Понятие «компьютерная память» очень размыто. К ней можно отнести устройства хранения информации или ЗУ. Поэтому характеристика памяти зависит от того, о чем идет речь.
Компьютерная память - это элемент вычислительной машины, физическое устройство, или среда для архивации информации. Используется для вычислений, проходящих в конкретный период.
Кратко о памяти системы
О характеристиках памяти начали говорить еще в 1940 годах. Тогда этот элемент ПК стал важен так же как и центральный процессор. С тех пор память представлена иерархической структурой, может использовать сразу несколько устройство для записи данных, каждое из которых имеет свои характеристики и функции.
В персональном компьютере есть несколько видов памяти. Чаще всего вспоминают о динамическом запоминающем устройстве - ОЗУ. Хотя сюда стоит отнести и винчестер, диски, флешки и ранее использованные дискеты.
Задачи хранилища
Чтобы определить характеристики памяти, нужно понимать ее задачу. Это часть ПК сохраняет в своих ячейках состояние системы и информацию. «Электронные соты» могут запоминать физическое воздействие. Чтобы получить доступ к подобной информации, нужно использовать особый механизм.
Сам же процесс доступа - поэтапный. Процессы зависят от времени и делятся на операцию записи и чтения. Управляют этими действиями контроллеры памяти. Есть также операция стирания, которая заполняет ячейки одинаковыми значениями.
Функции систем хранения
Конечно же, главная функция памяти - это долговременное хранение данных. Вместе с ЦПУ она входит в архитектуру фон Неймана, на которой и строится вся система современных компьютеров.
Первые модели использовали память в качестве архива для обрабатываемой информации. Их разрабатывали по специальной программе, которая требовала жесткого выполнения последовательных процессов. С возникновением архитектуры фон Неймана все изменилось.
Все сохраняемые данные стали преобразованы в биты. Поэтому зависимость от физического принципа, системы исчисления и других факторов отпала. Теперь любые данные: текст, изображение, видео и т. д. - можно представить последовательностью битовых строк. Таким образом стало возможным «сжимать» текстовые файлы, помещая их в 1 МБ.
Поскольку инженеры еще не разработали универсальное устройство, которое могло бы выполнять сразу много задач, приходится в современные ПК устанавливать сразу несколько систем хранения.
Типы компьютерной памяти
Чтобы перейти к техническим характеристикам памяти, нужно рассмотреть ее виды.
Сразу стоит отметить, что есть два вида классификаций: одна описывает функциональность памяти, вторая ее техническую реализацию.
Поскольку речь идет о характеристиках записывающих систем, то мы будем рассматривать именно классификацию запоминающих устройств.
Основные группы:
- форма записанной информации;
- возможность записи;
- возможность перезаписи;
- назначение;
- энергозависимость;
- тип доступа.
Это основные группы, которые описывают память ПК с точки зрения технической реализации.
Записанная информация
Все записывающие системы можно поделить на аналоговые и цифровые. В первом случае сигнал представлен параметрами, которые описываются функцией времени и имеют непрерывное множество возможных значений.
Цифровые предназначены для записи, хранения и считывания данных, которые преобразованы в цифровой код. Характеристики памяти этого типа заключаются в:
- информационной емкости;
- потребляемой мощности;
- времени хранения данных;
- скорости работы.
Возможность записи
Эта группа запоминающих устройств, как понятно из названия, характеризуется возможностью записи. Так, существуют системы, на которые может записывать данные:
- только завод-изготовитель;
- пользователь со специальных механизмом;
- конечный пользователь с тем же аппаратом, который использует память.
К последнему типу как раз и относятся все существующие устройства хранения данных в ПК.
Возможность перезаписи
Похожая группа, которая содержит три подгруппы:
- устройства, имеющие однократную запись;
- перепрограммируемые механизмы, которые могут несколько раз вносить и изменять данные, но при этом иметь либо ограниченное число циклов записи, либо с каждым разом все медленнее записывать информацию;
- многократно записывающие устройства.
Последняя подгруппа представлена жесткими дисками или флешками.
Назначение
Следующая группа имеет свои технические характеристики:
- оперативная память хранит данные процессов системы;
- внутренняя - представлена устройствами, которые могут сохранять данные на длительное время;
- внешняя - также может длительное время хранить данные, но чаще всего служит как резервный архив или переносчик информации;
- есть устройства, которые идентифицируют или осуществляют платежи.
Энергозависимость
Одна из ключевых характеристик памяти ПК. Устройства могут зависеть или не зависеть от энергии. В первом случае все данные пропадают после отключения электропитания. Во втором - информация остается на хранителе.
Энергозависимые устройства могут быть статическими или динамическими. В первом случае для сохранения данных достаточно поддерживать питание механизма, во втором - информация разрушается со временем и помимо сохранения питания, нужно проводить регенерацию.
Доступ
Этот момент также играет важную роль в охарактеризовании памяти ПК. Есть несколько вариантов доступа. К примеру, магнитные ленты работают с последовательным считыванием, а оперативная память - с произвольным.
Жесткие диски предоставляют прямой доступ, а устройства баз данных - ассоциативный.
Основные элементы ПК
Поскольку нет смысла рассказывать обо всех вариациях памяти, рассмотрим ту, которая используется в современном пользовательском компьютере.
Собирая систему либо покупая уже готовую, внутри шасси можно найти материнскую плату. На ней обычно размещены все главные части ПК. Есть центральный процессор, без которого трудно представить работу системы, может быть видеокарта, хотя она является и необязательным элементом.
На материнки есть ОЗУ - оперативная память компьютера, характеристики которой будут описаны ниже. Также к ПК можно подключить внешнюю память. Она может быть представлена твердотельным или жестким диском, оптическим устройством или флеш-памятью. Все эти элементы поддерживаются блоком питания.
Внутренняя память
Еще один элемент системы, о котором обязательно стоит упомянуть. Дело в том, что многие считают, что внутренняя память - это жесткий диск. На самом деле это не так.
Внутренняя память организована ячейками на материнской плате. Она может быть быстрой энергозависимой и постоянной. В первую группу как раз и входит оперативная память, а вместе с ней и кеш двух уровней. К постоянной относят ROM и CMOS RAM.
ROM или ПЗУ - это энергонезависимая память, которая хранит неизменяемые данные. Чтобы было проще понять: условно в ней заложен набор правил и алгоритмы, по которым система может корректно функционировать. Мышь двигается в указанном направлении, «Пуск» открывается по требованию и т. д.
CMOS RAM появилась не сразу. Ранее использовалась только ROM BIOS. Но ее решили дополнитель этой энергонезависимой операционной системой. Она собирает информацию о времени и дате, будильнике и разных конфигурациях ПК.
Кеш называют сверхоперативной памятью. У этой памяти ПК характеристик немного. Она имеет очень маленький объем и работает только в связке с микропроцессором и ОЗУ. Главная задача: ускорить общее время работы и скорость обработки данных.
Оперативная память
Поскольку это один из главных элементов системы, нужно подробнее остановиться на этом вопросе. Оперативная память - это энергозависимое устройство системы, которое сохраняет машинный код и промежуточные данные, с которыми работает процессор. ОЗУ работает при включенном ПК. Обмен памяти происходит напрямую или через кэш.
Поскольку это энергозависимое устройство, то данные на нем доступны только при подаче напряжения. Если питание ОЗУ прекращается, даже на доли секунды, то информация может разрушиться или исказиться.
С развитием технологий появилась возможность включать энергосберегающий режим. В этом случае основные характеристики оперативной памяти переходят в «Сон». Если ПК перевести в гибернацию, то питания ОЗУ отключится, но перед этим память перенесет сохраняемые данные на ПЗУ в файл hiberfil.sys. При возобновлении работы системы этот файл выпускает данные «на волю».
ОЗУ в современных системах
Если вы хоть раз видели конструкцию ПК внутри шасси, то знаете, что оперативка представлена модулями динамической памяти, на которых размещены полупроводники.
Различают динамический и статический тип. Первый является дешевле, но медленнее. Его плотность выше, поэтому на один кристалл помещают больше ячеек памяти. Отсюда и уменьшенная скорость работы.
А вот статическая память очень быстрая, но дорогая. В данный момент ее невыгодно использовать в модулях ОЗУ, поэтому она размещена в конструкции кеш-памяти и микропроцессоре.
Основные характеристики оперативной памяти
У этого энергозависимого устройства очень много параметров. Именно поэтому при покупке модулей возникают проблемы с выбором. Но если разбираться хотя бы в основных параметрах, картина становится яснее.
Обычный пользователь должен знать о:
- типе;
- объеме;
- частоте;
- производителе.
Тип оперативной памяти
К характеристикам оперативной памяти относят тип ОЗУ - это один из основных параметров, на который обращают внимание. Если с ним прогадать, то модуль может не встать на материнскую плату. За время существования «оперативки», ее типы активно менялись.
Еще недавно самым популярным был DDR3. Сейчас этот тип в продаже самый дешевый. Но многие продвинутые пользователи отдают предпочтение DDR4. Это вызвано и его улучшенной производительностью, и меньшим напряжением и потреблением энергии.
В 2020 году планируют внедрять DDR5 на рынок, которая станет вдвое быстрее и энергоэффективнее своего предшественника. Предполагается, что будет увеличена плотность, а соответственно и объем.
Объем оперативной памяти
Конечно, характеристики оперативной памяти на 2 Гб отличаются от такого же модуля на 4 Гб только объемом. В остальном никаких различий может и не быть, если это модели одного и того же производителя.
Объем всегда интересует пользователя больше всего, поскольку от этого зависит производительность и работоспособность системы. Особенно это стало актуально с выходом трудоемких игр, которые могут отключаться из-за недостатка «оперативки».
Если ПК рабочий, то достаточно будет оперативной памяти на 4 Гб. Характеристики игровых систем более требовательны. В этом случае лучше обзавестись 16 Гб ОЗУ.
Частота оперативной памяти
Еще один параметр, на который стоит обращать внимание при покупке оперативной памяти. С каждой новой серией частота увеличивается, что влияет и на пропускную способность.
Но не стоит думать, что при установке высокочастотной памяти заметно увеличится производительность. К тому же не каждая система может раскрыть потенциал модуля ОЗУ.
Производитель оперативной памяти
Это не основная характеристика оперативной памяти, но порой очень важна при покупке ОЗУ. Некоторые производители предоставляют качественную, но дорогую продукцию. Есть те, которые выделились производством разный серий для рабочего, игрового ПК или серверных станций. Самыми популярными сейчас являются: Kingston, HyperX, Corsair и Samsung.
Характеристика оперативной памяти ноутбука
Параметры ОЗУ для лэптопа практически не отличаются от полноформатных версий. Используется малоконтурный двухсторонний модуль памяти SO-DIMM. Это единый формат для всех ноутбуков. Он специально разрабатывался для систем с ограниченным количество места.
Помимо этого, придется обратить внимание на объем. Сейчас оптимальным для работы остается модуль на 4 ГБ. Тип памяти лучше выбирать DDR4, поскольку он уже усовершенствован и пока что лучший среди остальных.
Внешняя память: диск
К этому типу памяти относятся много видов, но все рассматривать нет смысла, поскольку часть уже не используется - к примеру, дискеты. Даже оптические диски уходят из обихода. Поэтому мы рассмотрим характеристики внешней памяти компьютера для жесткого (HDD) и твердотельного (SSD) накопителей.
Отдельно рассматривать параметры каждого из устройств нет смысла, поскольку они практически одинаковые. Единственное, SSD является более усовершенствованной версией HDD.
Среди основных характеристик устройств памяти этого типа различают несколько параметров. Интерфейс SATA используется в обоих накопителях. Емкость - параметр, который может достигать 10 ГБ. Хотя в случае с SSD это не случается, поскольку устройство очень дорогое само по себе, и такой объем будет не востребован. А вот для ЖД 10 ГБ хоть и непривычно, но реально.
Физический размер - характеристика, которая также называется форм-фактором. У ЖД размер 3,5 дюймов, у SSD - 2,5. Также к характеристикам можно отнести показатели энергопотребления. У твердотельных накопителей они всегда будут ниже. А вот количество операций ввода и выводы наоборот у SSD выше.
Внешняя память: флешки
Нельзя не упомянуть и о флеш-накопителях. Они также относятся к компьютерной памяти и имеют технические характеристики. Их задача и параметры:
- сохраняют информацию;
- переносят данные с ПК на устройства;
- работают с независимым питанием и имеют низкое энергопотребление;
- энергонезависимые;
- высокоскоростные;
- компактные.
Флеш-накопители могут иметь вид небольшой карточки, которую помещают в фотоаппараты, видеокамеры, навигаторы, смартфоны и планшеты, регистраторы и другие устройства.
Среди их характеристик стоит выделить формат, объем и скорость записи данных. Каждое устройство требует свой тип флеш-накопителя, поэтому при выборе стоит внимательно изучать этот вопрос.
Есть и внешние накопители - USB-флешки. Они отличаются от «карточек» тем, что имеют больше объем, размер, скорость и потребление. Также существуют разные вариации стандартов, хотя самым популярным все равно остается USB A.
С момента создания такого накопителя прошло много времени. Поменялись и версии USB: 1.1, 2.0 и 3.0. Последний только внедряется на панели материнских плат и ПК, но является самым быстрым. Он имеет синий цвет, чтобы его не путали с ранее выпущенными форматами. Но если его подключить к разъему USB 2.0, то он подстроится под него.
Выводы
Основные характеристики памяти компьютера трудно обобщить, поскольку устройства в системе очень разные. Видимо, поэтому еще не разработали универсальный механизм, который объединял бы в себе и ОЗУ, и ПЗУ, и SSD и даже флеш-память.
С другой стороны, это было бы не совсем удобно для пользователя. Поэтому каждый девайс обзавелся своими характеристиками, на которые влияет производитель, стоимость, популярность и другие факторы.
Так, оперативная память имеет объем, частоту работы, напряжение и тип. Похожие характеристики и у внешних дисков (HDD и SSD). Покупатель смотрит на форм-фактор, интерфейсы, объем и общую работоспособность. Даже флеш-накопитель имеет похожие параметры, среди которых есть снова-таки объем, формат, скорость работы.
Несмотря на такую схожесть в технических характеристиках, эти устройства отвечают за свои конкретные задачи. ОЗУ хранит временную информацию о процессах на ПК. А вот жесткий и твердотельный накопитель сохраняет личную информацию пользователя и системы. Флешка также сохраняет любые данные, но может являться «переносчиком» их на другие устройства.
