Типы оперативной памяти, которые используются в современных компьютерах

Почти каждому вычислительному устройству необходима оперативная память. Взгляните на свое любимое устройство (например, смартфоны, планшеты, настольные компьютеры, ноутбуки, графические калькуляторы, телевизоры высокой четкости, портативные игровые системы и т. д.), и вы должны найти некоторую информацию об оперативной памяти. Хотя вся оперативная память в основном служит одной и той же цели, сегодня обычно используются несколько разных типов:

Статическая оперативная память (SRAM)
Динамическое ОЗУ (DRAM)
Синхронная динамическая оперативная память (SDRAM)
Синхронное динамическое ОЗУ с одинарной скоростью передачи данных (SDR SDRAM)
Синхронная динамическая память с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
Графика Синхронная динамическая память с двойной скоростью передачи данных (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
Флэш-память

Крупный план двух планок компьютерной оперативной памяти в мягком голубом свете.

Оперативная память дает компьютерам виртуальное пространство, необходимое для управления информацией и решения проблем в данный момент. Назаретман / Getty Images

выключить демонстрационный режим samsung tv

Что такое ОЗУ?

Оперативная память означает оперативное запоминающее устройство и дает компьютерам виртуальное пространство, необходимое для управления информацией и решения проблем в данный момент. Вы можете думать об этом как о многоразовой бумаге для заметок, на которой можно писать карандашом заметки, цифры или рисунки. Если вам не хватает места на бумаге, вы заработаете больше, стирая то, что вам больше не нужно; ОЗУ ведет себя аналогичным образом, когда ей требуется больше места для хранения временной информации (т. е. для запуска программного обеспечения/программ). Листы бумаги большего размера позволяют вам записать больше (и более крупных) идей за раз, прежде чем их придется стирать; Увеличение объема оперативной памяти внутри компьютеров дает аналогичный эффект.

Оперативная память имеет различную форму (то есть способ физического подключения или взаимодействия с вычислительными системами), емкость (измеряется в МБ или ГБ ), скорости (измеряется в МГц или ГГц) и архитектуры. Эти и другие аспекты важно учитывать при обновлении систем с оперативной памятью, поскольку компьютерные системы (например, аппаратное обеспечение, материнские платы) должны соответствовать строгим правилам совместимости. Например:

Компьютеры старого поколения вряд ли будут поддерживать более современные типы оперативной памяти.
Память ноутбука не поместится в настольные компьютеры (и наоборот)
ОЗУ не всегда обратно совместимо
Система, как правило, не может смешивать и сочетать разные типы/поколения оперативной памяти вместе.

Статическая оперативная память (SRAM)

Время на рынке:1990-е годы по настоящее времяПопулярные продукты, использующие SRAM:Цифровые камеры, маршрутизаторы, принтеры, ЖК-экраны

Один из двух основных типов памяти (второй — DRAM), SRAM требуетпостоянный поток энергиидля того, чтобы функционировать. Благодаря непрерывному питанию SRAM не нужно «обновлять», чтобы запомнить хранящиеся данные. Вот почему SRAM называется «статическим» — для сохранения данных в целости и сохранности не требуется никаких изменений или действий (например, обновления). Однако SRAM является энергозависимой памятью, а это означает, что все хранящиеся данные теряются при отключении питания.

Преимущества использования SRAM (по сравнению с DRAM) — более низкое энергопотребление и более высокая скорость доступа. Недостатками использования SRAM (по сравнению с DRAM) являются меньшая емкость памяти и более высокие затраты на производство. Из-за этих характеристик SRAM обычно используется в:

Кэш ЦП (например, L1, L2, L3)
Буфер/кэш жесткого диска
Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) на видеокарты

Динамическое ОЗУ (DRAM)

Время на рынке:1970-е до середины 1990-х годовПопулярные продукты, использующие DRAM:Игровые приставки, сетевое оборудование

Один из двух основных типов памяти (второй — SRAM), DRAM требуетпериодическое «обновление» властидля того, чтобы функционировать. Конденсаторы, хранящие данные в DRAM, постепенно разряжают энергию; отсутствие энергии означает, что данные теряются. Вот почему DRAM называется «динамической» — для сохранения данных в целости и сохранности необходимы постоянные изменения или действия (например, обновление). DRAM также является энергозависимой памятью, а это означает, что все сохраненные данные теряются при отключении питания.

Преимущества использования DRAM (по сравнению со SRAM) заключаются в более низких затратах на производство и большей емкости памяти. Недостатками использования DRAM (по сравнению со SRAM) являются более медленная скорость доступа и более высокое энергопотребление. Из-за этих характеристик DRAM обычно используется в:

Системная память
Видеографическая память

В 1990-е годыРасширенный вывод данных, динамическое ОЗУ(EDO DRAM) была разработана с последующей ее эволюцией,Взрывная оперативная память ЭДО(БЕДО ДРАМ). Эти типы памяти были привлекательными из-за повышенной производительности/эффективности при меньших затратах. Однако с развитием SDRAM технология устарела.

Синхронная динамическая оперативная память (SDRAM)

Время на рынке:1993 г. по настоящее времяПопулярные продукты, использующие SDRAM:Память компьютера, игровые приставки

SDRAM — это класс DRAM, который работает синхронно с тактовой частотой процессора, что означает, что он ожидает тактового сигнала, прежде чем реагировать на ввод данных (например, пользовательский интерфейс). Напротив, DRAM является асинхронной, что означает, что она немедленно реагирует на ввод данных. Но преимущество синхронной работы заключается в том, что ЦП может обрабатывать перекрывающиеся инструкции параллельно, что также известно как «конвейерная обработка» — возможность получать (читать) новую инструкцию до того, как предыдущая инструкция будет полностью разрешена (запись).

Хотя конвейерная обработка не влияет на время, необходимое для обработки инструкций, она позволяет выполнять больше инструкций одновременно. Обработка одного чтенияиодна инструкция записи за такт приводит к повышению общей скорости передачи/производительности ЦП. SDRAM поддерживает конвейерную обработку благодаря тому, что ее память разделена на отдельные банки, что привело к ее широкому предпочтению по сравнению с базовой DRAM.

Синхронное динамическое ОЗУ с одинарной скоростью передачи данных (SDR SDRAM)

Время на рынке:1993 г. по настоящее времяПопулярные продукты, использующие SDR SDRAM:Память компьютера, игровые приставки

SDR SDRAM — это расширенный термин для SDRAM — эти два типа являются одним и тем же, но чаще всего их называют просто SDRAM. «Единая скорость передачи данных» указывает, как память обрабатывает одну инструкцию чтения и одну команду записи за такт. Эта маркировка помогает уточнить сравнение между SDR SDRAM и DDR SDRAM:

DDR SDRAM, по сути, является разработкой второго поколения SDR SDRAM.

Синхронная динамическая память с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM)

Время на рынке:2000 по настоящее времяПопулярные продукты, использующие DDR SDRAM:Память компьютера

DDR SDRAM работает так же, как SDR SDRAM, только в два раза быстрее. DDR SDRAM способна обрабатыватьдве инструкции чтения и две инструкции записиза такт (отсюда и «двойной»). Несмотря на сходство функций, DDR SDRAM имеет физические различия (184 контакта и один паз на разъеме) по сравнению с SDR SDRAM (168 контактов и два выреза на разъеме). DDR SDRAM также работает при более низком стандартном напряжении (2,5 В вместо 3,3 В), что предотвращает обратную совместимость с SDR SDRAM.

DDR2 SDRAM — это эволюционное обновление DDR SDRAM. Несмотря на удвоенную скорость передачи данных (обработка двух инструкций чтения и двух инструкций записи за такт), DDR2 SDRAM работает быстрее, поскольку может работать на более высоких тактовых частотах. Стандартные (не разогнанные) модули памяти DDR имеют максимальную частоту 200 МГц, тогда как стандартные модули памяти DDR2 имеют максимальную частоту 533 МГц. DDR2 SDRAM работает при более низком напряжении (1,8 В) и имеет больше контактов (240), что предотвращает обратную совместимость.
DDR3 SDRAM повышает производительность по сравнению с DDR2 SDRAM за счет усовершенствованной обработки сигналов (надежность), большей емкости памяти, меньшего энергопотребления (1,5 В) и более высоких стандартных тактовых частот (до 800 МГц). Хотя DDR3 SDRAM имеет то же количество контактов, что и DDR2 SDRAM (240), все остальные аспекты препятствуют обратной совместимости.
DDR4 SDRAM повышает производительность по сравнению с DDR3 SDRAM за счет более совершенной обработки сигналов (надежности), еще большего объема памяти, еще более низкого энергопотребления (1,2 В) и более высоких стандартных тактовых частот (до 1600 МГц). DDR4 SDRAM использует 288-контактную конфигурацию, что также предотвращает обратную совместимость.

Графика Синхронная динамическая память с двойной скоростью передачи данных (GDDR SDRAM)

Время на рынке:с 2003 г. по настоящее времяПопулярные продукты, использующие GDDR SDRAM:Видеокарты, некоторые планшеты

GDDR SDRAM — это тип DDR SDRAM, специально разработанный для рендеринга видеографики, обычно в сочетании со специальным графическим процессором (графическим процессором) на видеокарте. Известно, что современные компьютерные игры выходят за рамки невероятно реалистичной среды высокой четкости, часто требуя для игры мощных системных характеристик и лучшего оборудования видеокарты (особенно при использовании дисплеев с высоким разрешением 720p или 1080p).

Подобно DDR SDRAM, GDDR SDRAM имеет свою эволюционную линейку (повышение производительности и снижение энергопотребления): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM и GDDR5 SDRAM.

Несмотря на очень схожие характеристики с DDR SDRAM, GDDR SDRAM не совсем то же самое. Существуют заметные различия в работе GDDR SDRAM, особенно в том, что полоса пропускания предпочтительнее задержки. Ожидается, что GDDR SDRAM будет обрабатывать огромные объемы данных (пропускная способность), но не обязательно на самых высоких скоростях (задержка); представьте себе 16-полосное шоссе со скоростью 55 миль в час. Для сравнения, ожидается, что DDR SDRAM будет иметь низкую задержку и немедленно реагировать на запросы ЦП; представьте себе двухполосное шоссе со скоростью 85 миль в час.

Флэш-память

Время на рынке:1984 г. по настоящее времяПопулярные продукты, использующие флэш-память:Цифровые фотоаппараты, смартфоны/планшеты, портативные игровые системы/игрушки

Флэш-память – это разновидностьэнергонезависимыйноситель данных, на котором сохраняются все данные после отключения питания. Несмотря на название, флэш-память по форме и принципу работы (т.е. хранения и передачи данных) ближе к твердотельным накопителям, чем вышеупомянутые типы оперативной памяти. Флэш-память чаще всего используется в:

USB-флешки
Принтеры
Портативные медиаплееры
Карты памяти
Мелкая электроника/игрушки

Часто задаваемые вопросы

Существует ли лучший тип оперативной памяти?Это не так, потому что разные типы оперативной памяти часто имеют совершенно разные приложения. Но для пользователя домашнего компьютера на сегодняшний день лучшим вариантом является DDR4.Что самое быстрое: DDR2. ДДР3. или DDR4?Каждое поколение оперативной памяти совершенствуется по сравнению с предыдущим, обеспечивая более высокую скорость и большую пропускную способность. Самая быстрая оперативная память в контексте домашних компьютеров — это DDR4.