Как выбрать оперативную память

модуль оперативной памяти dd3Каждый пользователь ПК рано или поздно задумывается о модернизации своего компьютера. Одни меняют сразу процессор, другие устанавливают дополнительный жесткий диск, а третьи увеличивают объем оперативной памяти. Вот последний случай мы сегодня и рассмотрим. В этой статье мы попробуем разобраться, что из себя представляет оперативная память, каковы принципы ее работы, а также подробно поговорим о том, как выбрать оперативную память.

Апгрейд компьютера при помощи замены или добавления оперативной памяти является наверное самым простым, но в то же время самым действенным способом увеличения производительности компьютера. Замена памяти, как вы сможете убедиться позже, происходит очень легко  и быстро, можно сказать одним движением руки. А вот эффект от такой замены вы сможете увидеть сразу же после начала загрузки операционной системы. Но не будем забегать вперед и для начала обратимся немного к теории.

Оперативная память — это область временного хранения данных на вашем компьютере. Если говорить техническим языком, то оперативная память (ОЗУ – оперативное запоминающие устройство) является рабочей областью для работы центрального процессора. Если рассматривать оперативную память с физической стороны, то она представляет собой набор микросхем, подключаемых к материнской плате.

Во время работы память служит временным буфером (в котором сохраняются оперативные данные и запущенные программы) между жестким диском и центральным процессором. Необходимость в подобном буфере связана с тем, что оперативная память обладает намного большей скоростью чтения и записи данных, чем дисковый накопитель ПК.

Многие начинающие пользователи путают понятия оперативной памяти и жесткого диска. Винчестер компьютера служит в качестве постоянного хранилища информации, независимо от того, подается на него питание или нет, данные, которые были на него записаны, будут сохранены. Поэтому его и называют постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). А вот оперативная память в отличие от ПЗУ является энергозависимой. Поэтому данные, записанные в ней, сохраняются только в то время, когда компьютер включен. Как только питание отключается, данные из оперативной памяти стираются.

Структура ОЗУ напоминает пчелиные соты. Оперативная память складывается из ячеек, каждый элемент которой служит для хранения определенного объема данных. Объем этот как правило составляет один или четыре бит. На этом и основан принцип работы оперативной памяти. У каждой ячейки есть собственный уникальный адрес, разделенный на две составляющие. Первая – адрес горизонтальной строки (Row), вторая составляющая – адрес вертикального столбца (Column).

С физической точки зрения ячейки – это конденсаторы, которые накапливают электрический заряд. При помощи специальных преобразователей аналоговые сигналы переводятся в цифры, которые и образуют массив данных.

Работает оперативная память в непосредственном взаимодействии с центральным процессором и внешними устройствами компьютера. Внешние устройства именно оперативной памяти в первую очередь сообщают свои данные. Таким образом, информация сначала попадает с винчестера на ОЗУ, а затем уже обрабатывается процессором.

принцип работы

Обмен данными между оперативной памятью и центральным процессором чаще всего происходит при помощи кэш-памяти. Использование кэш-памяти позволяет в значительной мере сократить время доставки информации из ОЗУ в регистры ЦП. Управление оперативной памятью возложено на контроллер, который входит в состав чипсета системной платы и находится в той ее части, которую называют северным мостом (North Bridge). Северный мост выполняете подключение процессора к тем компонентам, которые используют высокопроизводительную шину: графический контроллер, оперативная память и т.п.

устройства материнской платы

Теперь, когда мы немного разобрались с принципом взаимодействия оперативной памяти с другими компонентами ПК, рассмотрим еще один важный аспект и поговорим о делении памяти на разделы. Подобное деление осуществляется при помощи специальных программ, поддерживаемых операционными системами.

Современная оперативная память является достаточно объемной, что позволяет размещать в ее ячейках данные сразу нескольких выполняемых программ. Центральный процессор также одновременно обрабатывает несколько задач. Подобное обстоятельство и стало причиной возникновения системы динамического распределения памяти. При таком построении внутренней структуры ОЗУ под каждое обрабатываемое процессором задание отводятся динамические области памяти. Динамические они называются потому, что имеют переменную величину и местоположение.

Благодаря динамическому характеру работы удается достичь более рационального использования имеющегося объема памяти. В процессе работы постоянно происходит своевременное «изымание» лишних участков памяти у одной задачи и «добавление» дополнительных участков другой задаче. Распределением динамической памяти занимается операционная система. А вот программное обеспечение отвечает за правильное использование оперативной памяти. Поэтому любое программное обеспечение обязательно создается под определенную операционную систему, иначе система просто не будет понимать, сколько памяти выделить и какой программе.

Каждая операционная система имеет свою разрядность. К примеру, одна из последних операционных систем, чаще всего устанавливаемых на современных ПК, Windows 7 имеет разрядность 64 бита. Эта винда способна поддерживать объем оперативной памяти до 192 Гбайт. А вот ее младшая 32-битная версия поддерживала всего 4 Гбайта. Поэтому нужно понимать, что предел оперативной памяти для 32-разрядной системы – 4 Гбайта, а все, что больше винда просто напросто не сможет увидеть. О том, сколько оперативки может поддерживать Windows 8 и писать не стоит, эта цифра лежит в другой реальности.

Оперативная память является самым быстродействующим устройством после центрального процессора. Естественно, что основной обмен данными приходится именно на них. После включения компьютера первым делом происходит запись драйверов и специальных программ с жесткого диска в оперативную память. После этого данные передаются для обработки центральному процессору. В процессоре данные обрабатываются и возвращаются обратно.

как работает процессор

И такой процесс повторяется по кругу до  тех пор, пока хватает свободных ячеек в памяти. Когда же ячейки заканчиваются, на помощь приходит файл подкачки. Располагается этот файл на винчестере и именно в него записывается то, что не влезло в ячейки оперативки. Однако быстродействие жесткого диска значительно отличается от быстродействия оперативной памяти в худшую сторону, что приводит к замедлению работы системы. Поэтому, чем больше у вас оперативной памяти, тем реже будет использоваться файл подкачки.

Ну вот, и с этим аспектом немного разобрались. Теперь рассмотрим, с чего складываются сами модули оперативной памяти. Большинство модулей оперативки состоит из одинаковых конструктивных элементов. Поэтому в качестве наглядного пособия рассмотрим стандарт SD-RAM, который используется в настольных ПК.

Итак, на фото внизу представлены модули стандарта SD-RAM (1): DDR (1.1) и DDR2 (1.2). Стоит отметить что как SD-RAM, так и оперативная память DDR3 в современных компьютерах практически не используется.

полное описание оперативной памяти

  • На фото под номером 1 обозначены чипы (микросхемы) памяти.
  • Вторым номером идет SPD (Serial Presence Detect) – это микросхема с энергозависимой памятью. В нее записываются все базовые настройки любого модуля памяти. Как только начинает стартовать BIOS системной платы, с этой микросхемы происходит считывание данных и, исходя из них выставляются соответствующие значения таймингов (величина задержки от поступления до исполнения команды, выражаемая в тактах) и частоты работы ОЗУ.
  • Под третьим номером обозначен так называемый  «Ключ», который представляет из себя специальную прорезь в плате, указывающую на то, как правильно установливать модуль в слот расширения.
  • Номером 4 обозначены SMD-компоненты модулей (резисторы и конденсаторы).
  • Пятым номером идет стикер.  На нем указывается стандарт памяти, его штатная частота работы, а также базовые тайминги.
  • Номер 6  – печатная плата. На ней располагаются все составляющие модуля оперативной памяти.

Тайминги оперативной памяти: что и зачем?

Для управления определенным типом памяти нужно, чтобы материнская плата и сам процессор умели с ней работать. До того, как на свет появились процессоры Pentium III, пользователи не имели особого выбора среди видов оперативной памяти. Практически проблема сводилась лишь к тому, чтобы уметь различать модули SIMM (Single In-line Memory Module), EDO (Extended Data Output) и FPM (Fast Page Mode). С появлением новых процессоров пришлось разрабатывать и новые типы оперативки. В итоге появилось поколение памяти SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), имевшей тактовую частоту 66 МГц. Модули оперативной памяти были названы DIMM (Dual In-line Memory Module).

К настоящему времени уже практически завершен процесс отказа от оперативной памяти DDR и DDR2  в пользу оперативной памяти DDR3. Но следует отметить, что серийный выпуск памяти DDR3 был начат лишь в 2007 году, поэтому модули этой памяти до сих пор продаются по достаточно высокой цене. К тому же в реальной жизни для среднестатистического пользователя вполне хватает памяти DDR2. DDR3 в основном нужна для современных игр, а для большинства приложений хватает и скорости оперативной памяти предыдущего поколения. Основное отличие оперативной памяти DDR3 – высокая тактовая частота (до 2400 мегагерц) и пониженное энергопотребление. Если сравнивать с модулями DDR2, то экономия составит от 30 до 40 процентов. Если вы решили докупить себе оперативной памяти, но боитесь приобрести ни тот вид, обратите внимание на рисунок ниже. Здесь приведены физические размеры планок.

отличия памяти между собой

Далее рассмотрим подробнее процесс подбора оперативной памяти. Для этого рассмотрим конкретный пример. Допустим,  у вас в наличии имеется материнская плата Gigabyte GA-P55A-UD4P. Вам необходимо подобрать к ней процессор и оперативную память. Для начала заходите на сайт производителя Gigabyte и находите свою модель материнской платы.

После этого нажимаете на две ссылки «Поддерживаемые процессоры» и Список рекомендованных модулей памяти»

После этого вы сможете определиться с моделью процессора и оперативной памяти.

определяем тип процессора и памяти

Теперь вы по крайней мере можете быть уверены, что выбранная вами оперативная память не будет конфликтовать с материнской платой.

Выбирая оперативную память всегда помните о form factor – стандарте, который задает габаритные устройства. То есть, простыми словами смотрите на тип конструкции планки памяти.

DIMM (Dual Inline Memory Module, означает то, что контакты расположены по обе стороны) – для настольных ПК, а SO-DIMM – для ноутбуков (в последнее время память для ноутбуков часто встречается и в моноблоках или компактных мультимедийных ПК).

память для ноутбука

Как видно из рисунка, ошибиться трудно, покупая в обычном магазине. Однако при покупке через интернет-магазин обращайте внимание на описание товара, а не на его картинку, иначе при получении посылки можете удивиться, увидев вместо планки памяти для вашего ПК память для ноутбука.

Теперь поговорим о частоте шины и ее пропускной способности. Эти параметры напрямую влияют на выбор оперативной памяти.

Частотой шины характеризуется ее потенциал по скорости передачи информации за единицу времени. Естественно, чем больше частота шины, тем большее количество данных она способна передать. Частоту шины и пропускную способность связывает прямая пропорция. К примеру, если оперативная память имеет шину на 1333 Мгц, это означает то, что ее теоретическая пропускная способность будет равна 10600 Мб/сек. На самом модуле памяти в таком случае будет надпись DDR3 1333  (PC-10600).

Ниже в таблице приведены наиболее популярные стандарты DDR, DDR2 и DDR3.

Теперь возникает вопрос, как выбирать оперативную память с учетом частоты? Опять же все очень просто. Выбор нужно делать исходя из возможностей, которые предоставляет ваша система. Рекомендация одна: частота должна совпадать с частотой, поддерживаемой материнской платой/процессором.

К примеру, вы подключаете модуль памяти DDR3-1800 в слот, который поддерживает максимальную частоту 1600 МГц. В итоге модуль памяти будет работать с частотой слота, что на 200 МГц меньше его возможной частоты. К тому же при работе в таком режиме весьма вероятны сбои и ошибки в системе. Наиболее распространены модули памяти типа DDR3, работающие на тактовой частоте 1333 МГц и 1600 МГц.

Материнские платы современных компьютеров способны поддерживать специальные режимы работы памяти. От правильности выбора режима работы оперативной памяти будет напрямую зависеть производительность всей компьютерной системы.

Режимы работы оперативной памяти – это прямые аналоги работы нескольких ядер в центральном процессоре. То есть теоретическая скорость работы системы при двухканальном режиме должна увеличиваться в два раза, при трехканальном —  в три раза, и т.д.

Single chanell mode (одноканальный или ассиметричный) – этот режим используется, когда на компьютере установлен всего один модуль оперативной памяти, либо все модули в системе имеют отличный друг от друга по объем оперативной памяти, тактовую частоту или изготовлены разными производителями. В этом случае совершенно неважно, в какие разъемы и какую планку памяти вы будете устанавливать. Абсолютна вся оперативная память компьютера будет работать со скоростью, не превышающей скорость самого медленного модуля.

Dual Mode (двухканальный или симметричный). При этом режиме на каждый канал приходится одинаковый объем оперативной памяти. Включается двухканальный режим автоматически после установки модулей памяти попарно в 1 и 3 и/или 2 и 4 слоты.

Triple Mode (трехканальный) – в каждый из трех каналов устанавливают планки памяти одинакового объема. Кроме одинакового объема вся оперативная память должна иметь одну и ту же частоту. Что бы режим заработал, модули оперативной памяти устанавливаются в 1, 3 и 5/или 2, 4 и 6 слоты. Хотя, как показывает практика, трехканальный режим зачастую оказывается менее производительным, чем двухканальный. Здесь все зависит от конкретного случая.

Flex Mode (гибкий). В этом режиме существует возможность увеличения производительности оперативной памяти, если планки имеют различный объем но при этом поддерживают одинаковую тактовую частоту. Установка планок памяти происходит таким же образом, что и при двухканальном режиме работы.

Еще одним важным параметром выбора оперативной памяти являются тайминги. Мы их вскользь уже упоминали, а теперь опишем поподробнее. Как выбрать оперативную память, учитывая тайминги?

Тайминги это ни что иное как временные задержки (латентность) оперативной памяти (CAS Latency, CL). Значение таймингов указывают в виде нескольких последовательных цифр (допустим  3-3-3). Записанные в ряд три цифры означают следующее: “CAS Latency” (время рабочего цикла), “RAS to CAS Delay”(время полного доступа) и “RAS Precharge Time“. От этих трех параметров очень сильно зависит величина пропускной способности на участке «процессор-память». Значение таймингов измеряют в наносекундах (нс). Значения таймингов может варьироваться в интервале от 2 до 9. Значение каждой цифры описывает количество тактов шины, которое необходимо для совершения конкретной операции.

В некоторых случаях в дополнение к выше названным параметрам добавляется еще один. В этом случае запись будет выглядеть так: 9-9-9-27. Четвертый параметр называется “DRAM Cycle Time Tras/Trc” и характеризует быстродействие всей микросхемы памяти в целом.

Иногда на планке памяти указывается только одна цифра – допустим CL2. В таком случае это означает, что производитель указал только первый параметр CAS Latency. При этом остальные параметры не всегда будут равны первому, а иногда даже выше. Так что всегда имейте этот факт в виду, что бы не попасться на маркетинговый ход производителя.

Чем меньшее значение тайминга – тем более высокое быстродействие имеет оперативная память. Но здесь есть одна проблема: с ростом частоты памяти увеличиваются и ее тайминги. Так что при выборе оперативной памяти необходимо искать оптимальное соотношение величины таймингов и тактовой частоты памяти.

Некоторые производители предлагают специальные модели, в примечании к которым указывается “Low Latency“. Это говорит о том, что подобная модель имеет высокую рабочую частоту, но при этом обладает небольшими таймингами. Однако и стоят подобные решения заметно дороже.

И в завершении статьи несколько слов о производителях оперативной памяти. Покупая оперативку для своего ПК, стоит обратить внимание на имя производителя. Не стоит экономить несколько долларов, покупая планку памяти с неизвестным названием. Хорошо зарекомендовали себя такие производители, как: Kingston, Corsair и OCZ.