Память, используемая вашим компьютером, может быть большой частью того, как компьютер функционирует и как быстро он может работать. Однако, если вы создаете компьютер, может быть трудно понять, что выбрать и почему. Вот почему мы составили это руководство.
Есть несколько разных технологий, когда дело доходит до памяти. Вот обзор этих технологий и что они значат для вашего компьютера.
Примечание редактора: эта статья, первоначально опубликованная в 2007 году, была обновлена в ноябре 2016 года с более актуальной информацией о новейших технологиях памяти.
ПЗУ
ПЗУ - это в основном постоянное запоминающее устройство, или память, которая может быть прочитана, но не записана. ПЗУ используется в ситуациях, когда хранимые данные должны храниться постоянно. Это потому, что это энергонезависимая память - другими словами, данные «зашиты» в чип. Вы можете хранить этот чип навсегда, и данные всегда будут там, что делает эти данные очень безопасными. BIOS хранится в ПЗУ, потому что пользователь не может нарушить информацию.
Существует также ряд различных типов ПЗУ:
EEPROM
Программируемое ПЗУ (ПРОМ):
Это в основном чистый ROM-чип, который можно записать, но только один раз. Это очень похоже на привод CD-R, который записывает данные на CD. Некоторые компании используют специальные машины для написания PROM для специальных целей. PROM был впервые изобретен еще в 1956 году.
Стираемое программируемое ПЗУ (СППЗУ):
Это так же, как PROM, за исключением того, что вы можете стирать ПЗУ, направляя специальный ультрафиолетовый свет на датчик поверх чипа ПЗУ в течение определенного времени. Это стирает данные, позволяя переписать их. EPROM был впервые изобретен в 1971 году.
Электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ):
Также называется флэш-BIOS. Этот ROM может быть переписан с помощью специальной программы. Flash BIOS работает таким образом, что позволяет пользователям обновлять свои BIOS. ЭСППЗУ была впервые изобретена в 1977 году.
ПЗУ медленнее ОЗУ, поэтому некоторые пытаются затенить его, чтобы увеличить скорость.
баран
Оперативная память (RAM) - это то, о чем думает большинство из нас, когда мы слышим слово «память», связанное с компьютерами. Это энергозависимая память, означающая, что все данные теряются при отключении питания. ОЗУ используется для временного хранения программных данных, что позволяет оптимизировать производительность.
Как и в ПЗУ, существуют разные типы ОЗУ. Вот самые распространенные разные типы.
Статическая RAM (SRAM)
Это ОЗУ будет хранить свои данные, пока питание подается на микросхемы памяти. Это не должно быть переписано периодически. Фактически, единственный раз, когда данные в памяти обновляются или изменяются, когда выполняется фактическая команда записи. SRAM очень быстрый, но намного дороже, чем DRAM. SRAM часто используется в качестве кэш-памяти из-за своей скорости.
Существует несколько типов SRAM:
Статическая RAM Чип
Async SRAM:
Более старый тип SRAM, используемый во многих ПК для кэша второго уровня. Это асинхронный, что означает, что он работает независимо от системных часов. Это означает, что процессор обнаружил, что ожидает информацию из кэша L2. Async SRAM стал широко использоваться в 1990-х годах.
Синхронизация SRAM:
Этот тип SRAM является синхронным, то есть синхронизируется с системными часами. Хотя это ускоряет его, в то же время делает его довольно дорогим. Синхронизация SRAM стала более популярной в конце 1990-х годов.
Разрыв трубопровода SRAM:
Обычно используется. Запросы SRAM передаются по конвейеру, что означает, что большие пакеты данных сразу отправляются в память и обрабатываются очень быстро. Этот тип SRAM может работать на скоростях шины выше 66 МГц, поэтому часто используется. SRAM-конвейер впервые был реализован в 1996 году компанией Intel.
Динамическое ОЗУ (DRAM)
DRAM, в отличие от SRAM, должен постоянно переписываться, чтобы поддерживать свои данные. Это делается путем помещения памяти в схему обновления, которая перезаписывает данные несколько сотен раз в секунду. DRAM используется для большей части системной памяти, потому что это дешево и мало.
Существует несколько типов DRAM, еще больше усложняющих сцену памяти:
Быстрая страница в режиме DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM только немного быстрее, чем обычная DRAM. До появления EDO RAM, FPM RAM был основным типом, используемым в ПК. Это довольно медленный материал со временем доступа 120 нс. В конечном итоге он был настроен на 60 нс, но FPM все еще был слишком медленным, чтобы работать на системной шине 66 МГц. По этой причине ОЗУ FPM было заменено ОЗУ EDO. Оперативная память FPM сегодня не очень используется из-за ее низкой скорости, но поддерживается почти повсеместно.
DRAM с расширенными данными (EDO DRAM):
Память EDO включает еще одну настройку в методе доступа. Это позволяет одному доступу начинаться, пока другой завершается. Хотя это может показаться оригинальным, прирост производительности по сравнению с FPM DRAM составляет всего около 30%. EDO DRAM должна должным образом поддерживаться чипсетом. EDO RAM поставляется на SIMM. EDO RAM не может работать на скорости шины выше 66 МГц, поэтому с ростом использования более высоких скоростей шины EDO RAM выбрала путь FPM RAM.
Взрыв EDO DRAM (БЕДО ДРАМ):
Оригинальная EDO RAM была слишком медленной для новых систем, выходящих в то время. Поэтому для ускорения работы памяти необходимо было разработать новый метод доступа к памяти. Разрыв был метод, разработанный. Это означает, что более крупные блоки данных отправлялись в память одновременно, и каждый «блок» данных нес не только адрес памяти непосредственной страницы, но и информацию на следующих нескольких страницах. Поэтому следующие несколько обращений не будут испытывать никаких задержек из-за предыдущих запросов памяти. Эта технология увеличивает скорость ОЗУ ОЗУ примерно до 10 нс, но не дает ей возможности стабильно работать на скоростях шины более 66 МГц. BEDO RAM была попыткой заставить EDO RAM конкурировать с SDRAM.
Синхронная DRAM (SDRAM):
Ройан - Этот файл был получен из: SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701
SDRAM стал новым стандартом после того, как EDO поразил пыль. Его скорость является синхронной, то есть она напрямую зависит от тактовой частоты всей системы. Стандартная SDRAM может работать на более высоких скоростях шины. Теоретически, он мог работать на частоте до 100 МГц, хотя было обнаружено, что многие другие переменные факторы влияют на то, сможет ли он стабильно это делать. Фактическая пропускная способность модуля зависит от фактических микросхем памяти, а также от конструктивных факторов в самой плате памяти.
Чтобы обойти изменчивость, Intel создала стандарт PC100. Стандарт PC100 обеспечивает совместимость подсистем SDRAM с процессорами Intel 100 МГц FSB. Новые требования к проектированию, производству и испытаниям создали проблемы для полупроводниковых компаний и поставщиков модулей памяти. Каждый модуль PC100 SDRAM требовал ключевых атрибутов, чтобы гарантировать полное соответствие, таких как использование компонентов (чипов) 8ns DRAM, способных работать на частоте 125 МГц. Это обеспечило запас прочности в обеспечении того, чтобы модуль памяти мог работать на скоростях PC100. Кроме того, чипы SDRAM должны использоваться вместе с правильно запрограммированным EEPROM на правильно спроектированной печатной плате. Чем короче расстояние, на которое должен пройти сигнал, тем быстрее он проходит. По этой причине на модулях PC100 появились дополнительные слои внутренних схем.
При увеличении скорости ПК возникла та же проблема с шиной 133 МГц, поэтому был разработан стандарт PC133. SDRAM впервые появился в начале 1970-х годов и использовался до середины 1990-х годов.
RAMBus DRAM (RDRAM):
Разработано Rambus, Inc. и одобрено Intel в качестве выбранного преемника SDRAM. RDRAM сужает шину памяти до 16-битной и работает на частоте до 800 МГц. Поскольку эта узкая шина занимает меньше места на плате, системы могут получить большую скорость, запустив несколько каналов параллельно. Несмотря на скорость, RDRAM испытывал трудности с выходом на рынок из-за проблем совместимости и времени. Тепло также является проблемой, но RDRAM имеет радиаторы для рассеивания этого. Стоимость является основной проблемой RDRAM, поскольку производителям необходимо вносить в нее значительные изменения, а стоимость продукта для потребителей слишком высока, чтобы люди могли ее проглотить. Первые материнские платы с поддержкой RDRAM появились в 1999 году.
DDR-SDRAM (DDR):
Этот тип памяти является естественным развитием SDRAM, и большинство производителей предпочитают его Rambus, потому что для его изготовления не нужно много менять. Кроме того, производители памяти могут свободно производить его, потому что это открытый стандарт, тогда как им придется платить лицензионные сборы Rambus, Inc., чтобы сделать RDRAM. DDR означает двойную скорость передачи данных. DDR перетасовывает данные по шине как при нарастании, так и при падении тактового цикла, фактически удваивая скорость по сравнению со стандартной SDRAM.
Благодаря своим преимуществам по сравнению с RDRAM, поддержка DDR-SDRAM была реализована практически всеми крупными производителями чипсетов и быстро стала новым стандартом памяти для большинства ПК. Скорости варьировались от 100 МГц DDR (с рабочей скоростью 200 МГц), или pc1600 DDR-SDRAM, вплоть до текущих скоростей 200 МГц DDR (с рабочей скоростью 400 МГц), или pc3200 DDR-SDRAM. Некоторые производители памяти выпускают еще более быстрые модули памяти DDR-SDRAM, которые с готовностью привлекают толпу оверклокеров. DDR была разработана между 1996 и 2000 годами.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
Victorrocha из английской Википедии, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920
DDR2 имеет несколько преимуществ по сравнению с обычной DDR-SDRAM (DDR), главное из которых состоит в том, что в каждом цикле памяти DDR2 теперь передает по 4 бита информации из логической (внутренней) памяти в буферы ввода / вывода. стандартная DDR-SDRAM передает только 2 бита информации каждый цикл памяти. Из-за этого обычная DDR-SDRAM требует, чтобы внутренняя память и буферы ввода / вывода работали на частоте 200 МГц, чтобы достичь общей внешней рабочей скорости 400 МГц.
Из-за способности DDR2 передавать вдвое больше битов за цикл из логической (внутренней) памяти в буферы ввода / вывода (эта технология формально известна как 4-битная предварительная выборка), внутренняя память может работать на частоте 100 МГц вместо 200 МГц, и общая внешняя рабочая частота все равно будет 400 МГц. Главным образом все это сводится к тому, что DDR-SDRAM 2 сможет работать на более высоких общих рабочих частотах благодаря своей технологии 4-битной предварительной выборки (например, скорость внутренней памяти 200 МГц даст общую внешнюю рабочую скорость 800 МГц!), Чем DDR. -SDRAM.
DDR2 был впервые реализован в 2003 году.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
Одним из основных преимуществ DDR3 по сравнению с DDR2 и DDR является ее низкое энергопотребление. Другими словами, тот же объем ОЗУ потребляет намного меньше энергии, поэтому вы можете увеличить объем ОЗУ, который вы используете для того же количества энергии. Насколько это снижает энергопотребление? На здоровенные 40 процентов, сидя на 1, 5 В по сравнению с 1, 8 В DDR2. Кроме того, скорость передачи ОЗУ немного выше, она находится в диапазоне от 800 до 1600 МГц.
Скорость буферизации также значительно выше - предпочтительная частота буфера DDR3 составляет 8 бит, а DDR2 - 4 бит. Это в основном означает, что ОЗУ может передавать вдвое больше битов за такт, чем DDR2, и передает 8 бит данных из памяти в буферы ввода / вывода. DDR3 не самая последняя форма оперативной памяти, но она используется на многих компьютерах. DDR3 был запущен в 2007 году.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
Dsimic - собственная работа, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600
Далее идет DDR4, который выводит энергосбережение на новый уровень - рабочее напряжение оперативной памяти DDR4 составляет 1, 2 В. Кроме того, оперативная память DDR4 обеспечивает более высокую скорость передачи данных, вплоть до 3200 МГц. Кроме того, DDR4 добавляет четыре группы банков, каждая из которых может в одиночку выполнять операцию, что означает, что ОЗУ может обрабатывать четыре набора данных за цикл. Это делает его намного более эффективным, чем DDR3.
DDR4 также делает шаг вперед, предлагая DBI или Data Bus Inversion. Что это обозначает? Если DBI включен, он в основном подсчитывает количество «0» битов в одной полосе. Если их 4 или более, байт, если данные инвертированы, и девятый бит добавляется в конец, гарантируя, что пять или более битов равны «1». Что он делает, так это уменьшает задержку передачи данных, гарантируя, что такая малая мощность, как возможно используется. Оперативная память DDR5 в настоящее время является стандартом для большинства компьютеров, однако к концу 2016 года стандарт DDR5 планируется завершить. Стандарт DDR4 был запущен в 2014 году.
Энергонезависимая RAM (NVRAM):
Энергонезависимая ОЗУ - это тип памяти, который, в отличие от других типов памяти, не теряет свои данные при потере питания. Наиболее известной формой NVRAM является флэш-память, используемая в твердотельных накопителях и USB-накопителях. Однако он не обходится без своих недостатков - например, он имеет конечное число циклов записи, и после этого числа память начнет ухудшаться. Кроме того, у него есть некоторые ограничения производительности, которые не позволяют ему получать доступ к данным так же быстро, как некоторые другие типы ОЗУ.
закрытие
Достаточно сказать, что существует много разных типов памяти. Мы надеемся, что с этим руководством мы дадим понять, что такое разные типы ОЗУ, что они делают и как они влияют на ваш компьютер.
Есть вопросы? Не забудьте оставить нам комментарий ниже или присоединиться к нам на форумах PCMech!
