Kas ir auna atmiņa un kā tā darbojas?

Kad mūsu dators darbojas lēni, viena no pirmajām lietām, ko mēs aplūkojam, ir, vai mums ir pietiekami daudz RAM atmiņas. Arī viena no prasībām, kas parasti ir visām programmām, spēlēm un operētājsistēmām, ir RAM minimums. Kas īsti ir RAM un kam tas paredzēts? To visu un vēl vairāk mēs redzēsim šodien šajā rakstā.

Satura rādītājs

Kas ir RAM

RAM (brīvpiekļuves atmiņa) ir mūsu datora fiziska sastāvdaļa, parasti instalēta tajā pašā mātesplatē. Operatīvā atmiņa ir noņemama, un to var paplašināt ar dažādu ietilpību moduļiem.

RAM atmiņas funkcija ir ielādēt visas instrukcijas, kas tiek izpildītas procesorā. Šīs instrukcijas nāk no operētājsistēmas, ievades un izvades ierīcēm, cietajiem diskiem un visa, kas ir instalēts datorā.

Visi operatīvo programmu dati un instrukcijas RAM atmiņā tiek saglabāti, pirms izpildes tiek nosūtīti no atmiņas vienībām. Tādā veidā mums var būt pieejamas visas mūsu vadītās programmas, ja diez vai jūs to gaidāt.

Ja RAM nepastāv, instrukcijas būtu jāņem tieši no cietajiem diskiem, un tās ir daudz lēnākas nekā šī brīvpiekļuves atmiņa, padarot to par kritisku sastāvdaļu datora veiktspējā.

To sauc par brīvpiekļuves atmiņu, jo to var lasīt un rakstīt uz jebkuru no tās atmiņas vietām, neievērojot secīgu piekļuves kārtību. Tas praktiski nepieļauj gaidīšanas intervālu piekļuvi informācijai.

RAM fizikālie komponenti

Runājot par RAM atmiņas moduļa fiziskajiem komponentiem, mēs varam atšķirt šādas daļas:

Sastāvdaļu plāksne

Tā ir struktūra, kas atbalsta pārējās sastāvdaļas un elektriskās sliedes, kas sazinās katru no tām.

Katrs no šiem dēļiem veido RAM atmiņas moduli. Katram no šiem moduļiem būs noteikta atmiņas ietilpība atbilstoši tirgū esošajiem.

Atmiņas bankas

Tās ir fiziskās sastāvdaļas, kas atbild par ierakstu glabāšanu. Šīs atmiņas bankas veido integrētas shēmas mikroshēmas, kuras veido tranzistori un kondensatori, kas veido atmiņas šūnas. Šie elementi ļauj tajos glabāt informācijas bitus.

Lai informācija paliktu tranzistoros, periodiska elektrības padeve tajās būs nepieciešama. Tāpēc, izslēdzot datoru, šī atmiņa ir pilnīgi tukša.

Tā ir liela atšķirība starp, piemēram, RAM un SSD atmiņas vienībām.

Lai uzzinātu vairāk par SSD diskdziņiem, varat apmeklēt mūsu rakstu, kur detalizēti izskaidroti labākie modeļi un to īpašības:

Katrā RAM modulī ir vairākas no šīm atmiņas bankām, kuras fiziski atdala ar mikroshēmām. Tādā veidā ir iespējams piekļūt informācijai par vienu no tiem, kamēr cits tiek iekrauts vai izkrauts.

Pulkstenis

Sinhronajām RAM atmiņām ir pulkstenis, kas atbild par šo elementu lasīšanas un rakstīšanas darbību sinhronizēšanu. Asinhronām atmiņām nav šāda veida integrētu elementu.

SPD mikroshēma

SPD (Serial Presence Detect) mikroshēma ir atbildīga par datu glabāšanu, kas saistīti ar RAM atmiņas moduli. Šie dati ir atmiņas lielums, piekļuves laiks, ātrums un atmiņas tips. Tādā veidā dators zinās, kāda RAM atmiņa ir uzstādīta iekšpusē, pārbaudot to ieslēgšanas laikā.

Savienojuma kopne

Šī kopne, kas sastāv no elektriskiem kontaktiem, ir atbildīga par saziņas nodrošināšanu starp atmiņas moduli un mātesplati. Pateicoties šim elementam, mums būs atmiņas moduļi atsevišķi no mātesplates, tādējādi varēsim paplašināt atmiņas ietilpību, izmantojot jaunus moduļus.

RAM atmiņas moduļu veidi

Kad būsim redzējuši dažādus RAM atmiņu fiziskos komponentus, mums būs jāzina arī to iekapsulēšanas vai moduļu tips. Šos moduļus pamatā veido detaļu plāksne un savienojuma kopne kopā ar to kontakta tapām. Starp citiem, šie ir visbiežāk izmantotie moduļi pirms un tagad:

• RIMM: šie moduļi piestiprināja RDRAM vai Rambus DRAM atmiņas. Tad mēs viņus redzēsim. Šiem moduļiem ir 184 savienojuma tapas un 16 bitu kopne. SIMM: šo formātu izmantoja vecāki datori. Mums būs 30 un 60 kontaktu moduļi un 16 un 32 bitu datu kopne. DIMM: šo formātu pašlaik izmanto DDR atmiņām 1., 2., 3. un 4. versijā. Datu kopne ir 64 bitu, un tai var būt: 168 tapas SDR RAM, 184 DDR, 240 DDR2 un DDR3 un 288 DDR4. SO-DIMM: tas būs konkrētais DIMM formāts portatīvajiem datoriem. FB-DIMM: DIMM formāts serveriem.

RAM tehnoloģiju veidi

Parasti pastāv vai pastāv divu veidu operatīvās atmiņas. Asinhronais tips, kuram nav pulksteņa, lai sinhronizētu ar procesoru. Sinhronā tipa ierīces, kas spēj uzturēt sinhronizāciju ar procesoru, lai panāktu efektivitāti un lietderību piekļuvei un informācijas glabāšanai tajos. Apskatīsim, kādi eksistē katrs tips.

Asinhronās atmiņas vai DRAM

Pirmās DRAM (Dinamic RAM) vai dinamiskās RAM atmiņas bija asinhrona tipa. To sauc par DRAM, jo tai raksturīga informācijas glabāšana nejaušā un dinamiskā veidā. Tā tranzistora un kondensatora uzbūve nozīmē, ka datu glabāšanai atmiņas šūnā periodiski būs jāpieslēdz kondensators.

Šīs dinamiskās atmiņas bija asinhrona tipa, tāpēc nebija neviena elementa, kas spētu sinhronizēt procesora frekvenci ar pašas atmiņas frekvenci. Tas izraisīja to, ka saziņa starp šiem diviem elementiem bija mazāka. Dažas asinhronas atmiņas ir šādas:

• FPM-RAM (ātrā lappuses režīma RAM): Šīs atmiņas tika izmantotas pirmajam Intel Pentium. Tās dizains veidoja iespēju nosūtīt vienu adresi un apmaiņā saņemt vairākas no šīm secīgajām adresēm. Tas ļauj labāk reaģēt un efektīvi, jo jums nav nepieciešams nepārtraukti sūtīt un saņemt atsevišķas adreses. EDO-RAM (paplašinātā datu izvades RAM): Šis dizains ir iepriekšējās pilnveidošanas. Papildus iespējai vienlaikus saņemt blakus esošās adreses tiek lasīta arī iepriekšējā adrešu kolonna, tāpēc nav jāgaida adreses, kad tāda tiks nosūtīta. BEDO-RAM (Burst Extended Data RAM): EDO-RAM uzlabojums, šī atmiņa spēja piekļūt dažādām atmiņas vietām, lai pārsūtītu procesoram datu sērijas (Burt) katrā pulksteņa ciklā. Šī atmiņa nekad netika komercializēta.

Sinhronās vai SDRAM tipa atmiņas

Atšķirībā no iepriekšējiem, šai dinamiskajai RAM ir iekšējs pulkstenis, kas to var sinhronizēt ar procesoru. Tādā veidā ievērojami uzlabojas piekļuves laiki un komunikācijas efektivitāte starp abiem elementiem. Pašlaik visiem mūsu datoriem ir šāda veida atmiņa. Apskatīsim dažādus sinhronās atmiņas veidus.

Rambus DRAM (RDRAM)

Šīs atmiņas ir pilnīgs asinhrono DRAM modifikāciju. Tas uzlaboja to gan joslas platumā, gan pārraides frekvencē. Tie tika izmantoti konsolei Nintendo 64. Šīs atmiņas tika ievietotas modulī ar nosaukumu RIMM un sasniedza frekvences 1200 MHz un 64 bitu vārda platumu. Pašlaik ir novecojuši

SDR SDRAM

Viņi bija tikai pašreizējā DDR SDRAM priekšgājēji. Tie tika parādīti DIMM tipa moduļos. Šiem ir iespēja izveidot savienojumu ar mātesplates nišām un tie sastāv no 168 kontaktiem. Šis atmiņas tips atbalsta maksimālo apjomu 515 MB. Tos izmantoja AMD Athlon procesoros un Pentium 2 un 3

DDR SDRAM (dubultā datu pārraides ātruma SDRAM)

Šīs ir RAM atmiņas, kuras pašlaik tiek izmantotas mūsu datoros, ar dažādiem atjauninājumiem. DDR atmiņas ļauj pārsūtīt informāciju pa diviem dažādiem kanāliem vienlaikus vienā pulksteņa ciklā (Double Data).

Iekapsulēšana sastāvēja no 184 kontaktu DIMM un maksimālās ietilpības 1 GB. DDR atmiņas izmantoja AMD Athlon un vēlāk Pentium 4. Tā maksimālā takts frekvence bija 500 MHz

DDR2 SDRAM

Izmantojot šo DDR RAM attīstību, katrā takts ciklā pārsūtītie biti tika dubultoti līdz 4 (četri pārsūtījumi), divi uz priekšu un divi atpakaļ.

Iekapsulēšana ir 240 kontaktu DIMM tips. Tā maksimālā takts frekvence ir 1200 MHz. DDR2 tipa mikroshēmu latentums (piekļuvei informācijai un reakcijas laiks) palielinās salīdzinājumā ar DDR, tāpēc šajā ziņā tas samazina to veiktspēju. DDR2 atmiņas nav saderīgas instalācijā ar DDR, jo tās darbojas ar atšķirīgu spriegumu.

DDR3 SDRAM

Vēl viena DDR standarta attīstība. Šajā gadījumā energoefektivitāti uzlabo, strādājot ar zemāku spriegumu. Iekapsulēšana joprojām ir 240 kontaktu DIMM tips un takts frekvence palielinās līdz 2666 MHz. Viena atmiņas moduļa ietilpība ir līdz 16 GB.

Tāpat kā tehnoloģiju lēcienā, šie DDR3 ir atmiņas ar lielāku latentumu nekā iepriekšējās, un to uzstādīšana nav savietojama ar iepriekšējām versijām.

DDR4 SDRAM

Tāpat kā iepriekšējos gadījumos, tam ir būtisks uzlabojums pulksteņa frekvences ziņā, sasniedzot līdz 4266 MHz. Tāpat kā tehnoloģijas lēcienā, šie DDR4 ir atmiņas ar lielāku latentumu nekā iepriekšējās un nav savietojamas ar vecāku tehnoloģiju paplašināšanas sloti.

DDR4 atmiņās ir uzstādīti 288 kontaktu moduļi.

Izmantotā nomenklatūra

Mums īpaša uzmanība jāpievērš nomenklatūrai, ko izmanto pašreizējo DDR tipa operatīvo atmiņu nosaukšanai. Šādā veidā mēs varam noteikt, kādu atmiņu mēs pērkam un cik bieži tā ir.

Vispirms mums būs pieejama atmiņas ietilpība, kam sekos “DDR (x) - (frekvence) PC (x) - (datu pārsūtīšanas ātrums). Piemēram:

2 GB DDR2-1066 PC2-8500: mums ir darīšana ar 2 GB DDR2 tipa RAM moduli, kas darbojas ar frekvenci 1066 MHz un ar pārsūtīšanas ātrumu 8500 MB / s.

RAM atmiņas darbība

Lai zinātu, kā darbojas RAM atmiņa, mums vispirms būs jāredz, kā tā fiziski sazinās ar procesoru. Ja mēs ņemam vērā RAM atmiņas hierarhisko secību, tas atrodas tieši procesora kešatmiņas nākamajā līmenī.

Pastāv trīs signālu veidi, ar kuriem RAM kontrolierim jārīkojas, datu signāli, adresācijas signāli un vadības signāli. Šie signāli galvenokārt cirkulē datu un adrešu kopnēs un citās vadības līnijās. Apskatīsim katru no tiem.

Datu kopne

Šī līnija ir atbildīga par informācijas pārnešanu no atmiņas kontroliera uz procesoru un citām mikroshēmām, kurām tā nepieciešama.

Šie dati ir sagrupēti 32 vai 64 bitu elementos. Atkarībā no procesora bitu platuma, ja procesoram ir 64, dati tiks grupēti 64 bitu blokos.

Adreses autobuss

Šī līnija ir atbildīga par atmiņas adrešu transportēšanu, kurās ir dati. Šis autobuss ir neatkarīgs no sistēmas adreses kopnes. Šīs līnijas kopnes platums būs RAM un procesora platums, pašlaik 64 biti. Adreses kopne ir fiziski savienota ar procesoru un RAM.

Vadības kopne

Šajā kopnē pārvietojas vadības signāli, piemēram, Vdd barošanas signāli, Lasīšanas (RD) vai Rakstīšanas (RW) signāli, Pulksteņa signāls (Pulkstenis) un Reset signāls (Reset).

Divkanālu darbība

Divkanālu tehnoloģija ļauj palielināt aprīkojuma veiktspēju, pateicoties tam, ka būs iespējama vienlaicīga pieeja diviem dažādiem atmiņas moduļiem. Kad aktīva divkanālu konfigurācija, tipiskā 64 vietā būs iespējams piekļūt 128 bitu paplašinājuma blokiem. Tas ir īpaši pamanāms, ja mēs izmantojam mātesplatē integrētās grafikas kartes, jo šajā gadījumā daļa RAM tiek dalīta lietošanai ar šo grafisko karti.

Lai ieviestu šo tehnoloģiju, būs nepieciešams papildu atmiņas kontrolieris, kas atrodas mātesplates ziemeļu tilta mikroshēmā. Lai divkanāls būtu efektīvs, atmiņas moduļiem jābūt viena veida, tiem jābūt vienādām ietilpības un ātruma. Un tas jāuzstāda spraugās, kas norādītas mātesplatē (parasti 1.-3. Un 2.-4. Pārī). Lai gan neuztraucieties, jo pat ja tās būs dažādas atmiņas, viņi varēs strādāt arī Dual Channel

Pašlaik šo tehnoloģiju var atrast arī izmantojot trīskāršu vai pat četrkāršu kanālu ar jaunajām DDR4 atmiņām.

RAM atmiņas instrukciju cikls

Darbības shēma tiek attēlota ar divām divkanālu atmiņām. Šim nolūkam mums būs 128 bitu datu kopne, 64 biti par katru datu, kas atrodas katrā no diviem moduļiem. Turklāt mums būs centrālais procesors ar diviem atmiņas kontrolleriem CM1 un CM2

Viena 64 bitu datu kopne tiks savienota ar CM1, bet otra - ar CM2. Lai 64 bitu centrālais procesors darbotos ar diviem datu blokiem, tas tos sadalīs divos pulksteņa ciklos.

Adreses kopā būs datu adrese, kas procesoram nepieciešama jebkurā laikā. Šī adrese būs gan no 1. moduļa, gan no 2. moduļa šūnām.

Centrālais procesors vēlas nolasīt datus no 2. atmiņas vietas

Centrālais procesors vēlas nolasīt datus no 2. atmiņas vietas. Šī adrese atbilst divām šūnām, kas atrodas divos divkanālu RAM atmiņas moduļos.

Tā kā mēs vēlamies nolasīt datus no atmiņas, vadības kopne aktivizēs lasīšanas kabeli (RD), lai atmiņa zinātu, ka centrālais procesors vēlas nolasīt šos datus.

Vienlaicīgi atmiņas kopne nosūtīs šo atmiņas adresi uz RAM, visu sinhronizētu ar pulksteni (CLK).

Atmiņa jau ir saņēmusi pieprasījumu no procesora, tagad dažus ciklus vēlāk tā sagatavos datus no abiem moduļiem, lai nosūtītu tos pa datu kopni. Mēs sakām dažus ciklus vēlāk, jo RAM latentums procesu padara tūlītēju.

128 bitu dati no RAM tiks nosūtīti pa datu kopni, 64 bitu bloks vienai kopnes daļai un 64 bitu bloks otrajai daļai.

Katrs no šiem blokiem tagad sasniegs atmiņas kontrolierus CM1 un CM2, un divos pulksteņa ciklos CPU tos apstrādās.

Lasīšanas cikls būs beidzies. Lai veiktu rakstīšanas darbību, tas būs tieši tāds pats, bet aktivizējot vadības kopnes RW kabeli

Kā noteikt, vai operatīvā atmiņa ir laba

Lai uzzinātu, vai operatīvā atmiņa ir laba vai slikta, mums būs jāapskata daži tās aspekti.

• Ražošanas tehnoloģija: galvenais būs zināt, kura tehnoloģija ievieš operatīvo atmiņu. Turklāt tam jābūt tādam pašam, kas atbalsta mātesplati. Piemēram, ja tas ir DDR4 vai DDR3 utt. Izmērs: vēl viens galvenais aspekts ir atmiņas ietilpība. Jo vairāk, jo labāk, it īpaši, ja mēs izmantosim savu aprīkojumu spēlēm vai ļoti smagām programmām, mums būs nepieciešama lielas ietilpības RAM, 8, 16, 32 GB utt. Kāda kanāla plates ietilpība: Vēl viens aspekts, kas jāņem vērā, ir, ja tāfele atļauj dubultkanālu. Ja tā, un, piemēram, mēs vēlamies instalēt 16 GB operatīvās atmiņas, vislabāk ir iegādāties divus moduļus pa 8 GB katram un instalēt tos divkanālu kanālā, pirms instalējat tikai vienu no 16 GB. Latentums: latentums ir laiks, kas nepieciešams, lai atmiņa veiktu datu meklēšanas un rakstīšanas procesu. Jo zemāks šis laiks, jo labāk, lai gan tas būs jānosver arī ar citiem aspektiem, piemēram, pārsūtīšanas jaudu un biežumu. Piemēram, DDR 4 atmiņām ir liela latentā laika spēja, taču tās neitralizē augstfrekvences un datu pārsūtīšana. Frekvence: ir ātrums, ar kādu atmiņa darbojas. Jo vairāk, jo labāk.

Jūs varētu interesēt arī:

Ar to beidzas mūsu raksts par to, kas ir operatīvā atmiņa un kā tā darbojas, mēs ceram, ka jums patika. Ja jums ir kādi jautājumi vai vēlaties kaut ko noskaidrot, vienkārši atstājiet to komentāros.