пов'язано з тим, що економічнішим. Щоб зберігати розряд, була розроблена спеціальна схема, що складається з двох деталей: конденсатора та транзистора.

Така структура набагато дешевша, а також є економічною. Все тому, що на одному кристалі може поміститися більше конденсаторів та транзисторів, ніж в іншому варіанті модуля.

Головним недоліком такої "оперативки" вважається її швидкість. Працює вона повільно, оскільки зміни статусу конденсатора потрібен додатковий час: розрядка і зарядка. Цей процес займає вдесятеро більше, ніж у статичному варіанті. Також такий вигляд має ще один недолік, за якого конденсатори за якийсь період розряджаються. Причому це може бути пов'язане з електричною ємністю та більшим витоком струму.

Саме через останній недолік цей вид отримав таку назву: заряд зменшується в часі, а отже, спостерігається динаміка. Тим не менш, щоб вся інформація не була втрачена, конденсатор може регенеруватися з часом, таким чином продовжуючи життя. Щоб запустити відновлення, необхідно увімкнути циклограму зчитування. Вона стосується всіх ліній матриці, що запам'ятовує. Ця подія регулює процесор чи контролер пам'яті.

Статика

Це вид оперативної пам'яті із транзисторів. SRAM не вимагає відновлення, тому й отримав таку назву. Головна перевага цієї пам'яті – його висока швидкість. Пов'язано це з тим, що механізм кріплення тригерів та логічних вентилів простий, тому для перемикання перших не потрібно багато часу.

Але доведеться миритися з дорожнечею та марнотратством. Справа в тому, що транзистори, що знаходяться в тригерах, коштують набагато дорожче, ніж у першому вигляді пам'яті. Не впливають на їхню високу вартість та групові методи виготовлення. Також транзистори займають надто багато місця на одному кристалі.

Статична оперативна пам'ять практично ніколи не використовується у сучасних ПК. Зазвичай її поміщають для організації надшвидкого ОЗУ, що може зашкодити продуктивності системи, причому критично.

Зовнішність оманлива

Щоб зовні визначити види оперативної пам'яті комп'ютера, потрібно дуже добре в них розбиратися. Звичайному користувачевіце не під силу. Хіба що якщо не йдеться про модулі для ПК і ноутбука.

Проте нині можна класифікувати кілька видів оперативної пам'яті. Деякі з них використовуються нині, які вже давно перестали з'являтися на ринку, але їх ще можна знайти в комп'ютерах старого покоління. Причому багато попередніх моделей виявилися набагато живучіше новомодних варіантів.

FPM

Це динамічна оперативна пам'ять. Принцип її роботи простий: вона отримує швидше дані зі сторінки, яка була використана у минулому циклі. Цій технології відповідає її назва Fast Page Mode. Наразі зустріти таку «оперативку» велика рідкість, бо вона служила ще в середині 90-х років минулого століття. Тоді її компаньйонами були процесори 486 та новий Pentium.

EDO

Це ще одна оперативна пам'ять, види якої мало кому відомі. Раніше працювала аж у 1995 році та була спеціально підготовлена ​​для першого процесора Pentium. Вона стала покращеною версією попередньої. Працювала одразу над двома діями одночасно: вибирала наступний блок у той час, коли відправляла до процесора попередній.

SDRAM

Дуже спритний варіант оперативної пам'яті. Він настільки швидкий, що може легко взаємодіяти із частотою роботи процесора. Принцип вже складніший: мікросхема має дві частини. У процесі активної роботи, у першій їх відбувається звернення до біту, а іншому підготовка цієї дії. Популярним цей модуль став у 1996 році. Тоді його активно почали використовувати у співпраці з Intel. Воно було досить плідним, тому SDRAM був популярним до 2001 року.

Ця оперативна пам'ять попередніх видів обігнала з лишком. Вона стала втричі швидше ніж FPM, і вдвічі - ніж EDO. Працювала із частотою 133 МГц.

DDR

Це покращена версія попередньої. З'явилася якраз у 2001 році. Головна зміна зачепила не тактову частоту, а безпосередньо саму роботу. Тепер за один такт дані передавалися двічі.

DDR2

Зрозуміло, що ця версія стала продовженням попередньої. З'явилася 2003 року, але чіпсети для неї виготовили лише наступного року. Так само, як і попередній «родич» DDR2, може передати дані двічі за один такт. Головна відмінність двох модулів - це змінена, яка була отримана внаслідок структурних поліпшень. Ця версія прожила недовго оскільки мала деякі недоліки. Через збільшену частоту вона помітно пригальмовувала в процесі роботи з пам'яттю.

DDR3

Ще одна не менш відома оперативна пам'ять – DDR3. Види цих «оперативок» відносяться до серії SDRAM. Вона прийшла на зміну попередньому поколінню. Використовується для обчислювальних пристроїв, а також для відеопам'яті.

Цей варіант модуля став дбайливішим: зберігає до 40% енергії. Зменшити живлення вдалося за рахунок використання 90-нм технічного процесора. У цьому випадку була виготовлена ​​мікросхема та транзистори з подвійним затвором, які якраз і відповідають за витік струмів.

Неприємністю стало те, що модуль цього разу вийшов видозміненим. Його ключ тепер знаходиться в іншому місці, тому встановити цю оперативну пам'ять на місце DDR2 неможливо. Проте це було не просто так. Параметри електрики не збігаються у цих модулів, тому, щоб не відбувалося помилкових установок, змінили розташування ключа.

DDR4

Нова еволюційна оперативна пам'ять. Види SDRAM підійшли до логічного завершення. Новий модуль у маси вийшов у 2014 році. Він покращив частотні характеристики та зменшив напругу живлення. Головна відмінність від попереднього покоління: подвоєне число банків (16 штук).

Пропускна здатність тепер теж набагато краща і теоретично може досягти аж 25 Гб/сек. Розроблено і нову технологію, яка підвищує надійність усіх процесів. Ця оперативна пам'ять має свій процесор - Intel Haswell-E/Haswell-EP.

RAMBUS

Це окрема оперативна пам'ять, види, характеристики якої високі. Вона була розроблена у 1996 році. Їй вирішила зайнятися компанія Intel. "Оперативка" вийшла на порядок краще, ніж її "колеги". Ліцензію на неї отримали відомі концерни. Пізніше під неї було створено кілька материнських плат. На них вона показувала чудові результати.

Так склалося, що перед її виходом компанія Intel виявила помилку, через що втратила близько 100 мільйонів доларів. Нині цей модуль рідко використовують. Але він все ж таки знаходиться в PlayStation 2 і PlayStation 3.

Ноутбуки

Відмінність оперативної пам'яті для ноутбуків та ПК помітні лише у розмірах та назвах. Тому повторювати все вище зазначене немає сенсу. Щоб вибрати модуль цього пристрою, потрібно також вивчити все існуючі видиоперативної пам'яті для ноутбука, визначити сумісність її з материнською платоюта розібратися з ціновою категорією.

Перша «оперативка» для ноута була випущена у 2002 році. То була модель SO DIMM SDRAM. Нині її вже неможливо знайти ніде. Працювала з частотою 100 МГц та 133 МГц. SO DIMM DDR з'явилася трохи пізніше – у 2005 році. Стала значно потужніша. Отримав 266, 333 та 400 МГц частот. Розташування ключа, порівняно з попередньою моделлю, значно змінилося. SO DIMM DDR2, щодо свого "колеги" з минулого покоління, також стала потужнішою: максимальні частоти досягали 800 МГц. Ключ знову змістився, але на 1 мм, в порівнянні з DDR, що призводило до плутанини з сумісністю.

SO DIMM DDR3 на ринок вийшов у 2009 році. Розташування ключа кардинально відрізнялося від попередньої моделі, тому недосвідчені користувачі не могли помилитися. Максимальні частоти цього модуля досягли 1600 МГц.

Моделі ноутбуків змінювалися, модифікувалася і оперативна пам'ять для них також трансформувалася. Наступним модулем став Micro DIMM DDR2. Його обсяг був 1 Гб, що було чимало для користувача.

Зараз ситуація з оперативною пам'яттю для ноутбука подвійна. Справа в тому, що багато моделей мають інтегровану систему, і замінити «оперативку» неможливо. Тому попит на модулі для ноутів нині дуже малий. Ті, кому необхідно збільшити обсяги тимчасового сховища, витрачають багато часу, щоб знайти вдалий варіант.

Зараз для того, щоб комп'ютер справлявся із серфінгом в інтернеті та офісними програмами, достатньо буде 1 Гб «оперативки» А ось геймерам варто придивитися до потужніших варіантів. Наприклад, Kingston SO-DIMM DDR3 4Gb PC10660. Коштує ця оперативна майже 2 тисячі рублів. Обсяг її, як видно з назви, становить 4 гігабайти. Тип – DDR3, а тактова частота – 1333 МГц.

Серед інших компаній, що випускають якісні модулі, є Samsung, Corsair, Hynix, Transcend. Для власників настільних ПК є дуже потужні варіанти, які сподобаються любителям комп'ютерних ігор - Kingston HyperX FURY Red Series. У комплект "оперативки" входить два модулі по 4 Гб. Тип – DDR3, а тактова частота – 1866 МГц. Ціна такої оперативної пам'яті складає 3500 рублів.

Пам'ять

У комп'ютері є кілька видів пам'яті: кеш-пам'ять, оперативна пам'ять, відеопам'ять, зовнішня пам'ять. Існують також пристрої з вбудованою пам'яттю, про яку користувачі часто не знають. Ця пам'ять знаходиться в буфері обміну і має на меті прискорення операції введення-виводу (наприклад, для дисків) або зберігання її, поки процесор її не потребує (наприклад, клавіатури). Регістри в центральному процесорі також є області пам'яті.

Зовнішньої пам'ятіназивається пам'ять, яка розташована поза материнською платою і включає в себе дискову пам'ять(на гнучких та жорстких дисках), пам'ять на магнітних стрічках, пам'ять на звуковій платі, пам'ять принтера і т.д., тобто практично кожен пристрій має свою пам'ять. Ці види пам'яті розглядатимуться у відповідних розділах. Пам'ять у вигляді регістрів, як вона влаштована і як вона працює - це специфічна інформація і для розуміння роботи на комп'ютері мало що дає, якщо ви не системний програміст, і тому тут не розглянута. А тепер почнемо розгляд оперативної пам'яті.

Оперативна пам'ять

Одним з основних компонентів комп'ютера є оперативна пам'ятьь, яка служить місцем зберігання інформації та для подальшої її передачі процесору, жорсткому диску, іншим зовнішнім пристроям. Вона розташовується у спеціальних роз'ємах на материнській платі. Оперативна пам'ять є тим місцем, де зберігаються дані і команди, з якими працює центральний процесор, і є схемою з величезної кількості дрібних конденсаторів і транзисторів (одна така пара дозволяє зазвичай зберігати один біт). Тому при вимкненні комп'ютера або раптовому вимкненні електроживлення виявляється, що введена інформація зникла. Це тому, що дані були записані на жорсткий дискде вони можуть довго зберігатися, а знаходилися в оперативній пам'яті. Якби не існувало оперативної пам'яті, то дані розташовувалися б на жорсткому диску і час звернення до них різко збільшився б, що призвело б до різкого зниження загальної продуктивності комп'ютера.

Оперативну пам'ять також позначають RAM (Random Аccess Memory – пам'ять довільного доступу). Поняття довільного доступу означає, що можна звернутися до довільної комірки пам'яті, на відміну від послідовного методу доступу, коли для доступу до комірки потрібно спочатку прочитати інші дані, які знаходяться до цієї комірки (наприклад може бути магнітна стрічка).

Оперативна пам'ять виготовляється у вигляді мікросхем, що кріпляться на спеціальних пластинах, які встановлюються на материнській платі у відповідні рознімання. При включенні комп'ютера операційна система завантажується в оперативну пам'ять, потім у неї завантажуються програми, наприклад, Word, і дані, наприклад, документи. Центральний процесор управляє завантаженням програми, даних у оперативну пам'ять, далі відбувається з даними, що у оперативної пам'яті, а чи не на жорсткому диску. Якщо потрібні дані, що знаходяться на жорсткому диску, інформація спочатку завантажується в оперативну пам'ять, після чого вона викликається для обробки центральним процесором. Після обробки вона знову поміщається в оперативну пам'ять, а потім заноситься на жорсткий диск. Тобто центральний процесор працює з інструкціями та даними, що знаходяться в оперативній пам'яті, а всі інші пристрої (диски, магнітна стрічка, модемний зв'язок тощо) діють через неї. Тому оперативна пам'ять має великий вплив працювати комп'ютера. Так як оперативна пам'ять призначена для зберігання даних і програм тільки під час роботи комп'ютера, то після вимкнення електроживлення всі дані, що в ній знаходилися, губляться. Тому перед вимкненням комп'ютера потрібно зберегти дані на жорсткому диску, навіщо вийти з програм.

Передача данихміж оперативною пам'яттю та процесором відбувається по системній шині, яка характеризується тактовою частотою, тобто кількістю тактів на секунду. Цей показник вимірюється у мегагерцах, тобто кількістю мільйонів тактів за секунду. Кількість даних, що передаються протягом одного циклу шини, називаються завширшки шини. У порівнянні з процесором, продуктивність оперативної пам'яті менша, і щоб центральний процесор не простоював, організована кеш-пам'ять, яка працює швидше, ніж оперативна пам'ять, і зберігає образ ділянок оперативної пам'яті. Якби жорсткі диски працювали набагато швидше, то оперативної пам'яті могло не знадобитися, проте жорсткі диски працюють приблизно в 200 разів повільніше.

Існує кілька видів оперативної пам'яті, але основними є види типу SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory – синхронна динамічна пам'ять з довільним доступом):

DDR(Double Data Rate – подвійна швидкість передачі). Подвоєна швидкість досягається за рахунок зчитування даних не тільки по фронту (наростання сигналу), але й спаду сигналу. Таким чином, за один такт передається два біти даних, тобто якщо частота системної шини дорівнює 100 Мгц/сек, то отримуємо ефективну частоту в 200 Мгц/сек. Ширина шини даних становить 64 біт, тобто для попереднього прикладу отримуємо пропускну здатність 100 МГц х 2 х 64 біт = 12,8 Гбіт/сек. Мікросхеми виконуються за технологією 0.13 і 0.09 мкм процесу.

Існують такі типи пам'яті: DDR 200 для роботи на частоті 100 Мгц, DDR 266 на частоті 133 Мгц, DDR 333 - 166 Мгц, DDR 400 - 200 Мгц, DDR 433 - 217 Мгц, DDR 466 - 2 , DDR 533 - 267 МГц. Плати можуть мати й іншу назву, яка починається з РС зі значенням заокругленої пропускної спроможності пам'яті. Так пам'ять DDR 200 може мати назву РС1600, пам'ять DDR 266 назва РС2100 (пропускна здатність – 2133 мегабайт на секунду), DDR 300 – РС2400, DDR 333 – РС2700 (пропускна здатність – 2 667 МР 3 433 - РС3500 (3467 Мб / с), DDR 466 - РС3700, DDR 500 - РС4000, DDR 533 - РС4300 (4267Мб / с). Пропускна здатність вказується в одноканальному режимі, у двоканальному цей показник збільшується вдвічі. Більшість плат дозволяють працювати у двоканальному режимі, але існують і чотириканальні модулі.

Вказана вище частота означає гарантовану частоту, на якій працює модуль. Модуль можна використовувати на нижчій (це називається underclocking або андерклокінг) і вищій частоті (overclocking або оверклокінгу).

На малюнку вище схематично показано плату пам'яті DDR. На платі з обох боків перебувають мікросхеми з пам'яттю, малюнку з одного боку їх вісім. Ліворуч і праворуч знаходяться по дві виїмки для встановлення плати в роз'єм на материнській платі. Знизу знаходиться ключ (виїмка на платі). Так як на місці ключа в роз'єм знаходиться перегородка, то вона повинна увійти в ключ. Якщо ключ перебуватиме в іншому місці, то перегородка завадить установці плати в гніздо. Також знизу є контакти, ліворуч від ключа – 52, праворуч – 40 контактів, лише 92 на одній стороні. Так як контакти розташовані на двох сторонах плати, їх загальна кількість - 184.

На малюнку вище показано два роз'єми для встановлення оперативної пам'яті. Як видно, недалеко від середини роз'єму знаходиться перебірка (на малюнку вона названа як ключ).

Основною характеристикою плати оперативної пам'яті є її ємність. Вона вимірюється у мегабітах. Якщо одна мікросхема має ємність 512 Мбіт, то загальна ємність на даній платі буде 512 х 8 (8 мікросхем на одному боці) х 2 (2 сторони плати) = 8194 мегабіт = 1024 мегабайт = 1 гігабайт. Таким чином, плата на малюнку має ємність 1 гігабайт.

Як видно на малюнку, на платі з одного боку знаходиться 8 мікросхем, тобто на 1 байт буде 8 мікросхем, кожна з мікросхем міститиме по 1 біту. Такі плати зазвичай є на домашніх комп'ютерах.

Проте є плати, у яких перебуває дев'ять мікросхем, тобто, по 9 біт однією байт. Дев'ятий біт використовується для ECC(Error Checking and Correcting - виявлення та виправлення помилок). Ідея досить проста. Якщо підсумувати всі вісім біт, то отримаємо парне чи непарне число. Якщо число парне, то дев'ятий біт дорівнює 1, якщо непарне, то 1. Таким чином, сума всіх дев'яти біт завжди буде непарна. Якщо відбудеться помилка і один біт буде інвертований, тобто дорівнюватиме 0, замість 1 або 1 замість 0, то сума всіх бітів буде дорівнює парному числу і система сигналізує помилку. З яких причин біт може бути змінено? Через магнітні поля, через космічні промені та випромінювання. Ці помилки досить рідкісні, але для деяких систем, наприклад, що забезпечують банківську систему, є надзвичайно важливими. Ці зміни відстежуються на апаратному рівні. На жаль даний методне дозволяє визначити, який біт був інвертований, а у випадку, коли інвертується два біти, метод це не виявить. Тому було розроблено метод Chipkill,який дозволяє на апаратному рівнівизначити, який біт був інвертований і виправити його. Причому визначити помилку не одного, а кількох бітів. Також є й інші методи корекції помилок – memory scrubbing , Intel SDDC .

Мікросхеми можуть мати розрядність 4 (х4) або 8 (х8), причому розрядність х8 є більш дешевою і не дозволяє використовувати методи Chipkill, memory scrubbing та Intel SDDC.

DDR 2 друге покоління цього виду пам'яті, що з'явилося в 2004 році. Відмінність від DDR полягає в удвічі більшій частоті шини, за якою дані передаються буфер. Головна відмінність полягає в тому, що даний вид пам'яті може працювати на більш високій частоті, тому що у DDR ​​було обмеження. Тести показують, що швидкість роботи DDR 2 трохи вище, ніж у DDR ​​наближаючись до заявленої.

Плати також відрізняються. Ключ зрушений ліворуч, ліворуч від ключа знаходиться 64 контакти, праворуч - 56, всього на одній стороні - 120, всього на двох сторонах - 240. Таким чином, пам'ять DDR не можна вставити в роз'єм DDR 2 і навпаки, тобто вони не взаємозамінні.

Є модулі DDR 2-400 (PC 2-3200), DDR 2-533 (PC 2-4200), DDR 2-667 (PC 2-5300), DDR 2-675 (PC 2-5400), DDR 2-700 (PC 2-5600), DDR 2-711 (PC 2-5700), DDR 2-750 (PC 2-6000), DDR 2-800 (PC 2-6400), DDR 2-888 (PC 2-7100) , DDR 2-900 (PC 2-7200), DDR 2-1000 (PC 2-8000), DDR 2-1066 (PC 2-8500), DDR 2-1150 (PC 2-9200), DDR 2-1200 ( PC 2-9600).

DDR 3 третє покоління цього виду пам'яті. Відмінність від DDR 2 полягає в зниженому енергоспоживання (на 40%), так як відбувся перехід на технології 90, 65, 50, 40 нанометрів (один нінометр дорівнює одній тисячній мікрометрі).

Плати також відрізняються. Ключ зсунутий ще ліворуч, ліворуч від ключа знаходиться 48 контактів, праворуч – 72, всього на одній стороні – 120, всього на двох сторонах – 240. Таким чином, пам'ять DDR 2 не можна вставити в роз'єм DDR 3 і навпаки, тобто вони не взаємозамінні.

Є модулі DDR 3-800 (PC 3-6400), DDR 3-1066 (PC 3-8500), DDR 3-1333 (PC 3-10600), DDR 3-1600 (PC 3-12800), DDR 3-1800 (PC 3-14400), DDR 3-1866 (PC 3-14900), DDR 3-2000 (PC 3-16000), DDR 3-2133 (PC 3-17000), DDR 3-2200 (PC 3-17600) , DDR 3-2400 (PC 3-19200)

DDR 4 наступне покоління цього виду пам'яті, яке планується випускати масово в 2013 році. Цей видпам'яті буде підтримувати частоти від 2133 до 4266 МГц/сек.

Пам'ять організована блоками по 8 біт, які становлять 1 байт. Щоб збільшити надійність пам'яті, іноді додається дев'ятий біт, званий битому парності, Який приймає значення таким чином, щоб сума всіх дев'яти біт становила певну величину по два модулі (0 або 1), і порушення цього правила означає помилку в пам'яті. За її наявності на екрані з'явиться повідомлення про помилку парності. Однак не всі мікросхеми мають 9 біт, тому що не у всіх модулях пам'яті використовується даний метод і такі мікросхеми трохи дешевші, ніж з перевіркою на парність. Деякі виробники на здешевленні мікросхем використовують 8 біт, обчислюють значення дев'ятого і посилають значення 9 біта в процесор, і такі мікросхеми важко від 9-бітних.

Деякі виробники випускають мікросхеми з корекцією помилокза тим самим принципом, як це зроблено в жорстких дисках, тобто дозволяють у деяких випадках відновити зіпсовану інформацію. Ця пам'ять використовує додатково 7 біт (ЕСС) для 32 розрядів і 8 для 64. Така пам'ять дорожча і використовується для комп'ютерів, які потребують особливої ​​надійності зберігання даних. У разі частого виникнення помилок можна за допомогою спеціальних програм визначити місце збоїв. Зазвичай для домашніх комп'ютерів використовується пам'ять без перевірки на парність та кодів ЄСС, оскільки робота пам'яті і так досить надійна. Якщо виникають помилки, то можна зробити перезавантаження комп'ютера, щоб позбавитися наведених помилок і, крім того, час від часу виконати тести пам'яті.

Оперативна пам'ять не вся складається з осередків пам'яті, що перезаписуються (RAM або ОЗУ - Оперативний Запам'ятовуючий Пристрій). Частина оперативної пам'яті складається з неперезаписуваних осередків (ROM або ПЗУ - Пасивний Пристрій, що запам'ятовує), вона не дозволяє записати в неї інформацію. Дані та програми, записані в ній, встановлені один раз і протягом тривалого часу не змінюються. Цей вид пам'яті використовується в BIOS і необхідний під час увімкнення комп'ютера, щоб можна було запустити операційну систему після увімкнення електроживлення.

Існує також пам'ять у BIOS, де зберігаються найважливіші параметри комп'ютерної системи, які можна коригувати. Після вимкнення електроживлення їх підтримує енергія електричних батарей або акумуляторів, що встановлені на материнській платі. Енергія цих батарей дозволяє працювати і системним годинникам, які працюють при вимкненому комп'ютері. Пам'ять, яка використовує енергію батарейок, буває різних типівАле варто досить дорого і як оперативна пам'ять не використовується.

Коли комп'ютер увімкненопроцесор звертається до вмісту пам'яті, що знаходиться за адресою 1 мегабайт -16, де знаходиться перша інструкція, яку потрібно виконати. Природно, що в цій клітинці знаходиться пам'ять ROM (тільки для зчитування), інакше вона не збереглася б. Перший мегабайт оперативної пам'яті досить визначений: на самому початку знаходиться таблиця векторів переривань, дані для BIOS або DOS, операційна система. Потім слідує область пам'яті, яка використовується для програм користувача, розміром до 640 кілобайт, кінець пам'яті (до першого мегабайта) виділений для відеобуфера BIOS та інших цілей операційної системи. Одна з відмінностей оперативної пам'яті від інших пристроїв полягає в тому, що після її встановлення комп'ютер сам її знаходить та тестує, жодної установки драйверів та нового математичного забезпечення при цьому не потрібне. Докладніше перші процедури після включення комп'ютера описані нижче.

Після увімкнення комп'ютерапочинає працювати спеціальна програма BIOS POST, причому перший кілобайт пам'яті зарезервований під таблицю векторів переривань (IVT), а верхня частина першого мегабайта містить програму завантаження операційної системи (BIOS). Ця програмазаповнює адреси програм переривань у таблиці IVT та дані, що знаходяться у другому кілобайті пам'яті, після чого завантажується завантажувальна програмав пам'ять за адресою 700h, і їй передається керування для завантаження операційної системи. Потім завантажується програма переривань і ядро ​​операційної системи, замінюється програма завантаження, далі ядро ​​операційної системи запускає конфігураційні файли Autoexec.bat і Config.sys (або файли Windows).

Операційна система DOS має спеціальну таблицю, звану списком списків, у якій є покажчик першу таблицю МСВ, де зазначено розподіл пам'яті для програм. Причому перший блок МСВ свідчить про розподіл пам'яті самої DOS, інші - для прикладних завдань. Однією задачі може належати кілька таких таблиць, у той час одна таблиця належить лише до однієї програмі. У цій таблиці визначається пам'ять перших 640 кілобайт, звідси й проблема деяких старих програм у межах 640 Кілобайт. Після закінчення роботи прикладної програми пам'ять повертається прикладною програмою для операційної системи. Якщо програма перестала працювати, але залишилася в пам'яті, то така програма є резидентної. Прикладом такої програми є програма роботи з мишею. Кожен блок МСВ знаходиться перед областю, що описується. Блок має 16 байт даних, які включають тип блоку, ідентифікатор (якщо 0, то пам'ять, що описується блоком, вільна) та інші дані. Щоб переглянути ланцюжок МСВ, можна скористатися програмою Debug або Mem з ключем /d.

Після увімкнення комп'ютера він працює в режимі реального часу. Потім завантажується Windows 9х і відбувається перехід у захищений режим. При емуляції режиму DOS програмівиділяється необхідна їй пам'ять та створюється таблиця векторів переривань, завантажуються програми емуляції операційної системи, необхідні їй драйвери та програми, після чого завантажується сама програма, яка починає виконуватись. Складається враження, що вона працює у реальному режимі часу, а насправді – у захищеному. Якщо викликати паралельно їй ще один режим емуляції DOS, то нове завдання знову буде виділено вже інша область пам'яті, де програма працюватиме зі створенням необхідної для неї середовища. Робота в системі Windows відбувається лише у захищеному режимі. Проте ранні системи Windows 9х іноді переходять у реальний режим, звертаючись до DOS до виконання системних процесів на низькому рівні, але їх виконання одночасно перетворюється на захищений режим.

Єдиним винятком із цього правила є перехід у системі Windows 98 за допомогою команди Пуск → Завершення роботи → Перезавантажити комп'ютер у режимі емуляції MS-DOS, у якому відбувається перехід у реальний режим роботи.

Чим більше програм працює, тим значніше за обсягом потрібна пам'ять для них. Крім того, можуть бути програми, які самі використовують велику кількість пам'яті. Якщо оперативної пам'яті не вистачає, то частина інформації переміщається у тимчасовий файл на жорсткому диску, причому це відбувається з областями, які рідко використовуються. Це призводить до зниження продуктивності використання цих областей, але дозволяє виконувати велику кількість завдань одночасно та підвищує продуктивність роботи комп'ютера. Тому чим більше оперативної пам'яті в комп'ютері, тим менше інформації потрібно скидати на жорсткий диск і тим швидше працює комп'ютер.

Оперативна пам'ять поділяєтьсяна п'ять областей, причому цей поділ зберігся від перших персональних комп'ютерів. Тоді пам'ять розміром кілька сотень кілобайт здавалася дуже значною за своїм обсягом і перші ХТ випускалися з пам'яттю трохи більше 640 Кбайт. Ця область пам'яті називається стандартною, базової, Основнийпам'яттю або звичайноюоперативної пам'яттю (Conventional Memory), у якій початок області віддано для операційної системи, а решта - для роботи програм. При цьому перший кілобайт призначений для таблиці векторів переривань, далі розташована область даних BIOS, а потім програма ядра операційної системи. Після розширення пам'яті комп'ютерів до 1 мегабайта, до якої можна було звертатися за допомогою виду адресації база: зсув, область пам'яті від 640 кілобайт до 1 мегабайта, звана UMA(Upper Memory Area або іноді Extended Conventional Memory), або верхняпам'ять, або старшапам'ять стала використовуватися для роботи операційної системи. Вона містить буфери для графічного адаптера, програми BIOS, буфери для сторінки пам'яті. Для того, щоб повноцінніше використовувати область перших 640 Кбайт, багато програм та драйверів завантажуються у верхню частину пам'яті, яка розташована від 640 Кілобайт до одного мегабайта. Робиться це в системі DOS за допомогою команди DOS = UMB Config .sys і команд Lh і Dh , які завантажують драйвери в цю область. Багато хто з цих проблем вирішується автоматично під час роботи з системою Windows.

У верхній пам'яті відведено: A 000-BFFF відеопам'ять (використовується не повністю), C 000-C 3FF для відеоадаптера EGA, BIOS ROM, C 000-C 7FF для відеобуфера VGA, BIOS RAM, C 800-CBFFмістить BIOS жорсткого диска, F 000-FFFF – BIOS, F 000-F 0FF – область для конфігурування Plug & Play, С000h-BAAAh – для адаптерів, що мають свої ROM BIOS.

Пам'ять понад 1 мегабайт називається розширеною або додатковою (XMSабо Extended) пам'яттю. Перші 64 кілобайт понад перший мегабайт називається HMA . До цієї області можна звернутись у реальному режимі. У ранніх комп'ютерах при зверненні на адресу FFFF :000F відбувався перехід на нульову адресу (0000:0000), тобто пам'ять представлялася циклічно. Згодом адреса вище першого мегабайта стала звертатися до даних, що знаходяться понад один мегабайт, а не до нульової адреси, і таким чином ці 64 кілобайти стали використовуватися в реальному режимі.

Для того, щоб використовувати пам'ять понад 1 мегабайт, були потрібні спеціальні системні утиліти Himem.sys і Еmm386.exe у файлі Config.sys, де пам'ять 64 кбайт понад 1 мегабайт підтримується драйвером Himem . Дані драйвери потрібні для систем DOS і Windows 3.11. За їх допомогою область розширеної пам'яті відображається на 4 сторінки по 4 кілобайти у спеціальному буфері у верхній області першого мегабайта (сторінковий режим). В даний час доступ до пам'яті понад один мегабайт використовується в захищеному режимі, який підтримується в системі Windows 95 і вище.

Особливе місце займає відеопам'ять. У ранніх моделях, коли виводилася переважно текстова інформація, відеобуфер перебував у верхній області першого мегабайта основний пам'яті і займав 16, 32 і більше кілобайт пам'яті. Однак з появою графічних режимів великої роздільної здатності для відеобуфера була потрібна значна за обсягом пам'ять, яку стали розташовувати на відеоплаті. Вона займає вже 64, 128, 256 і більше мегабайт пам'яті.

В оперативній пам'яті зберігся буфер з максимальним розміром 128 кілобайт, який відображає частину відеопам'яті відеоплати, що знаходиться в відеобуфері. З цим буфером працює центральний процесор, і він може різні моменти часу відображати там фрагменти відеопам'яті для обробки.

Сама відеопам'ять знаходиться на відеоплаті (або на материнській платі, якщо відеопідсистема інтегрована до плати) і потрібна для того, щоб створювати образ екрану і передавати його на дисплей. Так як зображення оновлюється кілька десятків разів на секунду, то під час виведення зображення з одного кадру екрана, наступний починає оброблятися в іншій частині пам'яті. При великій кількості обробки графічної інформації частина обчислень може бути віддана спеціальному процесору, який знаходиться на відеоплаті, наприклад, для таких цілей, як обчислення елементарних об'єктів зображень, що часто використовується у відеоіграх. Чим потужніший процесор на відеоплаті, тим якісніше зображення виводиться на дисплеї.

В реальному режиміРобота прикладна програма може користуватися всіма можливостями комп'ютера, практично не маючи обмежень. В захищеному режимісправа дещо інакше. Фізична адреса обчислюється не безпосередньо, а використовуючи спеціальні таблиці. У комп'ютері є чотири рівні пріоритетів, при цьому нульовий рівень належить самій операційній системі та має практично ті ж можливості, що й у реальному режимі. Рівні 1 та 2 мають менше можливостей, і на сьогоднішній день практично не використовуються. Останній, 3-й рівень використовується для прикладних програм. Програма даного рівня має менше можливостей втручатися в роботу операційної системи, однак для своєї роботи, наприклад, при зверненні до диска або іншого пристрою, вона може отримати від операційної системи потрібні дані. При цьому передбачається, що операційна система надійніша, ніж прикладна програма, що підтверджується практикою.

Обмеження закладені, перш за все, у самій процедурі перетворення адреси, так як при цьому використовуються спеціальні таблиці, де містяться поля з правами доступу та біти рівнів привілеїв запиту, які визначають, що може бути зроблено програмою у цій галузі пам'яті. Система DOS працює в реальному режимі, система Windows 95 і вище працює в захищеному режимі, тобто система Windows виділяє для прикладних програм всю пам'ять, що є на комп'ютері, яку сама і розподіляє.

При роботі у багатозадачному режимівідбувається часте перемикання між завданнями, коли операційна система виділяє якийсь проміжок часу одного завдання, потім іншого, потім третього, знову першого і т.д. Ці проміжки часу надзвичайно короткі і повторюються багаторазово за одну секунду, тому користувачу здається, ніби всі програми працюють одночасно, а саме, звучить музика, принтер виводить сторінку, вводиться символ з клавіатури в текст документа і т.д.

Для передачі керування від одного завдання до іншого, поточний станзавдання (точніше, основних регістрів у центральному процесорі) зберігається у спеціальній області пам'яті, званої стекомта перебуває в оперативній пам'яті. Потім викликаються збережені значення іншого завдання регістри центрального процесора і управління передається їм.

Те, кому і який час передати управління, операційна система вирішує залежно від алгоритму, вкладений розробниками під час її написанні. Можливо два різних режими роботи програм. У першому випадку процеси рівноправні, а у другому один процес має перевагу перед іншим і називається фоновим режимом. У разі програма отримує управління, коли основна програма перебуває у стані очікування, наприклад, введення від клавіатури, тобто використовує ті часові проміжки, коли основна програма вільна.

Під час звернення до підпрограми або перемикання від одного завдання до іншого потрібно тимчасово розмістити поточні значення, наприклад ті, що знаходилися в регістрах, в деяку область пам'яті. Тобто необхідно запам'ятати стан завдання в поточний час, щоб потім, відновивши їх, продовжити виконання програми. Для цього організована стекова система. Ідея її проста. В області пам'яті приділяється ділянка для організації стека. Спеціальний регістр вказує на поточну позицію в стеку, і коли це туди поміщається або витягується, він збільшується або зменшується на довжину даних. У стеку використовується принцип «останній прийшов, перший вийшов», тобто вибираються останні дані, потім передостанні і так далі. Дії з метою вибірки даних здійснює програміст під час написання програми. Якщо стек переповнений, тобто не вистачило області даних, виникає помилкова ситуація і на екрані з'являється повідомлення про це, а виконання завдання припиняється. Як правило, це не означає, що комп'ютер не працює або зламався, краще перезавантажити комп'ютер і почати працювати заново. Якщо дана помилкапродовжуватиметься в одній і тій же програмі, а інші програми працюють нормально, то винна програма, а не комп'ютер. Звичайно, така помилка може виникнути і з вини комп'ютера, наприклад, через погану оперативну пам'ять, але це зустрічається досить рідко.

Скільки потрібно оперативної пам'ятіу комп'ютері? Чим більше тим краще. Все залежить від тих програм, з якими працює користувач. Якщо їх багато і робота відбувається з графікою або відео, то потрібний значний обсяг пам'яті. Бажано мати для Windows 98 не менше 32 мегабайт, а для роботи декількох додатків - 64 і вище. Система Windows ХР вимагає значно більшої оперативної пам'яті. Для неї бажано мати 512 мегабайт, а краще 1 гігабайт. Наступні Операційні системи(Windows Vista , Windows 7) потребує ще більше пам'яті. Тому для цих систем потрібно мати не менше 1 гігабайта, а краще 2 або 3 гігабайти. Йдеться про 32бітні системи, які в основному поширені. Для 64-розрядних систем розмір пам'яті потрібно помножити на 2, тобто для Windows 7 потрібно мати мінімум 2 гігабайти, краще 3-4. Чим більше встановлено пам'яті, тим вище буде продуктивність комп'ютера, тим більше що ціни на пам'ять неухильно падають.

Якщо на екрані з'явиться повідомлення Parity Error, то серед причин найчастіше збій пам'яті. У такому разі вийдіть із Windows та увійдіть знову. Якщо це повідомлення часто з'являється, перевірте установки BIOS. Можна також встановити пам'ять, тобто вийняти її і знову вставити. Якщо помилки продовжуються знову, використовуйте тестову програму для перевірки пам'яті.

Основними характеристикамиоперативної пам'яті є час доступу (час виконання операції зчитування/запису, тобто час від початку циклу читання до отримання даних на виході), її розмір, продуктивність, розрядність і т.д. Продуктивність вимірюється в мегабайт у сік, це кількість даних, які пам'ять може зчитувати та записувати в одиницю часу. Розрядність шини пам'яті визначається кількістю біт, з якими може бути виконано операцію читання/запису за один момент часу. Ці та інші параметри розглянемо докладніше.

Пам'ять організованау вигляді матриці, приблизно як екран дисплея, на якому є стовпці та рядки, де на перетині кожен елемент є схемою з одного-двох конденсаторів і транзисторів. При читанні адреса перетворюється на номер стовпця (CAS) та номер рядка (RAS). При цьому вибирається вміст всього рядка, посилюється і передається в тимчасовий буфер, звідки вибирається за адресою стовпця елемент, який зчитується і передається вихід мікросхемі. Так як при переміщенні в тимчасовий буфер розряджаються конденсатори, то потім їх значення відновлюються. При записі подається номер рядка та стовпця, а в комірку на перетині рядка та стовпця записується потрібне значення.

Щоб прискорити операції, мікросхема може мати кілька таблиць, як правило, 4, 8 або 16. Якщо мікросхема дозволяє зберігати 1 Мбайт пам'яті і має 8 ліній вводу/виводу, кожна лінія обслуговує матрицю розміром 128 Кбайт або 1 Мбайт, що називається глибиною адресного простору. В даному прикладіпри зверненні до цієї мікросхеми вона зможе видавати значення байта, кожен біт якого перебуває у різних матрицях. Чим більше ліній вводу/виводу, тим більше даних можна отримати одночасно.

Одним із основних параметрів виступає час доступудо даних, що чим менше, тим краще і може бути від 40 до 80 наносекунд. З цим параметром часто співвідноситься мінімальний період синхронізації, який дорівнює 10 нс, відповідає часу доступу 50 наносек, 12нс - 60нс і т.д. Якщо пам'ять працює повільніше, ніж вимагає системна шина, то комп'ютер працюватиме повільніше, оскільки виникнуть затримки очікування процесора. Тому необхідно вибрати оптимальну пам'ять за ціною та продуктивністю.

Оперативна пам'ять монтується в так званих банках. банк- Комплект мікросхем, що забезпечує необхідну розрядність). Якщо працює 32-розрядна системна шина (486), а мікросхема має 8 ліній вводу/виводу, то необхідно 4 мікросхеми (4х8=32 ліній), і вони, якщо встановлені на одній пластині, складають банк, у Pentium – 64 ліній і тому потрібно 8 мікросхем без перевірки на парність, 9 - з перевіркою. Банк – це мінімальний обсяг пам'яті, з яким може працювати процесор за одне звернення. Банк може бути заповненим та незаповненим, часткове його заповнення не допускається. Якщо модулі пам'яті знаходяться на пластині, яка кріпиться на материнській платі, то комплект роз'ємів, в яких будуть розташовуватися пластини з мікросхем оперативної пам'яті, що забезпечують необхідну розрядність, також називається банком. Банк може містити як один, так і кілька роз'ємів на материнській платі. Усередині банку мікросхеми повинні підбиратися одного виду та одного обсягу, бажано одного виробника. Різні банки за своїми характеристиками можуть відрізнятися і бажано мінімізувати відмінності, інакше вони не зможуть узгоджено працювати. Сучасні комп'ютеримають оперативну пам'ять, у якій один банк розташований одній пластині.

Однією з найважливіших характеристик пам'яті є пакетний цикл обміну, який з'явився у 486 процесорах та моделях Pentium. При звичайному циклі обміну вказується адреса і одна дана, при пакетному циклі вказується адреса і кілька сусідніх (послідовно розташованих) даних. У цьому перше це зчитується довше, а такі - швидше. Запис 5-2-2-2 означає, що зчитування першого даного потрібно 5 одиниць часу (системних тактів), а наступних - по два. Або для читання першого цього потрібно 4 такти очікування (один такт на операцію читання), і по одному такту очікування для наступних тактів (4-1-1-1). Коли написано, що час доступу становить 40 нсек, потрібно мати на увазі, що йому відповідає перше звернення до пам'яті, наступні будуть швидше. Інші параметри визначають час робочого циклу, і якщо час доступу 50 нс, то робочий цикл становитиме 20 нс запису 5-2-2-2.

Для материнської плати 486 із тактовою частотою 33 МГц застосовуються елементи пам'яті з часом доступу 70 нс (наносекунд). Швидші плати повинні працювати з пам'яттю доступу 60 нс і менше. Плати Pentium використовують пам'ять із часом доступу 40 нс і менше. Час доступу вимірюється в наносекундах, де 1нс = 0,000000001 сек. Якщо обсяг вибірки з чіпа становить 1 байт, такий чіп називається шириною в байт, якщо 4 біта, то шириною в німбл (німбл - половина байта або 4 біта).

Мікросхеми пам'яті не встановлюються безпосередньо на материнську плату, вони групуються в кілька модулів і встановлюються на спеціальній пластині, яка називається форм-фактором SIMM (застаріла) або DIMM, які вставляють у спеціальний роз'єм. Часто ємність мікросхеми вимірюється у бітах, а пластини – у байтах.

На пластинах бажано встановлювати пам'ять з одним часом доступу, бажано одного типу та однієї компанії. Не всі слоти для оперативної пам'яті необхідно вставляти пластини, тобто можна залишати слоти вільними. Наприклад, 512 Мб можна вставити у двох варіантах: або 4 слоти по 128 Мб, або один слот 512 Мб. На кожній пластині може бути різна кількість пам'яті. На пластині може бути кілька елементів, кожен з яких може містити 256 Кб, 1 Мб, 4 Мб та деякі інші.

Оперативна пам'ять на материнській платі відрізняється від відеопам'яті, пам'яті в принтері та кеш-пам'яті тим, що їх не можна міняти один з одним, тому що вони випускаються в різному виконанні та мають свої характеристики, але принципи їхньої роботи однакові.

Типи оперативної пам'яті

Оперативна пам'ять називається RAM(Random-Access Memory – пам'ять з довільним доступом). У 70-80-х роках у нас в країні використовувалася серія машин ЄС (Єдина Серія), в якій оперативна пам'ять називалася ОЗУ (Оперативний пристрій). Тому досі в комп'ютерній літературі може трапитися і таке найменування.

Інший вид пам'яті ROM(Read Only Memory – пам'ять тільки для читання). Як видно з назви, вона може бути використана тільки для читання без можливості запису. Подібна пам'ять використовується для BIOS-пам'яті, де зберігається важлива інформація, яка не повинна бути стерта. Ця пам'ять буде розглянута далі в інших розділах.

Поділ пам'яті.Оперативна пам'ять поділяється на динамічну та статичну пам'ять:

- SRAM(Static RAM - статична RAM) - має швидкий доступдо інформації і не вимагає регенерації, проте дещо дорожче, ніж DRAM. Використовується в основному для кеш-пам'яті та в регістрах.

- DRAM(Dynamic RAM – динамічна RAM) – вимагає регенерації, у зв'язку з чим час доступу більше, ніж у попереднього виду. Майже всі сучасні модулі оперативної пам'яті для персональних комп'ютерів мають такий стандарт.

На малюнку вище показано елемент пам'яті DRAM. Фактично це мікросхема, кілька мікросхем встановлюються на пластину.

- SD RAM(Synchronous Dynamic RAM – синхронна динамічна RAM) – підклас пам'яті DRAM, який має особливість у тому, що використовує синхронний обмін даними. Тобто, дозволяє отримувати команди незалежно від того, виконана була попередня команда чи ні.

У силу того, що динамічна пам'ять дешевша, то саме вона і використовується для оперативної пам'яті. Вона виготовлена ​​з найдрібніших конденсаторів та транзисторів для управління процесом заряду. Фізично пам'ять виконана з напівпровідникового матеріалу із заснуванням елементарних осередків, у яких зберігається інформація рядків від 1 до 4 біт. Рядки об'єднані в матриці, які називаються сторінкою, які у свою чергу створюють масив, званий банком. При зчитуванні інформації конденсатори розряджаються і визначається, був у ньому заряд чи ні. Якщо заряд був присутній, то конденсатор заряджається. Згодом заряд стікає і час стійкого зберігання вимірюється в мілісекундах. У статичній пам'яті на один біт пам'яті задіяні два транзистори, один увімкнений, інший вимкнений, вони відповідають двом станам пам'яті. У той же час у динамічної пам'яті використовується один транзистор на один біт, тому на одній і тій же площі розміщено більше пам'яті, однак працюватиме вона трохи повільніше. Тому для кеш-пам'яті використовується статична пам'ять.

Для збереження інформації використовується операція перезапису, яка називається регенерацією пам'яті, при якій конденсатори заряджаються. Однак центральний процесор має доступ до даних у циклі, вільному від регенерації. Для узгодження між оперативною пам'яттю і тактовою частотою процесора існує параметр - цикл очікування (Waitstate), що вказує на кількість тактів, який повинен пропустити процесор між двома операціями доступу до системної шини. Чим більше циклів у цьому параметрі, тим повільніше працює комп'ютер. Для встановлення цього параметра використовується програма Setup.

DRAM застосовувалася в основному в комп'ютері 80286 та частково в 386SX. В даний час вони використовуються як складові модулі пам'яті SIMM, DIMM, які будуть розглянуті далі.

Модулі пам'яті можуть відрізнятися один від одного за типом архітектури (Std або FPM, EDO, BEDO і SDRAM), типу розташування (DIP, SIMM, DIMM та інші), за способом контролю помилок. Можуть мати інші відмінності, наприклад, різні номінали напруги, параметри регенерації та ін.

Методи контролю помилок. Модулі пам'яті поділяються на такі типи:

Без паритету, тобто перевірки на помилки. Цей вид найпоширеніший, оскільки пам'ять працює досить надійно;

З паритетом, тобто перевіркою на непарність, у своїй у разі виникнення помилок посилається сигнал центральному процесору їх наявність;

ЕСС – контроль із кодом, який дозволяє відновити дані у разі помилки;

EOS – контроль із кодом для відновлення інформації при виникненні помилки та перевірки на непарність;

Модулі, які штучно видають біт непарності шляхом його перерахунку, тобто майже без паритету. Дозволяють працювати на тих платах, які потребують паритету.

Перевірка парності означає таке. Кожен байт, як відомо, містить вісім бітів. Деякі види пам'яті містять замість восьми - дев'ять байт, дев'ятий для перевірки на парність, тобто береться сума перших восьми байт за модулем 2 це значення міститься в дев'ятий біт. При читанні даних, якщо сума не співпадає зі значенням у дев'ятому біті, то видається помилка, яка називається помилкою парності. Аналогічно проводиться перевірка по непарності, як у дев'ятий біт заноситься значення, протилежне сумі перших восьми біт. Наприклад, якщо є значення перших восьми бітах “00100100”, то сума дорівнює двійковій системі 10В. Значення за модулем два дорівнює нулю. При перевірці на непарність, у дев'ятий біт буде вміщено значення "1" (протилежне нулю). Для перевірки по непарності, значення дорівнює “001001001”. Найчастіше використовують перевірку по непарності, оскільки обнулення ділянки пам'яті виявляється саме цією перевіркою (при цьому сума нулів буде парна і дорівнює нулю для всіх дев'яти бітів). Можна використовувати пам'ять із перевіркою на парність у системах, які її вимагають, але з навпаки.

Таким чином, якщо є 9 мікросхем, то одна плата з мікросхем служить для перевірки парності, 8 - без перевірки, тобто число мікросхем буде кратно 9 або 8 біт пам'яті. В Останнім часом, враховуючи надійність мікросхем, що випускаються, біт парності не використовується (наприклад, для схем 16 Мб одна відмова на 2-3 роки безперервної роботи). Пам'ять із перевіркою парності (Parity – парність) використовується в системах, де надійність дуже критична, тобто в серверах, які, крім того, постійно завантажені. У деяких випадках, коли материнська плата вимагає присутності біта парності, можна використовувати мікросхеми оперативної пам'яті, які емулюють біт парності, тобто фактично не мають дев'ятого біту і не здійснюють перевірку парності.

Існує пам'ять, звана EСС, яка рідко використовується, але дозволяє коригувати помилки при їх виникненні, тобто при виникненні помилок здійснює аналіз і може відновити зіпсований біт.

Надійність підвищується за більшої міри інтегрованості. Вона більш висока через те, що має менше з'єднань, тому краще купувати одну мікросхему 512 Мб, ніж чотири по 128 Мб. У разі можна використовувати в повному обсязі слоти для оперативної пам'яті, лише деякі, що дозволяє надалі наростити пам'ять.

Чергування пам'ятіорганізовано таким чином, щоб під час здійснення регенерації в одному банку (при цьому з ним не можна працювати) інший банк дозволяв виконати операції читання/запису. При цьому суміжні блоки даних знаходяться у різних банках. З огляду на те, що часто відбувається читання послідовних даних, використовуються різні банки при кількох операціях читання/запису.

Розбиття пам'яті на сторінки. Адресація організована подібно до таблиці, де кожен елемент таблиці відповідає елементу пам'яті в комп'ютері, тобто для звернення потрібно вказати спочатку номер рядка, потім стовпця. У випадку, коли наступне дане знаходиться поруч, адреси рядків можуть збігатися, тому при операції з сусіднім осередком вказується тільки адреса стовпця, що підвищує швидкість пам'яті.

Пам'ять, що розділяється. Пам'ять, до якої можуть звертатися різні пристрої. Наприклад, пам'ять адаптера, що розділяється, дозволяє допускати звернення до неї як з боку системної шини, так і з боку адаптера.

Тіньова пам'ять. В силу того, що дані, що знаходяться в BIOS, зчитуються досить повільно, а можуть вимагатися часто, вони копіюються в область оперативної пам'яті і далі, під час роботи операційної системи, зчитуються звідти, а не з BIOS. Тіньова пам'ять може бути реалізована як програмними, і апаратними методами.

Нестандартна пам'ять. У комп'ютері може зустрітися нестандартна пам'ять, що має місце у переносних комп'ютерах. Як правило, серед них поширено багато видів, проте потрібно набувати пам'яті лише того виробника, модулі якого використовуються в комп'ютері. Купівля інших виробників часто буває дешевшою, проте вони можуть не підійти через особливі вимоги. Пам'ять для переносних комп'ютерів дещо дорожча, ніж для стаціонарних. Сучасні моделі ноутбуків переходять використання тих видів пам'яті, які використовуються в стаціонарних комп'ютерах.

В різних видах ноутбуківдля установки оперативної пам'яті є отвори у різних частинах корпусу, тому їм потрібно мати відповідну інструкцію. У сучасніших ноутбуках пам'ять стає стандартизованою.

Тип архітектури

Найпершою була архітектура FPM DRAM(Fast Page Mode DRAM - швидка зі сторінковим способом), що має два види пам'яті з різним часом доступу: 60 та 70 нсек; мікросхеми з доступом 60 нсек працюють при частоті системної шини 60, 66 МГц. FPM називається також стандартною пам'яттю і працює в пакетному режимічитання циклу 5-3-3-3.

Наступною модифікацією пам'яті є EDO DRAM(Extended Data Output DRAM – розширений висновок даних DRAM). Швидкодія досягається за рахунок додаткових регістрів, в яких зберігаються дані протягом наступного запиту до мікросхеми і дозволяють розпочати наступний цикл до того, як закінчиться попередній. Працює на 10-15% швидше ніж FPM DRAM. Має час доступу 50 нсек, 60 нсек (для шини з частотою 66 МГц) та 70 нсек. Використовується на материнських платах із частотою шини до 66 МГц та процесорами Pentium, рідше з 486-процесором. З огляду на те, що з частоті системної шини понад 66 МГц працює нестійко, поступово пішла з ринку.

EDO забезпечує конвеєризацію під час роботи пам'яті. Вона використовується у платах SIMM-72 та DIMM, при цьому в них не використовується перевірка на непарність, але можуть запам'ятовуватися контрольні суми ЄСС. Цей тип пам'яті може використовуватися як в оперативній пам'яті, так і відеопам'яті. Для роботи з цим типом потрібно, щоб BIOS міг працювати з ними, тому старі материнські плати можуть їх не підтримувати. Деякі плати визначають за допомогою відповідного BIOS тип модуля пам'яті та допускають одночасне встановлення стандартної та EDO пам'яті. Досягає за пакетного режиму читання циклу 5-2-2-2.

BEDO(Burst EDO – пакетний EDO) – дозволяє зчитувати дані блоками або пакетами за один такт. Розвинулася із SDRAM і працює на частоті системної шини 66 МГц. У BEDO отримали розвиток принципи конвеєрної обробки. Ця пам'ять вимагає більше часу на вибірку першого даного в пакетному режимі, але забезпечує швидшу вибірку наступних даних. Вона також використовується у платах SIMM-72 та DIMM. Досягає за пакетного режиму читання циклу 5-1-1-1.

SDRAM(Synchronous DRAM – синхронна DRAM) – забезпечує конвеєрну обробку даних та чергування адрес, що збільшує її продуктивність. Всі операції в таких мікросхемах синхронізовані з тактовою частотою CPU і працюють із тактовими частотами системної шини до 133 МГц, причому час робочого циклу становить 8-10 нс при частоті системної шини 100 МГц. Для сучасних шин існує пам'ять РС100, РС133 де цифри вказують частоту системної шини. Працює швидше, ніж EDO DRAM, проте при частоті шини до 66 МГц різниця у продуктивності не суттєва.

Пам'ять SDRAM є найбільш перспективною, особливо на великих тактових частотах системної шини комп'ютера, яку може ефективно підтримувати пам'яті інших типів. Ця пам'ять встановлюється на платах DIMM або мікросхема на системну або відеоплату. Досягає за пакетного режиму читання циклу 5-1-1-1.

SDRAM II(DDR SDRAM) дозволяє обробляти команди доступу паралельно у тому незалежних банках пам'яті, що прискорює час доступу. Дана пам'ять прискорює роботу за рахунок використання переднього фронту та спаду імпульсу в два рази, має позначення РС1600, РС2100, де цифри позначають кількість Мбайт/сек, які можуть бути передані по шині, відповідно 1600 Мбайт/сек з використанням системної шини 100 Мгц, а 2100 – для 133 МГц. Однак вони повинні підтримуватись чіпсетом, про це можна проконсультуватися у посібнику на материнську плату. Докладніше про пам'ять DDR, DDR2, DDR3 розказано вище.

Пам'ять Direct RDRAMє перспективною пам'яттю, на яку перейшла компанії Intel. Вона може працювати з тактовою частотою шини 400 Мгц/сек, з пропускною здатністю до 1600 Мгц/сек, дозволяючи передавати дані на передньому і задньому фронтах імпульсу, забезпечує конвеєрну вибірку даних. Крім зазначених, існує пам'ять SLDRAM, яка, як і Direct RDRAM, на частоті 400 МГц дозволяє здійснювати передачу даних до 1600 байт/сек.

Існують модифікації вищезгаданих типів пам'яті, наприклад, CDRAM (Cashe RAM), EDRAM (Enhanced RAM) – є пам'яттю DRAM, в якій є статична пам'ять, використовується як буферна пам'ять у модулі. Час доступу до даних у зазначених видах пам'яті становить від 50 до 70 нс.

Крім того, існують інші види пам'яті, які встановлюються на графічних картах (але не для оперативної пам'яті) – VRAM , SGRAM , GDDR 2, GDDR 3, GDDR 4, GDDR 5 . Де GDDR 2 побудований на основі DDR 2, GDDR 3, GDDR 4, GDDR 5 побудовані на основі DDR 3.

Сучасні комп'ютеривикористовують DDR, DDR 2 та DDR 3.

Види корпусів, пластин. Встановлення пам'яті

Розміщення модулів.У старих комп'ютерах могли використовуватися додаткові карти збільшення оперативної пам'яті до 32 мегабайт. Така пам'ять встановлювалася не за допомогою DIMM і SIMM модулів, а за допомогою спеціальної карти, подібно до звукової відеокарти. Проте нині ці карти не виробляються.

Щоб не мати труднощів з установкою та використанням мікросхем, пам'ять міститься на одній пластині, яка вставляється у спеціальне гніздо на материнській платі. У старих моделях комп'ютерів модуль DRAM може бути виготовлений у корпусі із дворядним розташуванням висновків. Під час встановлення та вилучення цих елементів необхідно уважно стежити, щоб ніжки не погнулися. Для випрямлення ніжок використовують тонкі плоскогубці.

DIP(Dual In-line Package – корпус з двосторонніми висновками) – також старий вид пам'яті, ємністю до 1 мегабіт, що знаходиться на материнській платі для моделей 8086, 286, 386, а також на графічних адаптерів. Наразі для оперативної пам'яті вони практично не використовуються. Зовнішній їхній вигляд показаний на малюнку нижче. Наступні види пам'яті випускаються як пластинок, у яких перебувають мікросхеми пам'яті.

Сучасні мікросхеми випускаються з корпусами: DIP, ZIP із зигзагоподібним розташуванням контактів, іноді випускаються для відеопам'яті, SQJ використовується в платах SIMM або для спеціальних роз'ємів на відеоплаті, TSOP - для встановлення DIMM на плату.

Модулі SIPP(Single Inline Pin Package – корпус з одним рядом дротяних висновків), або SIP (застарілий). Щоб зменшити місце на материнській платі, модулі DRAM розташовуються на пластині, яка має 30 висновків. Зовнішній вигляд цієї плати показаний малюнку. До застосування SIPP використовувалися модулі SIP, але вони безнадійно застаріли.

На малюнку вище показано плату SIPP, а малюнку нижче - SIMM.

Модулі SIMM(Single Inline Memory Modules - модулі пам'яті в один ряд), у просторіччі звані “сими” з наголосом на останньому складі. Плата SIMM відрізняється від модуля SIPP тим, що має інший вид контактів, що розташовані на пластині, що видно на малюнку. Дані модулі мають мікросхеми пам'яті з 8, 16, 32 і більше Мб пам'яті.

Всі мікросхеми, що знаходяться на платах SIMM, DIMM, припаяні до плати, і замінити їх практично неможливо, тому при несправності одного модуля необхідно замінити всю плату.

Для 30-контактних модулів SIMM потрібно використовувати 4 модулі для 486-процесора, тому що один модуль має розрядність 8 біт (8 х 4 = 32), а для Pentium – 8, щоб забезпечити 64-розрядність. 72-контактні модулі SIMM мають розрядність 32, тому для 486-процесорів потрібно встановити одну плату, Pentium – дві. Модулі DIMM Pentium встановлюються по одному на материнську плату.

Раніше застосовувалися пластини із 30 висновками. В даний час модулі пам'яті мають 72 контакти. Гніздо, куди вставляються пластини з пам'яттю, показано на малюнку нижче.

Щоб її зняти, потрібно відігнути два затискачі по краях плати та нахилити плату, після чого вийняти. Стрілки показують, куди необхідно натискати. Вставка проводиться в зворотному порядку. Плата підноситься під кутом і перетворюється на вертикальне положення. Затискачі по краях самі встановлюються на місце, як це показано на малюнку нижче.

Якщо ви збираєтеся купити комп'ютер і на системній платі є чотири роз'єми для пам'яті, бажано вибирати той комп'ютер, де заповнені не всі слоти, щоб надалі можна було додати інші модулі. Найкращим способомПеревірити працездатність пам'яті є встановлення її в комп'ютері та запуску діагностичної програми.

Спочатку такі модулі використовували стандарт SIMM, а потім з'явилися модулі DIMM. Модуль SIMM дозволяє зчитувати один раз байт. При установці кількох модулів SIMM часто потрібно, щоб вони мали однакові характеристики, підпорядковувалися одним сигналам і збігалася швидкість вибірки. Часто мікросхеми з модулями різних компанійабо різних типів однієї компанії були сумісні з іншими.

Модулі можуть бути односторонніми та двосторонніми, при цьому односторонні мають, як правило, мікросхеми на одній стороні плати, у двосторонніх, в яких знаходиться два банки, модулі розташовані на двох сторонах.

Для материнської плати з процесором Pentium використовуються банки пам'яті, які працюють із SIMM та DIMM модулями.

DIMM(Dual In-Line Memory Module - упакована в два ряди на корпусі пам'ять) має 168, 184, 200 або 240 контактів та менший час доступу, ніж на платах SIMM. Крім того, на платах подолано обмеження на розмір оперативної пам'яті 128 мегабайт. Тепер вона може досягати значної величини, яка вказана у документації на плату. Плати містять 2 ряди по 92 або 120 контактів (всього 184 або 240, у старих комп'ютерах - 168). За рахунок більшої кількості контактів збільшується кількість банків у модулі. У модулі DIMM вже 32 або 64 лінії для зчитування даних (відповідно 4 або 8 байт) та з'явилася можливість встановлювати їх у різних комп'ютерах. Крім того, модулі DIMM мають більше ліній заземлення. На платі може розташовуватися енергонезалежна пам'ять, де знаходяться параметри мікросхем. Якщо потрібний тип мікросхеми відсутня, плата не зможе працювати з такою пам'яттю. На відміну від плат SIMM, плати DIMM вставляються вертикально. Встановлення плат цього виду пам'яті відображається у розділі підключення комп'ютера.

SO DIMM(Small Outline DIMM – малогабаритний DIMM) – плати, на яких є 72, 144, 168 або 200 контактів та які використовуються для ноутбуків. Дана пам'ять має 16 незалежних каналів пам'яті та дозволяє працювати з різними пристроямита програмами, які звертаються до різних областей пам'яті одночасно.

Існує також вид – DDR 2 FB - DIMM, що використовується в серверах, RIMMмає 168, 184 або 242 контакти та металевий екран для захисту контактів від наведень (використовується для пам'яті RIMM , яка майже зійшла з виробництва), MicroDIMMз 60 контактами для субноутбуків та ноутбуків.

Крім того, існує низькопрофільна(Low profile ) пам'ять, яка має знижену висоту плати для встановлення у низькопрофільних корпусах. Зазначимо також, деякі плати, що працюють на підвищених частотах можуть мати радіатор у вигляді пластинок.

Встановлення пам'яті.Для встановлення модулів пам'яті SIMM потрібно спочатку зняти кришку системного блоку, вийняти старі модулі (якщо це необхідно) та встановити плати так, як описано вище. Старі плати можуть вимагати встановлення перемичок під час додавання пам'яті. Далі слід закрити кришкою системний блок. При роботі пам'ятайте про електростатичну електрику, модулі при перевезенні з магазину повинні знаходитися в антистатичних мішечках, при установці мікросхем не можна торкатися пальцями контактів, оскільки на пальцях є жир, який може спричинити поганий контакт. Встановлюючи модулі, не сильно натискайте на них, інакше можна пошкодити материнську плату. При незручності установки краще зняти материнську плату. Якщо модуль не встановлюється, то, можливо, вставляється не тією стороною, і в цьому випадку спробуйте перевернути модуль. Карти SIMM вставляються похило, а плати DIMM вертикально.

Потім потрібно перевірити, чи система визначила наявність пам'яті, розмір якої можна дізнатися з програми BIOS. Можна також запустити тестову програму для перевірки встановленої пам'яті, чи немає дефектів у мікросхемі.

Зауваження.Мікросхеми пам'яті значно менші, ніж корпус, в якому вони знаходяться, але для того, щоб було комфортно їх монтувати, і для дотримання температурного режиму вживається конкретно така конструкція.

Карта розширення пам'яті використовувалася для 286, тому що материнська плата не мала спеціального слота для пам'яті. Ця карта підключалася до системної шини та вимагала спеціального драйвераз певним стандартом, що називався Lim (Lotus, Intel, Microsoft).

Перші стандартні плати для нових процесорів Pentium мали, як правило, два види роз'ємів для оперативної пам'яті: SIMM і DIMM, кожен з яких називається банком, причому їхня нумерація починається з нуля (Банк0, Банк1 і так далі), проте багато плат не дозволяють використовувати обидва ці типи пам'яті на платі. Банки заповнюються послідовно, тобто спочатку необхідно встановити Банк0, потім Банк1. Отже, не можна встановити лише один Банк1. Можна спробувати визначити, яка пам'ять на пластині: з контролем парності чи ні. Якщо на пластині є 8 мікросхем, вона без контролю, якщо дев'ять - то з контролем. Зрозуміло, що це пов'язано з наявністю дев'ятого біта в байті, який використовується для перевірки парності. В даний час плати для процесорів Pentium випускаються тільки з роз'ємами DIMM.

Існувала спеціальна плата-перетворювач, яка вставлялася в роз'єм SIMM, а в неї модулі пам'яті, тобто якщо зайняті всі роз'єми SIMM, то їх можна встановити на перетворювач і отримати вільні роз'єми, куди можна додати додатково оперативну пам'ять.

Номери банків оперативної пам'яті іноді маркують на материнській платі.

При збоях у роботі оперативної пам'яті слід протерти гумкою контакти та вставити її знову, потім поміняти плати між собою. Якщо пам'ять запрацювала, то причиною міг бути поганий контакт, тому що графічна плата споживає багато енергії та досить сильно нагрівається. Тому при установці потрібно її розмістити таким чином, щоб між нею та іншими платами був вільний простір, бажано біля вентилятора. При цьому потрібно простежити, щоб лопаті вентилятора не торкалися дротів, інакше він вийде з ладу.

Маркування.На платах може зустрітися маркування 1//9//70, яке позначає 1 - з перевіркою парності (9 - число мікросхем), 70 - час доступу в наносекундах. Чим воно менше, тим краще, але має підтримуватись усіма пристроями, насамперед материнською платою.

Остання цифра часто визначає час доступу в наносекундах, який може визначати як значення, так і в десять разів менше. Наприклад, час доступу 70 наносекунд може бути маркований як 70 або просто -7. Значення для SDRAM можуть бути –10 (означає 50 нс), –12 (60 нс) та –15 (70 нс).

У нових мікросхемах спочатку за допомогою кількох символів вказується назва компанії-виробниканаприклад, M (компанія OKI), TMM (Motorola), МТ – Micron, GM – LG і т.д. Кожна з компаній має код – вид шифру, про який можна дізнатися через систему Інтернет, звернувшись до сторінки компанії-виробника.

Кеш-пам'ять

Оперативна пам'ять – не вся пам'ять, яка знаходиться у комп'ютері. Крім неї існує кеш-пам'ять, яка є буфером між центральним процесором та оперативною пам'яттю, про яку вже згадувалося. У центральному процесорі є також спеціальна кеш-пам'ять для перетворення лінійної адреси у фізичну, щоб її повторно не обчислювати. Є кеш-пам'ять для роботи з різними пристроями (наприклад, з жорстким диском), яка дозволяє прискорити операції введення-виводу, буфер для клавіатури та ін. Всі ці види пам'яті не видно і часто не відомі навіть програмісту, оскільки вони реалізуються на апаратному рівні.

У цьому розділі буде розглянута кеш-пам'ять, що працює з процесором і знаходиться між центральним процесором та оперативною пам'яттю. Застосування кеш-пам'яті може значно збільшити продуктивність комп'ютера, оскільки скорочує час простою процесора. досягається це через те, що передача даних від кеша або до нього проводиться швидше, ніж до оперативної пам'яті. Якщо процесор повинен записати дані в оперативну пам'ять, то натомість відбувається запис у кеш-пам'ять, а процесор при цьому продовжує працювати. Далі, незалежно від роботи процесора, при звільненні системної шини, за допомогою кеш-контролера відбуватиметься передача даних в оперативну пам'ять. У цьому є можливість як записи, а й читання даних із кеш-пам'яті.

Дія кеш-пам'яті ефективно завдяки тому, що програми обробляють, зазвичай, одні й самі дані. Крім того, команди програми розташовані одна за одною або всередині циклу, що збільшує можливість присутності даних в кеш-пам'яті. Якщо необхідні дані для читання знаходяться в кеш-пам'яті, то говорять про влучення в неї, якщо потрібні дані не знаходяться в ній, їх потрібно зчитувати з оперативної пам'яті і говорять про промах. Загалом, суть кеш-пам'яті у збереженні образу областей з оперативної пам'яті, що працює швидше.

Принципи організації кеш-пам'яті. Кеш із прямим відображенням (Direct -mapped cache ) частковий або набірно-асоціативний (Set-associative cache). Як він працює? Адреса даного, яке потрібно прочитати, поділяється на три частини. Перша називається тегом, другий визначає рядок, третій стовпець. Кеш організований як таблиці з рядків певної довжини, наприклад, по 1+16=17 байт, де у першому осередку міститься значення тега, а далі перебуває 16 значень даних. Отримавши адресу (наприклад, 123003Аh), він ділиться на три частини: тег (123h), номер рядка (003h) та номер стовпця (Аh). У цьому прикладі наведено умовне розбиття, оскільки розмірність чисел то, можливо інший. За номером визначається номер рядка, у прикладі він дорівнює 4 (003h , де – 000h -перший рядок, 001h -другий, 002h– третя, 003 h - Четверта і т.д.). На початку рядка є значення тега, яке порівнюється з тегом отриманої адреси (123h). За їх відповідності відбувається вибірка або запис даного з відповідної позиції (Аh – одинадцяте значення, також 0h – для першого, 1h – для другого, … Аh – для одинадцятої); якщо вони не відповідають, то необхідного цього в кеш-пам'яті немає і воно вибирається з оперативної пам'яті. Даний тип кеш-пам'яті використовується у 386 процесорах.

Повністю асоціативна архітектура може зберігати рядок даних у будь-якому місці кеш-пам'яті. Адреса, за якою це зчитується, ділиться на дві частини: тег і номер у рядку. При необхідності зчитування або запису відбувається перевірка тегів у всій кеш-пам'яті і це вибирається, якщо є збіг. У цьому вся методі потрібно вже більше дій знаходження даного, оскільки потрібно переглядати значення всіх тегов у пам'яті, тобто більше апаратних витрат.

Набірно-асоціативнаархітектура використовує комбінацію вищезазначених методів і є найпоширенішою. І тут кілька рядків об'єднуються у звані набори. Адреса ділиться на три частини, третя, як і раніше, визначає номер цього рядка, середня – номер набору, а перша частина є тегом. По середній частині адреси визначається набір, де шукається рядок, який має спочатку номер тега, що збігається з першою частиною адреси даного. Якщо вона є, дані пересилаються з кеш-пам'яті в центральний процесор, якщо ні, то операція проводиться з оперативною пам'яттю.

Багато процедур використовують кеш-пам'ять для даних та кеш окремо для команд центрального процесора. Цей метод називається Гарвардським. Якщо такого поділу немає, то метод називається Прінстонським.

Крім вищезгаданих методів, кеш-пам'ять може бути організована різними способами.

При наскрізний запис (Write Through ) після запам'ятовування кеш-пам'яті здійснюється запис до оперативної пам'яті. Це найпростіший у сенсі реалізації спосіб, проте не найшвидший, тому що після запису в кеш-пам'ять процесор може продовжити роботу, і якщо йому знадобиться шина для отримання або запису даних, вона буде зайнята для запису в оперативну пам'ять, в результаті простоюватиме центральний процесор. Такий метод використовували перші процесори з кеш-пам'яттю (486), проте спостерігається перехід до інших методів.

Метод буферизації наскрізного запису (Buffered write through) є удосконаленням попереднього методу. При ньому центральний процесор записує кілька даних у буфер і може продовжувати роботу в той час, коли дані записуються в кеш-пам'ять, і ці дані будуть перенесені в оперативну пам'ять незалежно від центрального процесора методом наскрізного запису.

Метод зворотного запису (Write Back ) дозволяє після запису в кеш-пам'ять не записувати дані до оперативної пам'яті. Запис у неї буде відбуватися після запису всього рядка під час оновлення. Цей метод швидший і потребує більше витрат апаратних засобів. Останнім часом спостерігається перехід на цей метод у сучасних процесорах.

У комп'ютерній літературі часом вкладається різний сенс назви кеш-пам'яті L1, L2. Іноді L1 означає кеш-пам'ять, що знаходиться в процесорі, іноді в картриджі. Ми ж приймемо наступне позначення: L1-кеш-пам'ять, що знаходиться в процесорі, L2 – у картриджі, L3 – на материнській платі. На практиці можливо інше найменування у різних фірм-виробників центральних процесорів, наприклад, Intel та AMD.

Кеш першого рівня.Кеш-пам'ять знаходиться всередині процесора і тому звернення до неї відбувається з більшою швидкістю, ніж системною шиною. Кеш-пам'ять у перших моделях містила дані та команди в одній області. Потім вона почала ділитися на дві частини, одна з яких зберігає машинні інструкції, інша - безпосередньо дані, що збільшило ефективність роботи комп'ютера. У деяких процесорах з'явилася третя область – буфер асоціативних трансляцій для переведення віртуальних адрес у фізичні. Кеш першого рівня працює на частоті процесора. Об'єм її невеликий, до 128 Кбайт.

Кеш другого рівня.Старі процесори мають кеш-пам'ять, вбудовану в спеціальний картридж, в якому знаходиться також процесор. Ця пам'ять з'єднана з процесором окремою шиною, що має більшу тактову частоту, ніж системна шина, що дозволяє ефективніше використовувати комп'ютер. Сучасна кеш пам'ять другого рівня також знаходиться на ядрі процесора, здійснює синхронізацію між ядрами процесора, практично знаходиться між кешем першого рівня та кешем третього рівня.

Кеш третього рівня.У 486 комп'ютерах цей вид пам'яті став вбудовуватися на материнську плату. Ця пам'ять тоді називалася кеш-пам'яттю другого рівня. У силу того, що даний кеш працює вже не на внутрішній частоті центрального процесора, а на зовнішній, швидкість передачі даних до даної кеш-пам'яті нижче, ніж до кеша першого рівня. Це тому, що внутрішня частота вище, ніж зовнішня. Так як оперативна пам'ять і кеш-пам'ять третього рівня працюють на одній частоті, а читання/запис відбувається до кеш-пам'яті за один такт (у старих комп'ютерах - за 2 і більше), вона також має переваги перед оперативною пам'яттю і збільшує продуктивність комп'ютера . Потім кеш третього рівня став називатися кеш, що знаходиться на кристалі процесора (Pentium IV, досягаючи 4 Мб, в сучасних до 24 мегабайт).

Деякі комп'ютери можуть використовуватися кеш четвертого рівня(Зазвичай для серверів).

Кеш наступного рівня, як правило, більший за розміром, ніж кеш попереднього рівня і частота його повільніше, ніж у кеша попереднього рівня.

Проблеми під час роботи з кеш-пам'яттю.При роботі з кеш-пам'яттю можуть виникнути помилкові ситуації, коли кеш-пам'ять ще не записала дані до оперативної пам'яті, а інший пристрій (наприклад, через канал DMA) намагається рахувати дані з пам'яті на цій же адресі, але отримує вже старі дані. Щоб цього не сталося, контролер має спеціальну підсистему, яка визначає, хто звертається в оперативну пам'ять. Крім того, можливий випадок, коли в кеш-пам'яті знаходяться значення ROM-пам'яті (тільки для читання). Це реалізовано для того, щоб дані, що зберігаються в ROM-пам'яті, можна було зчитувати швидше, тому що вони зазвичай частіше потрібні. Однак використовувати кеш-пам'ять для запису в ROM не можна, оскільки це може призвести до помилок.

Другий помилковий випадок при роботі з кеш-пам'яттю можливий, коли дані з оперативної пам'яті зчитуються, а в цей час через канал DMA записуються нові дані. Ті ж проблеми можуть виникати під час використання багатопроцесорних систем, у яких кожен процесор застосовує свою кеш-пам'ять. Щоб не виникало таких випадків, всі ці варіанти повинен відстежувати контролер кеш-пам'яті, якому слід визначити, що і в якій послідовності має бути записано в оперативну та кеш-пам'ять. Однак він не завжди справляється із цими завданнями.

Деякі проблеми знімаються при вказівці в BIOS тих областей пам'яті, в яких можна проводити буферизацію для кеш-пам'яті, а яку - не можна. При частих помилках роботи кеш-пам'яті її можна вимкнути за допомогою відповідного параметра BIOS.

Для кеш-пам'яті використовують не динамічні, а статичні модулі пам'яті. Декілька DIP елементів встановлюються на материнську плату. Кеш-пам'ять складається з трьох частин: контролера, пам'яті даних і пам'яті для команд. Перші процесори з кеш-пам'яттю мали контролер і одну область пам'яті як даних, так команд, проте надалі вони почали розділятися. Як правило, кеш-пам'ять, що міститься в процесорі, працює на тій же тактовій частоті, Що і процесор, на картриджі має приблизно половинну частоту, а на материнській платі - частоту системної шини. У сучасних комп'ютерах кеш-пам'ять на материнську плату не встановлюється.

Продуктивність.Вимкнення кеш-пам'яті першого рівня може іноді знизити продуктивність системи в кілька разів для деяких видів програм. Як правило, швидкість роботи даних мікросхем буває 20, 15, 12 нс і менше, що дозволяє виконувати пакетний цикл 2-1-1-1 на частоті 33 МГц. Використання кеш-пам'яті 2-го рівня збільшує продуктивність системи на 10-20% (іноді вказується 20-30%), що залежить від виду використовуваних програм. Практично зростання продуктивності припиняється після 1 Мб, оптимальною є наявність 512 Кб (для кеш-пам'яті 2-го рівня).

У деяких книгах розглядається ще один рівень кеш-пам'яті, яка визначається фактично як розмір буфера, що знаходиться в оперативній пам'яті та використовується для покращення роботи з деякими периферійними пристроями (жорсткий диск, оптичні дисководи та інші).

Час доступуне повинно бути більшим, тому використовується статистична пам'ять (SRAM). Після встановлення необхідно встановити перемикачі на платі. Так як на різних платах є свої види перемикачів, то для встановлення необхідного перемикання потрібно мати документацію на плату.

Як правило, коли ви купуєте материнську плату, на ній вже знаходиться кеш-пам'ять другого рівня розміром 256, 512, 1 Мб пам'яті. Однак деякі плати можуть мати гнізда для встановлення мікросхем. Так, може бути встановлений роз'єм COAST (Cache On A Stick - кеш на пластині), яка зараз не має встановлених стандартів, тому пам'ять різних виробників може не відповідати один одному і не вставлятися в гніздо. Найкраще купувати материнську плату разом із пам'яттю. Другий вид гнізда називається CELP (Card Edge Low Profile – край плати з низьким профілем).

Мікросхеми для кеш-пам'яті, як і, як і оперативна пам'ять, розбиваються на банки, яких може бути більше одного. У банку має бути пам'ять, відповідна розрядності системної шини, а максимальний обсяг обмежений можливостями системної плати. Встановлені мікросхеми повинні бути однотипними, а багато параметрів задаються через BIOS.

Sync SRAM(Synchronous Static RAM – синхронна статична RAM), або Sync Burst SRAM, або SB SRAM – пам'ять, оптимізована під пакетний режим операцій, працює з часом доступу 8,5-13,5 нсек. Має при частоті системної шини понад 75 МГц діаграму 3-2-2-2, за меншої – 2-1-1-1.

PB SRAM(The Pipelined Burst Static RAM – конвеєрна пакетна статична RAM) – найбільш сучасний вид пам'яті, є розвитком Sync SRAM.

Async SRAM(Asynchronous Static RAM – асинхронна статична RAM) – найстаріший вид пам'яті з часом доступу від 12 до 20 нсек з діаграмою 3-2-2-2 при частоті шини понад 33 МГц. Оскільки не підтримує синхронні звернення, продуктивність має невелику.

При зверненні до оперативної пам'яті перевіряється наявність даних у кеш-пам'яті (яка працює практично як буфер), де зберігаються найчастіше використовувані дані для програм. Ці дані дублюються, тому що вони знаходяться і в оперативній пам'яті, і кеш-пам'яті.

Для оперативної пам'яті 16 Мб достатньо 512 Кб кеш-пам'яті. Кеш-пам'ять дорожча, ніж оперативна і тому використовується певних цілей. Звичайно, можна було б використовувати надшвидку пам'ять як оперативну, але вона дорожча, ніж існуюча, а оскільки при роботі вся пам'ять практично одночасно не використовується, а лише деякі її частини, то, використовуючи кеш-пам'ять, ми можемо суттєво збільшити потужність комп'ютера.

Тип кеш-пам'яті визначається материнською платою або встановлюється за допомогою джамперів, використовуючи перемикачі, можна встановлювати їїРозмір. Саму кеш-пам'ять можна вимкнути за допомогою BIOS.

Встановлення пристроїв