Понимание типов оперативной памяти и того, как она используется

Оперативная память или оперативная память(Random Access Memory ) — невероятно важная часть любого современного компьютера. ЦП(CPU) ( центральный процессор) компьютера нуждается в данных и инструкциях для выполнения работы. Эта информация должна где-то храниться. Это «где-то» называется памятью компьютера. 

Существуют различные типы оперативной(RAM) памяти, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. ЦП(CPUs) имеют очень небольшой объем встроенной памяти, известной как « кеш» ЦП . (CPU “)Эта память невероятно быстра и по сути является частью самого процессора(CPU) . Однако он очень дорог и поэтому не может использоваться в качестве основной памяти компьютера.

Вот где RAM вступает в игру. Оперативная память(RAM) представлена ​​в виде кремниевых компьютерных микросхем, подключенных к шине памяти. Кэш-память на самом ЦП(CPU) на самом деле также является формой ОЗУ(RAM) , но когда этот термин обычно используется, он относится к этим микросхемам памяти, которые находятся вне ЦП(CPU) .  

Шина памяти — это просто выделенный набор цепей, которые перемещают информацию между ЦП(CPU) и самим ОЗУ(RAM) . Операционная система перемещает информацию с гораздо более медленного механического или твердотельного жесткого диска(solid-state hard drive) системы, готовясь к потребностям ЦП. Например, когда видеоигра «загружается», данные перемещаются с жесткого диска в оперативную память(RAM) .

В качестве аналогии представьте, что оперативная память(RAM) — это верхняя часть стола, а ящики — это жесткий диск, а вы сами выступаете в роли процессора(CPU) . Работать с предметами, лежащими на столе, легко и быстро, но места мало. Это означает, что вам нужно перемещать вещи между поверхностью стола и ящиками по мере необходимости.

Компьютеры, смартфоны, игровые приставки и любой другой тип вычислительных устройств, используемых сегодня, имеют определенный тип оперативной памяти(some type of RAM) . Мы рассмотрим каждый из них, объяснив, как он работает и для чего используется. В частности(Specifically) , мы рассмотрим следующие типы оперативной памяти:

  • SRAM
  • ДРАМ
  • SDRAM
  • СДР ОЗУ
  • DDR SDRAM
  • ГДДР
  • ИСБ

Не волнуйтесь, если это звучит как пугающая тарабарщина. Вскоре все станет предельно ясно.

SRAM — статическая оперативная память(SRAM – Static Random Access Memory)

Один из двух основных типов оперативной памяти(RAM) , SRAM отличается тем, что ее не нужно «обновлять», чтобы сохранить информацию, которую она хранит в данный момент. Пока по цепям течет энергия, информация остается там, где она есть. 

SRAM построена из нескольких транзисторов (4-6) и невероятно быстра благодаря своей природе. Однако он относительно сложен и дорог, поэтому вы найдете его в процессорах(CPUs) , используемых в качестве сверхбыстрой кэш-памяти. 

Есть также небольшие объемы кэш-памяти SRAM , где данные должны перемещаться быстро, но это может быть узким местом. Буферы жесткого(Hard) диска являются хорошим примером этого варианта использования. Везде, где на устройстве должно быть больше данных, есть вероятность, что какая -то SRAM поможет сгладить эту передачу.

DRAM — динамическая оперативная память(DRAM – Dynamic Random Access Memory)

DRAM — это другой(other ) распространенный тип конструкции RAM . Память DRAM(DRAM) построена с использованием транзисторов и конденсаторов. Если вы не обновите каждую ячейку памяти, она потеряет свое содержимое. Вот почему он называется «динамическим», а не «статическим». 

DRAM намного медленнее, чем SRAM , но все же намного быстрее, чем вторичные устройства хранения, такие как жесткие диски. Это также намного дешевле, чем SRAM , и для компьютеров типично иметь несколько гигабайт DRAM на борту в качестве основного решения RAM

SDRAM - синхронная динамическая оперативная память(SDRAM – Synchronous Dynamic Random Access Memory) 

Некоторые думают, что SDRAM — это смесь SRAM и DRAM , но это не так! Это DRAM , синхронизированная с тактовой(CPU) частотой процессора . 

Модуль DRAM будет ждать ЦП(CPU) , прежде чем отвечать на запросы ввода данных. Благодаря своему синхронному характеру и тому, как память SDRAM сконфигурирована в банки, ЦП(CPU) может выполнять несколько инструкций одновременно, что значительно увеличивает его общую производительность. 

SDRAM — это базовая форма основного типа оперативной памяти(RAM) , которая сегодня используется в большинстве компьютеров. Она также известна как SDR SDRAM или синхронная динамическая оперативная память с одинарной скоростью передачи данных(Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) . Хотя это в основном тот же тип памяти, который используется сегодня в компьютерах, его ванильная форма SDR в значительной степени устарела, ее заменил следующий тип ОЗУ(RAM) в нашем списке.

Синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)

Первое, что вы должны знать, это то, что существует несколько поколений памяти DDR . Первое поколение, которое мы в ретроспективе называем DDR 1(DDR 1) , удвоило скорость SDRAM , позволяя операциям чтения и записи выполняться как на пике, так и на минимуме тактового цикла.

DDR2 , DDR3 и сегодняшняя DDR4 экспоненциально улучшили первое поколение DDR . Производительность этих модулей памяти измеряется в мегапередачах в секунду(Mega Transfers per Second ) или «МТ/с». Одна мегапередача по существу эквивалентна миллиону тактовых циклов. Самые быстрые чипы DDR(DDR) первого поколения могли работать со скоростью 400 MT/s . DDR4 может достигать скорости 3200 MT/s !

GDDR SDRAM — графическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных (GDDR SDRAM – Graphics Double Data Rate Random Access Memory )

В настоящее время GDDR(GDDR) относится к шестому поколению и почти всегда подключается к графическому процессору(GPU) (графическому процессору) на видеокарте или игровой консоли . GDDR похож(GDDR) на обычный DDR , но предназначен для случаев использования графики. Подчеркивая большую пропускную способность, меньше заботясь о низкой задержке. 

Другими словами, эта память не отвечает так быстро, как обычная SDRAM , но при ответе может одновременно перемещать больше информации. Это идеально подходит для графических приложений, где для рендеринга сцены необходимо передавать много гигабайт текстурных данных, а небольшая задержка не имеет реальных последствий.

Несмотря на название, GDDR можно использовать как обычную системную оперативную память(RAM) . Например, PlayStation 4 имеет единый пул памяти GDDR , которую разработчики могут разделить по своему усмотрению, выделяя части для ЦП(CPU) и ГП(GPU) по мере необходимости.

HBM — память с высокой пропускной способностью(HBM – High Bandwidth Memory)

У GDDR(GDDR) есть конкурент в виде памяти HBM(HBM memory) , которая используется на ограниченном количестве видеокарт производства AMD . В настоящее(Currently) время последней версией является HBM 2 , но неясно, заменит ли она GDDR или перестанет существовать.

Наиболее важной частью производительности памяти является общий объем данных, который может быть сдвинут в течение заданного промежутка времени. Один из способов сделать это — сделать память очень быстрой. Другой способ улучшить общую пропускную способность — сделать «конвейерные» данные более широкими.

Память HBM(HBM) работает на более низких тактовых частотах, чем GDDR , но использует уникальную трехмерную конструкцию чипа, которая обеспечивает очень широкий физический путь для данных, а также гораздо более короткие расстояния для прохождения сигналов. Конечным результатом является решение для памяти, которое имеет аналогичную общую пропускную способность по сравнению с GDDR , но с меньшей задержкой.

Проблема с HBM заключается в том, что его сложно изготовить, а благодаря его физическому дизайну пока невозможно достичь таких емкостей, которые тривиальны для GDDR . Если эти проблемы в конечном итоге будут преодолены, она может заменить GDDR , но нет никаких гарантий, что это произойдет. 

Thanks For The Memories!

Должно быть очевидно, что оперативная память(RAM) является важным компонентом любого компьютера, и, когда она выходит из строя, может быть трудно понять, в чем проблема на самом деле.

В конце концов, мошеннический бит здесь или там может сделать вашу систему слегка нестабильной или стать причиной, казалось бы, случайных сбоев. Вот почему вы всегда должны проверять наличие плохой оперативной памяти(test for bad RAM memory) всякий раз, когда у вас возникают необъяснимые проблемы со стабильностью. 

Когда- нибудь мы, возможно, выйдем за рамки оперативной памяти(RAM) , но в обозримом будущем она станет неотъемлемой частью головоломки производительности вычислений, так что мы могли бы с ней познакомиться.



About the author

Я инженер-программист с более чем 10-летним опытом работы в индустрии Xbox. Я специализируюсь на разработке игр и тестировании безопасности. Я также являюсь опытным обозревателем и работал над проектами для некоторых из самых известных игровых компаний, включая Ubisoft, Microsoft и Sony. В свободное время я люблю играть в видеоигры и смотреть сериалы.



Related posts