Самая быстрая память в компьютере

Кэш-память процессора

Кэш-память играет важную роль. Без нее от высокой тактовой частоты процессора не было бы никакого проку. Кэш позволяет использовать в компьютере любую, даже самую «медленную» оперативную память, без ощутимого ущерба для его производительности.

О том, что такое кэш-память процессора, как она работает и какое влияние оказывает на быстродействие компьютера, читатель узнает из этой статьи.

Что такое кэш-память процессора

Решая любую задачу, процессор компьютера получает из оперативной памяти необходимые блоки информации. Обработав их, он записывает в память результаты вычислений и получает для обработки следующие блоки. Это продолжается, пока задача не будет выполнена.

Все упомянутые операции производятся на очень высокой скорости. Однако, даже самая быстрая оперативная память работает медленнее любого «неторопливого» процессора.

Каждое считывание из нее информации и обратная ее запись отнимают много времени. В среднем, скорость работы оперативной памяти в 16 – 17 раз ниже скорости процессора.

Кэш-память процессора – это небольшая, но очень быстрая память. Она встроена в процессор и является своеобразным буфером, сглаживающим перебои в обмене данными с более медленной оперативной памятью. Кэш-память часто называют сверхоперативной памятью.

Кэш нужен не только для выравнивания дисбаланса скорости. Процессор обрабатывает данные более мелкими порциями, чем те, в которых они хранятся в оперативной памяти.

Поэтому кэш-память играет еще и роль своеобразного места для «перепаковки» и временного хранения информации перед ее передачей процессору, а также возвращением результатов обработки в оперативную память.

Устройство кэш-памяти процессора

Система кэш-памяти процессора состоит из двух блоков — контроллера кэш-памяти и собственно самой кэш-памяти.

Контроллер кэш памяти

Контроллер кэш памяти – это устройство, управляющее содержанием кэша, получением необходимой информации из оперативной памяти, передачей ее процессору, а также возвращением в оперативную память результатов вычислений.

Когда ядро процессора обращается к контроллеру за какими-то данными, тот проверяет, есть ли эти данные в кэш-памяти. Если это так, ядру моментально отдается информация из кэша (происходит так называемое кэш-попадание).

В противном случае ядру приходится ожидать поступления данных из медленной оперативной памяти. Ситуация, когда в кэше не оказывается нужных данных, называется кэш-промахом.

Задача контроллера – сделать так, чтобы кэш-промахи происходили как можно реже, а в идеале – чтобы их не было вообще.

Размер кэша процессора по сравнению с размером оперативной памяти несоизмеримо мал. В нем может находиться лишь копия крошечной части данных, хранимых в оперативной памяти. Но, не смотря на это, контроллер допускает кэш-промахи не часто. Эффективность его работы определяется несколькими факторами:

• размером и структурой кэш-памяти (чем больше ресурсов имеет в своем распоряжении контроллер, тем ниже вероятность кэш-промаха);

• эффективностью алгоритмов, по которым контроллер определяет, какая именно информация понадобится процессору в следующий момент времени;

• сложностью и количеством задач, одновременно решаемых процессором. Чем сложнее задачи и чем их больше, тем чаще «ошибается» контроллер.

Кэш-память процессора изготавливают в виде микросхем статической памяти (англ. Static Random Access Memory, сокращенно — SRAM). По сравнению с другими типами памяти, статическая память обладает очень высокой скоростью работы.
Впервые кэш размером 8 KB был встроен в процессор Intel i486 в 1989 г.

Однако, эта скорость зависит также от объема конкретной микросхемы. Чем значительней объем микросхемы, тем сложнее обеспечить высокую скорость ее работы.

Учитывая указанную особенность, кэш-память процессора изготовляют в виде нескольких небольших блоков, называемых уровнями. В большинстве процессоров используется трехуровневая система кэша:

• Кэш-память первого уровня или L1 (от англ. Level — уровень) – очень маленькая, но самая быстрая и наиболее важная микросхема памяти.

Ни в одном процессоре ее объем не превышает нескольких десятков килобайт. Работает она без каких-либо задержек.

В ней содержатся данные, которые чаще всего используются процессором.

Количество микросхем памяти L1 в процессоре, как правило, равно количеству его ядер. Каждое ядро имеет доступ только к своей микросхеме L1.

• Кэш-память второго уровня (L2) немного медленнее кэш-памяти L1, но и объем ее более существенный (несколько сотен килобайт). Служит она для временного хранения важной информации, вероятность запроса которой ниже, чем у информации, находящейся в L1.

• Кэш-память третьего уровня (L3) – еще более объемная, но и более медленная схема памяти. Тем не менее, она значительно быстрее оперативной памяти. Ее размер может достигать нескольких десятков мегабайт. В отличие от L1 и L2, она является общей для всех ядер процессора.

Встречаются также процессоры с двухуровневой кэш-памятью. В них L2 совмещает в себе функции L2 и L3.

Влияние кэш-памяти процессора на быстродействие компьютера

При выполнении запроса на предоставление данных ядру, контроллер памяти ищет их сначала в кэше первого уровня, затем — в кэше второго и третьего уровней.

По статистике, кэш-память первого уровня любого современного процессора обеспечивает до 90 % кэш-попаданий. Второй и третий уровни — еще 90% от того, что осталось. И только около 1 % всех запросов процессора заканчиваются кэш-промахами.

Указанные показатели касаются простых задач. С повышением нагрузки на процессор число кэш-промахов увеличивается.

Пытаясь оценить эффективность кэш-памяти, пользователи чаще всего ищут ответы на следующие вопросы:

Какая структура кэш-памяти лучше: двух- или трехуровневая?

Трехуровневая кэш-память более эффективна.

Чтобы определить, как сильно L3 влияет на работу процессора, сайтом Tom’s Hardware был проведен эксперимент.

Заключался он в замере производительности процессоров Athlon II X4 и Phenom II X4. Оба процессора оснащены одинаковыми ядрами.

Первый отличается от второго лишь отсутствием кэш-памяти L3 и более низкой тактовой частотой.

Но это средний показатель. В одних приложениях он был почти равен нулю (офисные программы), в других – достигал 8% и даже больше (компьютерные 3D игры, архиваторы и др.

).

Как влияет размер кэша на производительность процессора?

Оценивая размер кэш-памяти, нужно учитывать характеристики процессора и круг решаемых им задач.

Кэш-память двуядерного процессора редко превышает 3 MB. Тем более, если его тактовая частота ниже 3 Ггц. Производители прекрасно понимают, что дальнейшее увеличение размера кэша такого процессора не принесет прироста производительности, зато существенно повысит его стоимость.

Другое дело высокочастотные 4-, 6- или даже 8-миядерные процессоры.

Некоторые из них (например, Intel Core i7) поддерживают технологию Hyper Threading, обеспечивающую одновременное выполнение каждым ядром двух задач.

Естественно, что потенциал таких процессоров не может быть раскрыт с маленьким кэшем. Поэтому его увеличение до 15 или даже 20 MB вполне оправдано.

В процессорах Intel алгоритм наполнения кэш-памяти построен по так называемой инклюзивной схеме, когда содержимое кэшей верхнего уровня (L1, L2) полностью или частично дублируется в кэше нижнего уровня (L3).

Это в определенной степени уменьшает полезный объем его пространства. С другой стороны, инклюзивная схема позитивно сказывается на взаимодействии ядер процессора между собой.

Объем внутренней кэш-памяти некоторых моделей серверных процессоров Intel Xeon

составляет 37,5 MB

В целом же, эксперименты свидетельствуют, что в среднестатистическом «домашнем» процессоре влияние размера кэша на производительность находится в пределах 10 %, и его вполне можно компенсировать, например, высокой частотой.

Многоядерные процессоры с большим кэшем необходимы на компьютерах, предназначенных для выполнения многопоточных приложений, одновременного решения нескольких сложных задач.

Особенно актуально это для серверов с высокой посещаемостью. В некоторых высоконагружаемых серверах и суперкомпьютерах предусмотрена даже установка кэш-памяти четвертого уровня (L4). Изготавливается она в виде отдельных микросхем, подключаемых к материнской плате.

Как узнать размер кэш-памяти процессора?

Существуют специальные программы, предоставляющие подробную информацию о процессоре компьютера, в том числе и о его кэш-памяти. Одной из них является программа CPU-Z.

• CPU-Z:

⇒ Подробнее о программе | скачать >>>

Программа не требует установки. После ее запуска нужно перейти на вкладку «Caches» (см. изображение).

На примере видно, что проверяемый процессор оснащен трехуровневой кэш-памятью. Размер кэша L3 у него составляет 3 MB, L2 – 512 KB (256×2), L1 – 128 KB (32×2+32×2).

Можно ли как-то увеличить кэш-память процессора?

Как уже было сказано в одном из предыдущих пунктов, возможность увеличения кэш-памяти процессора предусмотрена в некоторых серверах и суперкомпьютерах, путем ее подключения к материнской плате.

В домашних же или офисных компьютерах такая возможность отсутствует. Кэш-память является внутренней неотъемлемой частью процессора, имеет очень маленькие физические размеры и не подлежит замене. А на обычных материнских платах нет разъемов для подключения дополнительной кэш-памяти.

Источник: https://www.chaynikam.info/kesh-cpu.html

Как выбрать оперативную память в компьютер — скачать программу

Несколько дней назад я «психанул» — мне надоело покупать частями комплектующие будущего домашнего «суперкомпьютера» . Взял и разом приобрёл оставшиеся детальки — материнскую плату, процессор и оперативную память.

Сегодня расскажу как выбрать оперативную память в компьютер и даже как её правильно установить.

Что такое оперативная память

Перед выбором оперативной памяти для компьютера нужно чётко понимать что это такое вообще.

Оперативная память в компьютере это один из компонентов, наряду с центральным процессором и SSD-диском, который отвечает за быстродействие системы.

Официальное определение звучит примерно так: ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — это энергозависимая часть компьютерной системы, в которой временно хранятся входные, выходные и промежуточные данные программ и операционной системы.

Но я, как всегда, попытаюсь донести Вам это определение простым языком…

Процессор — это мозг компьютера, который обрабатывает всю информацию. Жёсткий диск (или SSD-диск) хранит в себе все данные (программы, фотки, фильмы, музыку…). Оперативная память — это промежуточное звено между ними. В неё «подтягиваются» данные, которые нужно обработать процессору.

Зачем «подтягиваются» ? Почему сразу не брать их с жёсткого диска? Дело в том, что оперативка работает во много раз быстрее, чем даже SSD-диск.

…

…

Какие данные могут скоро понадобиться процессору определяет сама операционная система, автоматически. Она очень умная, чтоб о ней не говорили.

Типы ОЗУ

Когда по земле ещё ходили мамонты оперативка делилась на SIMM и DIMM — сразу забудьте об этих типах ОЗУ, их уже давно не выпускают и не используют.

Потом изобрели DDR (2001 год). Ещё встречаются компьютеры с таким типом памяти. Главное отличие от DDR2 и DDR3 — количество контактов на плате памяти DDR, их всего 184 штуки. Такой тип ОЗУ работает гораздо медленнее своих современных собратьев (DDR2 и DDR3).

В DDR2 (2003 год) большее число контактов (240 штук), благодаря этому расширилось количество потоков данных и заметно ускорилась передача информации к процессору. Максимальная частота DDR2 составляет 1066 МГц.

DDR3 (2007 год) — это самый распространённый тип оперативной памяти в современных компьютерах.

Ещё этот тип памяти отличается меньшим энергопотреблением и большей пропускной способностью.

DDR3 получилась быстрее DDR2 на 15-20 %.

Планки DDR2 и DDR3 имеют разное расположение «ключа» , они не взаимозаменяемы…

Форм-фактор планок оперативки

Планки оперативной памяти для ноутбуков (SODIMM) и стационарных компьютеров (SDRAM) разные по размеру и внешнему виду. Для ноутов они выглядят так…

…а для стационарных домашних компьютеров, примерно так…

На этом их отличия (в основном) и заканчиваются. Характеристики, которые нужно знать для выбора оперативной памяти, у этих двух видов абсолютно одинаковы.

Объём оперативной памяти

В прошлом веке объём оперативной памяти измерялся в килобайтах и мегабайтах (даже смешно вспоминать). Сегодня — в гигабайтах.

Этот параметр определяет сколько временной информации влезет в чип оперативки. Тут всё относительно просто. Сама Windows при своей работе потребляет около 1 Гб памяти, поэтому её должно быть больше в компьютере.

2 Гб — может хватить для бюджетного компьютера (фильмы, фотки, Интернет)

4 Гб — подойдёт для более требовательных программ, игр на средних и максимальных настройках качества

16 Гб — будут «летать» самые новые современные и тяжёлые игры, а также специальные профессиональные программы-монстры

32 Гб — Вам некуда девать деньги? Перешлите их мне.

Частота оперативной памяти

Неопытные пользователи часто при выборе оперативки ограничиваются её объёмом, но частота памяти не менее важна. Она определяет с какой скоростью будет осуществляться обмен данными с процессором.

Современные обычные процессоры работают на частоте 1600 МГц. Соответственно и память желательно покупать с такой частотой, не выше (можно 1866 МГц). Отличие 1333 МГц от 1600 МГц практически незаметны «на глаз» .

Что касается планок памяти с частотой 2133 МГц и выше — они сами стоят диких денег, для их полноценной работы нужны специальные материнские платы, которые стоят дикие деньги, а самое главное, что нужен процессор с разблокированным множителем (поддерживающий разгон), который стоит…

Кстати, прирост производительности компьютера при таком разгоне будет составлять всего  от 10 до 30%, а денег потратите в три раза больше. Оно Вам надо?

Тайминг оперативной памяти

«Страшный» параметр оперативной памяти о котором мало кто знает и который редко учитывают при выборе памяти, а вот и зря.

Латентность (тайминг) — это временная задержка сигнала. Измеряется она в тактах. Тайминги могут принимать значения от 2 до 13. От них зависит пропускная способность участка «процессор-память» и, как следствие, быстродействие системы, правда совсем чуть-чуть.

Чем ниже значение тайминга, тем быстрее работает оперативная память. Например я приобрёл память со значениями таймингов 9-9-9-24, но есть и шустрее, конечно.

Тайминги оперативной памяти можно корректировать в БИОС при разгоне системы (не рекомендуется это делать неопытным пользователям).

И в завершении статьи, как и обещал в начале, расскажу…

Как правильно устанавливать оперативную память в компьютер

Перед процедурой надо обязательно выключить компьютер и отсоединить шнур питания от системного блока.

Легче всего память устанавливать в ноутбук (бывает труднее открыть заднюю крышку). В ноутах оперативка находится в горизонтальном положении, лежит.

Просто приподнимаем и вытягиваем её из пазов, вставляем новую до упора. Замок на планке (прорезь) не даст Вам ошибиться при установке…

В стационарных компьютерах этот процесс «капельку» сложнее. Память стоит вертикально к материнской плате и зажата защёлками.

Для изъятия планки достаточно развести эти защёлки в стороны и она сама «выпрыгнет» из слота. Установка тоже займёт у Вас 2 секунды — поднесите планку к слоту, согласуйте замок (прорезь) на планке с перемычкой в слоте и вставьте до упора (услышите щелчок — это защёлки зажмут планку).

Двухканальный режим памяти

Очень рекомендую использовать двухканальность при покупке и установке памяти. Проще говоря, если Вы решили приобрести 4Гб оперативки — покупайте две планки по 2 Гб. Если 8Гб — две планки по 4 Гб.

Устанавливать планки тоже нужно определённо, чтоб они работали в двухканальном режиме. Обычно слоты для памяти на материнской плате окрашены в два цвета — это и есть каналы…

Таким образом устанавливайте свои две планки оперативной памяти в слоты одного цвета. В нашем случае — через один. Если оперативки много (16 или 32 Гб) — тут уж понадобятся все слоты.

И ещё пару слов…

Вот и всё на сегодня. До новых полезных советов и компьютерных программ.

Красивые социальные кнопочки вверху справа, на панели сайта

С уважением, Сергей Трофимов (не певец).

Как сказать «Спасибо» сайту

Случайный интересный обзор или полезный совет

Рекомендую ещё посмотреть…

Я только обозреваю программы! Любые претензии — к их производителям!

Источник: https://OptimaKomp.ru/kak-vybrat-operativnuyu-pamyat-v-kompyuter/

Самый мощный компьютер в мире

В последние годы компании по созданию и производству компьютеров работают не покладая рук. В результате количество техники в мире растет в геометрической прогрессии.

Еще недавно назад мир не знал о DirectX10, а графика FarCry или NFS Underground 2 казалась вершиной компьютерных возможностей.

В области суперкомпьютеров происходит почти то же самое.

В 1993 году профессор университета Теннесси Джек Донгарра выдвинул идею создания рейтинга самых мощных компьютеров в мире. С тех пор этот список, именуемый TOP500, обновляется дважды в год: в июне и в ноябре.

Время идет, и лидеры рейтинга суперкомпьютеров начала 90-х уже безбожно устарели даже по меркам рядовых пользователей ПК. Так, первым в 1993 году был CM-5/1024, собранный компанией Thinking Machines: 1024 процессора с тактовой частотой 32МГц, вычислительная скорость 59,7 гигафлопс – чуть быстрее обыкновенного 8-ядерного ПК под вашим столом. А какой компьютер самый лучший сегодня?

Sunway TaihuLight

Еще пять лет назад пальму первенства по мощности стабильно держали супер-ЭВМ производства США. В 2013 году лидерство перехватили китайские ученые и, судя по всему, не собираются его отдавать.

В настоящий момент самым сильным компьютером в мире считается Sunway TaihuLight (в переводе – «Божественная сила света озера Тайху»), грандиозная машина со скоростью вычислений 93 петафлопс (максимальная скорость – 125,43 петафлопс).

Это в 2,5 раза мощнее предыдущего рекордсмена – суперкомпьютера Тяньхэ-2, который считался самым мощным до июня 2016 года.

В «Санвей Тайхулайт» встроено 10,5 миллионов ядер (40 960 процессора, в каждом из которых по 256 вычислительных и 4 управляющих ядра). Все оборудование разработано и произведено в Китае, тогда как процессоры прошлого мощнейшего компьютера были произведены американской компанией Intel. Стоимость Sunway TaihuLight оценивают в $270 миллионов. Находится суперкомпьютер в Национальном суперкомпьютерном центре округа Уси.

Tianhe-2

До июня 2016 года (а список TOP500 обновляется каждый июнь и ноябрь) самым мощным и быстрым компьютером являлась супермашина Tianhe-2 (в переводе с китайского «Млечный путь»), разработанная в КНР на базе Оборонного научно-технического университета в Чанша при помощи компании Inspur. Мощность Тяньхэ-2 обеспечивает выполнение 2507 триллионов операций в секунду (33,86 петафлопс в секунду), пиковая производительность – 54,9 Петафлопс. Китайская разработка возглавляла этот рейтинг с момента запуска в 2013 году – невероятно внушительный показатель! Характеристики Тяньхэ-2 таковы: 16 тысяч узлов, 32 тысячи 12-ядерных процессоров Intel Xeon E5-2692 и 48 тысяч 57-ядерных ускорителей Intel Xeon Phi 31S1P, а значит, 3120000 ядер в сумме; 256 тысяч планок оперативной памяти DDR3 по 4 Гб каждая и 176000 планок GDDR5 по 8 Гб – 2432000 Гб оперативной памяти в общей сложности. Объем жесткого диска – более 13 миллионов Гб. Однако поиграть на нем не выйдет – он предназначен исключительно для вычислений, на «Млечный путь-2» не установлена видеокарта. В частности, он помогает при расчетах для прокладки метро и городской застройки.

Jaguar

Долгое время на вершине рейтинга располагался Jaguar – суперкомпьютер из США. Чем он отличается от остальных и в чем его технические преимущества? Суперкомпьютер под названием Jaguar состоит из большого количества независимых ячеек, разделенных на два раздела — XT4 и XT5.

В последнем разделе находится ровно 18688 вычислительных ячеек. В каждой ячейке расположились два шестиядерных процессора AMD Opteron 2356. частотой 2.3 Ггц, 16 Гб оперативной памяти DDR2, а так же роутер SeaStar 2+.

Даже одной ячейки из этого раздела хватило бы для того, чтобы создать самый мощный компьютер для игр. В разделе же содержится всего 149504 вычислительных ядер, огромное количество оперативной памяти – более 300 ТБ, а так же производительность 1.38 Петафлопс и больше 6 Петабайт дискового пространства.

В разделе XT4 находится 7832 ячеек. У них характеристики поскромнее, чем у предыдущего раздела XT5: каждая ячейка содержит один шестиядерный процессор частотой 2,1 Ггц, 8 Гб оперативной памяти и роутер SeaStar 2.

Всего в разделе 31328 вычислительных ядер и более 62 Тб памяти, а так же пиковая производительность 263 TFLOPS и более 600 ТБ дискового пространства. Суперкомпьютер Jaguar работает на собственной операционной системе Cray Linux Environment.

Roadrunner

В спину Jaguar дышит еще один компьютер, детище компании IBM – Roadrunner. Мощнейший вычислительный монстр способен высчитывать до 1000.000.000.000 операций в секунду.

Он был разработан специально для энергетического департамента Национальной администрации по ядерной безопасности в Лос-Аламосе (или Department of Energy’s National Nuclear Security Administration).

С помощью этого суперкомпьютера планировали контролировать работу всех ядерных установок, расположенных на территории США. Пиковая скорость обработки данных у «Дорожного бегуна» составляет около 1,5 петафлопсов.

Речь идет об общей мощности 3456 оригинальных серверов tri-blade, каждый из которых способен выполнять около 400 миллиардов операций в секунду (то есть 400 гигафлопов).

Внутри Roadrunner расположились около 20 тысяч высокопроизводительных двухъядерных процессоров — 12 960 Cell Broadband Engine и 6948 AMD Opteron, детище самой компании IBM. У такого суперкомпьютера системная память равна 80 терабайтам.

Так сколько же пространства занимает такое чудо техники? Машина расположилась на площади равной 560 квадратным метрам. А упаковано все хозяйство департамента в сервера оригинальной архитектуры. Все оборудование весит около 23 тонн.

Так что для его транспортировки сотрудникам национальной администрации по ядерной безопасности потребуется как минимум 21 крупногабаритный тягач.

Пару слов о том, что же такое петафлопс. Один петафлопс примерно равен общей мощности 100 тысяч современных ноутбуков. Если попробовать представить, то ими можно выстлать дорогу длинной практически в два с половиной километра. Еще одно доступное сравнение: все население планеты в течение 46 лет будет с помощью калькуляторов делать вычисления, которые под силу сделать Roadrunner за один день. А представьте, как ничтожно мало потребуется Sunway TaihuLigh, лидеру нашего рейтинга?

Titan

В 2012 году Оукриджская национальная лаборатория Министерства энергетики США запустила суперкомпьютер Titan, рассчитанный на 20 петафлопсов, другими словами, он сможет сделать за одну секунду квадриллион операций с плавающей запятой. Разработкой Titan занималась компания Cray.

Кроме «Титана» американские специалисты за последние годы разработали еще два суперкомпьютера. Один из них — Mira – предназначен для промышленных и научно-исследовательских нужд, а с помощью другого – Sequoia – моделируют испытания ядерного оружия.

За всеми этими разработками стоит корпорация IBM.

Самый мощный компьютер в России

Увы, российская разработка «Ломоносов-2», признанная самым мощным компьютером России, находится лишь на 41-м месте в ТОР500 (по состоянию на июнь 2016 года).

Он базируется в научно-вычислительном центре МГУ. Мощность отечественного суперкомпьютера – 1,849 петафлопс, пиковая – около 2,5 петафлопс. Количество ядер: 42 688.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Источник: https://uznayvse.ru/interesting-facts/samyiy-moschnyiy-kompyuter-v-mire.html

Виды памяти компьютера: Внешняя и внутренняя память

Виды памяти компьютера – это именно тот вопрос, изучение которого начинающие пользователи часто откладывают “на потом”. А зря.

Это очень мешает правильному пониманию функционирования системы в целом, а значит вам сложнее будет найти общий язык с вашим “железным другом”.

Я уверена, что изучение программной части вашего компьютера необходимо начинать с хотя бы поверхностного взгляда в металлические дебри. Поэтому сегодня мы пообщаемся о памяти вообще: какая она бывает, как классифицируется и чем она от самой себя отличается.

Начнем с самого понятного. У нас, у людей то есть, тоже есть своя память, и она тоже неодинаковая. Понятно, что она бывает зрительной, тактильной, слуховой и пр.

, но сейчас мы немного не об этом. С точки зрения механизмов функционирования, память бывает оперативной и долговременной. У компьютера где-то приблизительно также.

Человеческая оперативная память включается, в ситуациях, когда запоминать информацию нужно ненадолго, например, чтобы что-то сделать и сразу забыть. Такая информация хранится в наших головах от 5 часов до трех месяцев. В железе все очень похоже.

Компьютерная оперативная память называется RAM (Random Access Memory) и существует для хранения информации, которая может понадобиться процессору и работающим в данный момент программам.

Постоянная память – это “запомнил на всю жизнь”. Конечно, все случайно можно забыть, но и у компьютера жесткий диск может сломаться. Постоянная память хранит информацию, которая может пригодиться в любой момент на протяжении длинных промежутков времени или всей жизни вообще.

Компьютерный аналог такой памяти – жесткий диск. Он всегда намного большего, чем оперативная память объема, и всегда медленнее последней. Зато на нем можно сохранять огромнейшие объемы информации, практически не занимая полезное пространство в квартире.

Как-то даже странно сравнивать, например, книжный шкаф с обычной флешкой.

Кроме распределения на постоянную и оперативную, память компьютера еще можно разделить на внутреннюю и внешнюю.

Об этом пойдет речь немного позже, а сегодня нас интересует, какая бывает внутренняя память компьютера, и все, что с ней может быть связано.

ROM– Read Only Memory

Ее содержимое называют BIOS. Но BIOS — это ближе к софту, сейчас мы немного не о том. Это самая постоянная память вашего компьютера. Она мало заметна внешне, но крайне важна для вашей системы.

Именно она тестирует готовность всего вашего оборудования от мышки до процессора перед загрузкой ОС, запускает вашу систему, и затем передает управление Windows.

Там же есть программа управления работой самого процессора и также ряд инструкций, к которым может получать непосредственный доступ его величество ЦП, минуя остальные бюрократические инстанции.

1. ROM – это ПЗУ с масочным программированием. Данные в таких микросхемах зашиваются намертво во время изготовления микросхемы и их никак не получится изменить. Вышедшую из строя микросхему остается только выбросить. Это не самый лучший вариант – решили пользователи и перестали покупать такие микросхемы.
2. PROM или ППЗУ (Программируемое ПЗУ) – аналогично предыдущему за исключением методики производства. В этом варианте данные записываются программным способом тоже один раз. Сути это не изменило, поэтому такие микросхемы тоже ушли в небытие.
3. EPROM или СПЗУ (Стираемое ПЗУ) – уже лучше. Здесь уже можно стереть или записать данные, но пока только при помощи УФ-излучения. В таком варианте оченно напрягала необходимость наличия специфического оборудования. Эти микросхемы тоже уже не производятся.
4. EEPROM или ЭСППЗУ (Электрически стираемое ППЗУ или флэш-микросхема) – данные стираем и записываем без дополнительных устройств и даже без извлечения из компьютера сколько угодно раз.

В порядке дополнительных сведений, может быть интересным то, что в технической литературе можно встретить термин “встроенное ПО” (Программное Обеспечение). Это не совсем так, поскольку встроенное ПО, это не сама микросхема, а скорее, программное обеспечение, которое в ней хранится.

СMOS – полупостоянная память

Она питается от небольшой батарейки и имеет очень низкое энергопотребление. Там хранятся некоторые системные настройки, например, дата и время, которые, как вы заметили, не сбиваются даже после выключения компьютера из сети.

Кэш-память

Это память самого высокого уровня, в какой-то степени его можно считать разновидностью оперативной памяти.

Он является дополнительным звеном или неким буфером между более медленными устройствами для считывания данных (например, оперативка или жесткий диск) и процессором, но при этом никак не увеличивает адресное пространство.

Он намного быстрее и дороже оперативной памяти и предназначен для хранения самой частоиспользуемой и нужной для процессора информации.

Такая информация выбирается программным методом с помощью особого алгоритма и помещается в кэш, откуда ЦП будет ее брать в ближайшие такты своей работы.

В первую очередь процессор обращается к кэшу, а уже потом, если нужная информация там отсутствует, наступает очередь оперативной памяти. Информация в кэше может храниться разного рода, например, там можно найти блоки обычных данных из основной памяти или какую-нибудь служебную информацию вроде, таблички текущего соответствия данных и адресов, по которым их можно найти в основной памяти. Кэш бывает трех уровней.

1. L1 обычно живет в том же кристалле, что и ЦП. Он предназначен для хранения команд и данных обрабатываемых процессором в данный момент. Отличается тем, что доступ к ячейкам памяти осуществляется на тактовой частоте самого процессора, то есть почти без задержек. Производители изобретают для кэша разные чудеса — например, ассоциативнуя память, которая позволяет выбирать данные не по их адресам, а по содержимому. Почти индексируемый поиск в нашей ОС. Конечно, это существенно ускоряет работу системы.
2. L2 или внешний кэш раньше монтировался в материнку возле ЦП. Теперь встраивается в процессор вместе с кэшем первого уровня.  Объем его памяти значительно больше.
3. L3 изредка можно найти на высокопроизводительных рабочих станциях, серверах и прочем мудреном оборудовании.

Характеристики кэша (если он есть) тоже обычно указаны рядом с процессором. Объемы кэша очень маленькие и в самом медленном варианте обычно достигают нескольких Мегабайт в лучшем случае.

Если немножко подробнее, то процессор иногда вынужден делать пустые такты, чтобы дождаться поступления данных из гораздо более медленной оперативки. Именно в такой ситуации срабатывает кэш.

Как-то так.

Регистры

У процессора тоже есть немножко супер-мега-гипер-производительной памяти. Иначе, ему было бы трудно помнить, что он делает в данный момент. Склероз, знаете ли, штука не из приятных.

Если серьезно, то чаще всего в регистрах хранятся данные для арифметико-логического устройства ALU. Управляются они непосредственно компилятором, отправляющим на процессор информацию для последующей обработки.

Всем, кто не программист, это помнить вовсе не обязательно.

RAM – Оперативное запоминающее устройство

Та самая оперативка. Она сразу после включения компьютера собирает множество системных файлов с жесткого диска для процессора и программ, которые по мнению системы будут выполняться в данный момент.

Чем больше программ у вас в автозагрузке, тем больше процессов запускается вместе с системой, тем больше памяти им нужно, и тем медленнее включается ваш компьютер. Еще в ОЗУ хранятся данные, которые еще не были сохранены в постоянную память (на жесткий диск).

Именно поэтому в момент аварийного выключения компьютера пропадает вся несохраненная информация. Чем больше объем оперативной памяти, тем больше полезной для процессора информации в ней может храниться, и тем шустрее работает вся ваша система в целом.

Частично помогает увеличение размеров файла подкачки, но, как правило, для Windows-систем это не панацея, тем более, что этот файл по умолчанию имеет динамический, то есть расширяемый при необходимости размер. Это значит, что изменение его размера «ручками» абсолютно бессмысленно.

В этот файл, автоматически создаваемый системой на жестком диске или так называемую виртуальную память происходит автоматический сброс из оперативной памяти самых редко используемых в данный момент данных, чтобы немного разгрузить ее.

Процессору же намного легче работать с оперативной памятью, чем с жестким диском.

А для постоянного хранения информации оперативная память не подходит в силу своей дороговизны (сравните стоимость модуля оперативной памяти на 1 Гб с ценой жесткого диска емкостью, к примеру, несколько сотен ГБ), но главное – это ее энергозависимость.

Информация в оперативной памяти хранится при непосредственном участии электричества и стирается в течении доли секунды после прекращения подачи питания в систему. Если за эти доли секунды успеть снять дамп (скриншот ее содержимого), то можно довольно легко сломать даже самый сложный алгоритм шифрования. Это слабое место как платных, так и бесплатных программ-шифраторов информации. Ее важная характеристика – объем и скорость доступа. Понятно, что чем больше и то, и другое — тем лучше. И один важный момент касательно объема: 32-битная система не увидит установленное в ней ОЗУ больше 3 с копейками Гб (если точнее). В 64-битных системах – и небо не предел.

Жесткий диск

Это постоянная энергонезависимая память вашей системы. Именно на жестком диске хранится вся операционная система вместе с пользовательскими данными. Редко, но бывает, что жесткий диск выходит из строя.

В таком случае, восстановить систему и всю ту информацию, которая на нем хранилась, удастся только вашими молитвами.

Точнее, восстановление вполне может получиться как частично, так и полностью, но сама его возможность зависит от того, что именно и как сломалось в винчестере.

Понятно, что жесткие диски характеризуются своим объемом, но еще одна немаловажная характеристика – это скорость вращения. Жесткий диск – это круглый магнит, который в прямом смысле этого слова приклеивает к себе информацию.

Эту информацию считывают специальные неподвижные головки, которым жесткий диск вращаясь с определенной скоростью подставляет свои ячейки с хранящимися там необходимыми для чтения битами и байтами данных.

Если вы разберете старый хард, то все это хозяйство увидите собственными глазами. Если разберете новый, то тоже увидите, но восстановить сам диск или информацию, которая там хранилась не помогут даже молитвы.

память

Это оперативная память, которая используется для мультимедийных нужд, а точнее – хранит изображение, выведенное в данный момент на экране вашего монитора.

Адресация памяти

В принципе – где-то в недалеком времени это станет темой для отдельной статьи, но раз уже зашел разговор о памяти… Вся память, какая бы она не была, состоит из устройства, на котором хранятся биты и байты информации и чего-нибудь, что умеет это читать.

Это реализуется разными способами – информация или примагничивается (жесткий диск) к поверхности или хранится в динамической ОЗУ с помощью электричества (нет заряда – нолик, есть – единичка). Можно взять тонкую  пластинку из пластика и прожечь в ней лазером определенный узор (DVD-диск).

100 лет назад были перфокарты с отверстиями в определенных местах… В данном случае способ хранения не важен, а суть в том, что любой носитель делится на множество мельчайших ячеек, в каждой из которых может храниться один бит информации (нолик или единичка).

По этой причине производители “шутят” и продают вам жесткие диски емкостью на несколько десятков Гб меньше заявленной. Вот вам и 1 Гб, в котором содержится 1024 байта, а не 1000, как думают производители. А теперь немножко математики.

Каждая ячейка имеет собственный номер или адрес, по которому к ней может обратиться процессор или программа, которой понадобилось то, что лежит в данной ячейке.

Как раз 32-битная адресация в системах соответствующей архитектуры и делает невозможным наличие оперативной памяти больше 4 Гб (немножко памяти резервируется для жизненно необходимых потребностей).

Кроме этого, есть еще разрядность процессора, которая определяет количество данных, которые могут обрабатываться одновременно. 32-битный процессор может одновременно работать с 4 байтами информации (1 байт = 8 бит), а 64-разрядный, соответственно осилит сразу 8 байт.

Таким образом, 32-битный процессор с тактовой частотой 800 МГц произведет 800 млн операций в секунду (подсчет о-очень приблизительный), а память должна за ним успевать, чтобы не тратилось полезное время. Пожалуй на этом можно было бы остановиться, но все-таки напоследок я напомню еще одну классификацию. Память можно разделять на виды еще и с точки зрения реакции на возможные ошибки. Память без контроля четности совсем не будет их проверять. Память с контролем четности на каждых 8 бит данных содержит 1 бит четности, предназначенный как раз для подобных проверок. ECC – сама может найти несколько ошибочных битов, а заодно и исправить одноразрядные ошибки.

Друзья, если вам понравилась статья вы можете пожертвовать любую сумму на развитие сайта Netcloud. 

Подписывайтесь на нашу группу ВК. Вы будете в курсе всех последних обновлений на сайте. Помимо прочего в этой группе будет много интересного и полезного материала, которого нет на сайте. Так что прошу подписаться

Источник: https://netclo.ru/vidy-pamyati-kompyutera-vneshnyaya-i-vnut/

Что важнее: более быстрая оперативная память или больше оперативной памяти? — Блог веб-программиста

Подробности апреля 14, 2017 23418

Во всех этих частях я рекомендую обновить существующий компьютер, а не покупать новый. Это проще, удобнее и не создаст нагрузку на ваш кошелек. Но, как часто бывает, экономия денег может потребовать немного знаний.

Вы сузили источник медлительности вашего ПК в оперативную память, но что вы будете с этим делать? Увеличивать объем оперативной памяти или вам будет лучше с более быстрой оперативной памятью? Этот вопрос не так прост, как кажется.

Для чего вам нужна оперативная память

Вы должны быть уверены, что у вас достаточно оперативной памяти, чтобы удовлетворить ваши общие потребности. Если Вы не знаете, что такое ОЗУ, не волнуйтесь, мы Вам поможем.

Короче говоря, подумайте о RAM как о кратковременной памяти, которую ваш компьютерный процессор использует для хранения файлов, к которым он должен быстро и часто обращаться.

Использование этого пространства позволяет вашей машине реагировать мгновенно, а не через несколько секунд.

Когда ваш компьютер пытается открыть программу, которую вы хотите запустить, ему вероятно, может потребоваться больше оперативной памяти чем есть.

Замедление происходит потому что вашему ПК требуется разгрузить задачу от быстрой оперативной памяти на жесткий диск (файл подкачки оперативной памяти).

Эта общая область хранения имеет много места, но ее скорость намного медленнее.

Возможно, у вас низкий объем оперативной памяти, если вы используете старый компьютер, который имел достаточный объемом памяти несколько лет назад, но уже не отвечает требованиям сегодняшнего дня.

Вероятно, у вас также будет нехватка оперативной памяти, если вы купите дешевый ноутбук, который поставляется с низким объемом памяти.

На начальном этапе эти устройства бывают быстрыми, но по мере того, как изменения в программном обеспечении и программах увеличивают объем памяти, не остается места для будущего роста.

Разница между производительностью и скоростью

Вы можете измерять объем ОЗУ в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ) или терабайтах (ТБ). Увеличение размера вашей оперативной памяти уменьшает вероятность того, что вам понадобится использовать ваш жесткий диск для этих временных файлов.

Но когда у вас есть достаточно памяти, чтобы удовлетворить ваши потребности, Вы достигаете точки, где добавлять больше не может быть лучшим способом, чтобы получить скорость, которую вы ищете.

Вы можете получить больше выгоды от покупки оперативной памяти, которая быстрее, чем оперативная память, которая у вас уже есть.

Частота измеряется в мегагерцах (МГц), и вам нужно большее число. Задержка отображается в виде ряда чисел (например, 5-5-5-12), и вам нужно, чтобы они были ниже.

Как только ваши потребности в емкости будут удовлетворены, увеличение частоты и сокращение времени ожидания могут дать вам более заметный результат, чем упаковка в большем объеме ОЗУ.

Сколько (и насколько быстрой) RAM вам нужно?

Наличие большего объема ОЗУ полезно, если вы занимаетесь профессиональным редактированием видео или аудио.

Но даже тогда 8-16 ГБ оперативной памяти должно быть достаточно для одновременной работы нескольких профессиональных приложений.

Вероятно, вам не придется думать о модернизации в течение нескольких лет, если это так.

Независимо от того, как вы используете свой компьютер, скорость не имеет значения, если ваша материнская плата не так быстра, как ваша оперативная память. Системная плата 1333 МГц ограничит вашу RAM с частотой 2000 МГц до 1333 МГц.

Бывают ситуации, когда требуется больше ОЗУ, но вы, скорее всего, столкнетесь с ними, если будете управлять серверами. Требования запуска приложений, игр и веб-сайтов просто не настолько высоки, чтобы гарантировать упаковку рабочего стола всей оперативной памятью, которую вы можете собрать.

Как покупать или обновлять оперативную память?

Вы пытаетесь обновить или начать с нуля? Первый вариант поставляется с большим количеством ограничений.

Для начала, сколько слотов памяти у вашей машины? Это может определить, сколько оперативной памяти вы можете иметь. DDR2 позволяет установить ячейку памяти максимум на 4 ГБ.

Ячейки DDR3 могут доходить до 8 ГБ. Если вы хотите 16 ГБ оперативной памяти, вам понадобятся две DDR3 RAM-карты.

Поэтому, когда в компьютере установлена только одна RAM-карта, но есть достаточное количество слотов на двоих, попробуйте добавить вторую карту вместо замены существующей. Двухканальные платформы могут обладать некоторыми преимуществами в зависимости от типа напряжения, в котором находится ваш компьютер.

Тем не менее, если вы начинаете с нуля и обсуждаете между одной картой 8 ГБ и двумя картами по 4 ГБ, выбирайте первую.

Это оставляет вам возможность добавить вторую карту, чтобы достичь 16 ГБ в будущем, вместо того, чтобы заменить те, которые у вас есть.

Разница между одной и двумя картами не настолько велика, что вы, вероятно, пожалеете (или даже заметите).

Если вы хотите обновить оперативную память, но все ваши слоты уже на максимальной мощности, тогда ваш единственный выбор — покупать более быстрые карты.

Источник: http://juice-health.ru/computers/560-faster-ram-or-more-ram