Анатомия ram

Классификация и виды SDRAM в видеокартах

В новых видеокартах и в старых моделях используется тот же тип синхронной памяти SDRAM. В новых и устаревших моделях видеокарт наиболее часто используется такой тип видеопамяти:


  • GDDR2 SDRAM — пропускная способность составляет до 9,6 ГБ/с;
  • GDDR3 SDRAM — пропускная способность составляет до 156.6 ГБ/с;
  • GDDR5 SDRAM — пропускная способность составляет до 370 ГБ/с.

Чтобы узнать тип вашей видеокарты, объем ее ОЗУ и тип памяти, нужно воспользоваться бесплатной утилитой GPU-Z. Например, на изображении ниже изображено окно программы GPU-Z, в котором описаны характеристики видеокарты GeForce GTX 980 Ti.

На смену популярной сегодня GDDR5 SDRAM в ближайшем будущем придет GDDR5X SDRAM. Это новая классификация видеопамяти обещает поднять пропускную способность до 512 ГБ/с. Ответом на вопрос, чего хотят добиться производители от такой большой пропускной способности, достаточно прост. С приходом таких форматов, как 4K и 8K, а также VR устройств производительности нынешних видеокарт уже не хватает.

Программирование ППЗУ

В исходном состоянии в микросхеме имеется все перемычки, то есть записаны все нули. Операция программирования заключается в разрушении (пережигании) части плавких перемычек на поверхности кристалла импульсами тока амплитудой 30 — 50 мА в ячейках, в которых нужно изменить исходное состояние. Пережигание происходит в соответствии с таблицей истинности, путём подачи более высокого напряжения U = 10 – 12В. В. Это в чём-то сходно с перегоранием предохранителей при возрастании тока выше допустимого значения. Часто ППЗУ называют однократно программируемыми. Из принципа действия их понятно, что программировать их можно сколько угодно раз, но каждый раз пережигая новые перемычки, в то время, как восстановить их уже нельзя. Некоторые микросхемы при поставке могут содержать несколько бит с уже изменённой информацией. Причиной этого является проверка микросхем на заводе на программируемость при изготовлении. Эти ячейки указываются в паспорте. Пережигание перемычек производится по одной, чтобы не допустить перегрева и выхода из строя микросхемы. Для программирования ПЗУ используются специальные устройства, называемые программаторами. В настоящее время существует много промышленных и радиолюбительских устройств для программирования ПЗУ. После программирования нужно проверить информацию в ПЗУ, так как не все нужные перемычки могут быть разрушены. Для различных типов ППЗУ вероятность правильного программирования (коэффициент программирования) составляет:

Кпр. = 0,65 – 0,9

При необходимости – производят повторное программирование. Возможно использование форсированного режима с использованием импульсов большей длительности (но не амплитуды!) Часто для повышения надёжности запрограммированное ППЗУ подвергают термотренировке – выдерживанию в термостате в течение определённого времени при высокой температуре (например – 168 час. при температуре +125 градусов). Если после термотренировки обнаружены ошибки – производят повторное программирование. Нужно учитывать возможность восстановления перемычек, что на первый взгляд кажется невероятным. Причиной этого являются сложные явления миграции электронов на микроэлектронном уровне. Этого явления не происходит в перемычках из силицида платины или поликристаллического кремни.

История [ править | править код ]

В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку аналитической машины. Одну из важных частей этой машины он называл «складом» (store), эта часть предназначалась для хранения промежуточных результатов вычислений. Информация в «складе» запоминалась в чисто механическом устройстве в виде поворотов валов и шестерней.

В ЭВМ первого поколения использовалось множество разновидностей и конструкций запоминающих устройств, основанных на различных физических принципах:

  • на электромагнитных реле;
  • на акустических линиях задержки;
  • на электронно-лучевых трубках;
  • на электростатических трубках.

В качестве ОЗУ использовались также магнитные барабаны, обеспечивавшие достаточно малое для ранних компьютеров время доступа; также они использовались в качестве основной памяти для хранения программ и данных.

Второе поколение требовало более технологичных, дешёвых и быстродействующих ОЗУ. Наиболее распространённым видом ОЗУ в то время стала память на магнитных сердечниках.

Начиная с третьего поколения большинство электронных узлов компьютеров стали выполнять на микросхемах, в том числе и ОЗУ. Наибольшее распространение получили два вида ОЗУ:

SRAM хранит бит данных в виде состояния триггера. Этот вид памяти является более дорогим в расчёте на хранение 1 бита, но, как правило, имеет наименьшее время доступа и меньшее энергопотребление, чем DRAM. В современных компьютерах часто используется в качестве кэш-памяти процессора.

DRAM хранит бит данных в виде заряда конденсатора. Однобитовая ячейка памяти содержит конденсатор и транзистор. Конденсатор заряжается до более высокого или низкого напряжения (логические 1 или 0). Транзистор выполняет функцию ключа, подключающего конденсатор к схеме управления, расположенного на том же чипе. Схема управления позволяет считывать состояние заряда конденсатора или изменять его. Так как хранение 1 бита информации в этом виде памяти дешевле, DRAM преобладает в компьютерах третьего поколения.

Статические и динамические ОЗУ являются энергозависимыми, так как информация в них теряется при отключении питания. Энергонезависимые устройства (постоянная память, ПЗУ) сохраняют информацию вне зависимости от наличия питания. К ним относятся флэш-накопители, карты памяти для фотоаппаратов и портативных устройств и т. д.

В устройствах управления энергозависимой памяти (SRAM или DRAM) часто включают специальные схемы для обнаружения и/или исправления ошибок. Это достигается введением избыточных битов в хранимые машинные слова, используемые для проверки (например, биты чётности) или коррекции ошибок.

Термин RAM относится только к устройствам твёрдотельной памяти SRAM или DRAM — основной памяти большинства современных компьютеров. Для оптических дисков термин DVD-RAM не совсем корректен, так как, в отличие от дисков типа CD-RW или DVD-RW, старые данные не должны стираться перед записью новых. Тем не менее, информационно DVD-RAM больше похож на жёсткий диск, хотя время обращения к нему намного больше.

Как работает оперативная память в Android

Во-первых, нужно более внимательно изучить, как оперативная память работает в Android. Если Вы знакомы с компьютерами на Windows, Вы знаете, что больше оперативной памяти, как правило, лучше, и наличие свободной RAM является необходимостью для хорошо работающей системы.


Однако с Android это работает по-другому. Android основан на ядре Linux, которое работает под совершенно другим набором правил, чем компьютер под управлением Windows. И когда дело доходит до RAM, одно утверждение применяется по всем направлениям: свободная RAM — это потерянная RAM.

Итак, на Android нет необходимости очищать RAM для загрузки других приложений — этот процесс происходит автоматически и плавно. RAM — это не то, о чем Вы должны думать на большинстве машин на базе Linux.

Тем не менее, слишком мало RAM всегда будет проблемой. Если в системе недостаточно оперативной памяти для работы, тогда все начинает становиться проблемой. Приложения, работающие в фоновом режиме, закрываются преждевременно (или когда Вы этого не хотите).

Известно, что этот вопрос стал очень заметным на устройствах Android, когда был выпущен Lollipop (5.x), поскольку он показал гораздо более агрессивное управление памятью, чем предыдущие версии ОС. Так как большинство телефонов тогда были ограничены 2 ГБ ОЗУ, это стало очевидной проблемой. Например, при использовании телефона в автомобиле с Картами на переднем плане и музыкой в фоновом режиме последняя часто отключалась ОС. Если бы музыка была на переднем плане и Карты в фоновом режиме, тогда Карты были бы закрыты. В то время это было особенно неприятно.

Единственным решением было увеличение RAM в смартфонах.

Тайминги

Обычно на микросхеме памяти или в документации к ней есть надпись из четырёх цифр вида 3-4-4-8 или 5-5-5-15. Это сокращенная запись основных таймингов памяти. Тайминг — это задержка, устанавливающая время, необходимое на выполнение какой-либо команды, то есть время от отправки команды до ее выполнения. А каждая цифра обозначает какое именно время необходимо. Схема таймингов включает в себя задержки CL-Trcd-Trp-Tras. Для работы с памятью необходимо для начала выбрать чип, с которым мы будем работать. Делается это командой CS# (Chip Select). Затем выбирается банк и строка. Перед началом работы с любой строкой необходимо ее активировать. Делается это командой выбора строки RAS# (при выборе строки она активируется). Затем нужно выбрать столбец командой CAS#, которая и инициирует чтение. Затем считать данные и закрыть строку, совершив предварительный заряд (precharge) банка.

Модуль So-DIMM производства Samsung

Классификация и виды SDRAM в современных компьютерах

Наиболее распространенным подвидом памяти DRAM является синхронная память SDRAM. Первым подтипом памяти SDRAM является DDR SDRAM. Модули оперативной памяти DDR SDRAM появились в конце 1990-х. В то время были популярны компьютеры на базе процессов Pentium. На изображении ниже показана планка формата DDR PC-3200 SODIMM на 512 мегабайт от фирмы GOODRAM.

Приставка SODIMM означает, что память предназначена для ноутбука. В 2003 году на смену DDR SDRAM пришла DDR2 SDRAM. Эта память использовалась в современных компьютерах того времени вплоть до 2010 года, пока ее не вытеснила память следующего поколения. На изображении ниже показана планка формата DDR2 PC2-6400 на 2 гигабайта от фирмы GOODRAM. Каждое поколение памяти демонстрирует все большую скорость обмена данными.

На смену формата DDR2 SDRAM в 2007 году пришел еще более быстрый DDR3 SDRAM. Этот формат по сегодняшний день остается самым популярным, хоть и в спину ему дышит новый формат. Формат DDR3 SDRAM сейчас применяется не только в современных компьютерах, но также в смартфонах, планшетных ПК и бюджетных видеокартах. Также память DDR3 SDRAM используется в игровой приставке Xbox One восьмого поколения от Microsoft. В этой приставке используется 8 гигабайт ОЗУ формата DDR3 SDRAM. На изображении ниже показана память формата DDR3 PC3-10600 на 4 гигабайта от фирмы GOODRAM.

В ближайшее время тип памяти DDR3 SDRAM заменит новый тип DDR4 SDRAM. После чего DDR3 SDRAM ждет судьба прошлых поколений. Массовый выпуск памяти DDR4 SDRAM начался во втором квартале 2014 года, и она уже используется на материнских платах с процессорным разъемом Socket 1151. На изображении ниже показана планка формата DDR4 PC4-17000 на 4 гигабайта от фирмы GOODRAM.


Пропускная способность DDR4 SDRAM может достигать 25 600 Мб/c.

Types of ROM

Here are important types of ROM memory.

  • EPROM: The full form of EPROM is Erasable Programmable Read-only memory. It stores instructions, but you can erase only by exposing the memory to ultraviolet light.
  • PROM: The full form of PROM is Programmable Read-Only memory. This type of ROM is written or programmed using a particular device.
  • EEPROM stands for electrically Erasable Programmable Read-Only Memory. It stores and deletes instructions on a special circuit.
  • Mask ROM is a full form of MROM is a type of read-only memory (ROM) whose contents can be programmed only by an integrated circuit manufacturer.

Классификация и виды SDRAM в современных компьютерах

Наиболее распространенным подвидом памяти DRAM является синхронная память SDRAM. Первым подтипом памяти SDRAM является DDR SDRAM. Модули оперативной памяти DDR SDRAM появились в конце 1990-х. В то время были популярны компьютеры на базе процессов Pentium. На изображении ниже показана планка формата DDR PC-3200 SODIMM на 512 мегабайт от фирмы GOODRAM.

Приставка SODIMM означает, что память предназначена для ноутбука. В 2003 году на смену DDR SDRAM пришла DDR2 SDRAM. Эта память использовалась в современных компьютерах того времени вплоть до 2010 года, пока ее не вытеснила память следующего поколения. На изображении ниже показана планка формата DDR2 PC2-6400 на 2 гигабайта от фирмы GOODRAM. Каждое поколение памяти демонстрирует все большую скорость обмена данными.

На смену формата DDR2 SDRAM в 2007 году пришел еще более быстрый DDR3 SDRAM. Этот формат по сегодняшний день остается самым популярным, хоть и в спину ему дышит новый формат. Формат DDR3 SDRAM сейчас применяется не только в современных компьютерах, но также в смартфонах, планшетных ПК и бюджетных видеокартах. Также память DDR3 SDRAM используется в игровой приставке Xbox One восьмого поколения от Microsoft. В этой приставке используется 8 гигабайт ОЗУ формата DDR3 SDRAM. На изображении ниже показана память формата DDR3 PC3-10600 на 4 гигабайта от фирмы GOODRAM.

В ближайшее время тип памяти DDR3 SDRAM заменит новый тип DDR4 SDRAM. После чего DDR3 SDRAM ждет судьба прошлых поколений. Массовый выпуск памяти DDR4 SDRAM начался во втором квартале 2014 года, и она уже используется на материнских платах с процессорным разъемом Socket 1151. На изображении ниже показана планка формата DDR4 PC4-17000 на 4 гигабайта от фирмы GOODRAM.

Пропускная способность DDR4 SDRAM может достигать 25 600 Мб/c.

ОЗУ современных компьютеров

ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Память динамического типа

Основная статья: DRAM

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов входящих в триггер), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле, там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит.

Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток — конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая ёмкость и больше ток утечки, в основном, это утечка через ключ.

Именно из-за того, что заряд конденсатора постепенно уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM — динамическая память. Поэтому, дабы не потерять содержимое памяти, величина заряда конденсаторов периодически восстанавливается («регенерируется») через определённое время, называемое циклом регенерации, для современных микросхем памяти это время не должно превышать 2 мс. Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму чтения по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.

Память статического типа

Основная статья: SRAM (память)

ОЗУ, которое не надо регенерировать обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров, называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов входящих в статический триггер занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей, в каждый вентиль входит по меньшей мере один транзистор, а ячейка динамической памяти — только из одного транзистора и одного конденсатора. Память статического типа используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.

Что такое ОЗУ?

ОЗУ означает оперативное запоминающее устройство. Его также называют:

RAM (Random Access Memory);

память с произвольным доступом;

или просто оперативная память.

ОЗУ – это энергозависимая память компьютера, которая имеет произвольный доступ. Во время работы компьютера именно там хранятся все промежуточные, входные и выходные данные, которые обрабатывает процессор. Все данные находящиеся на RAM могут быть доступными и сохранятся только лишь тогда, когда к устройству подключено питание. Даже при кратковременном отключении электричества информация может исказиться или полностью уничтожиться.

Между Random Access Memory и процессором обмен данными происходит:

через регистры в АЛУ;


ОП представляет собой:

отдельный модуль, который можно заменить или при необходимости добавить дополнительный – используется для компьютеров;

отдельный блок или чип – применяется в полупроводниковых устройствах.

Использование ОЗУ

Операционные системы для обработки информации, а также хранения данных, которые часто используются, применяют оперативную память. Если бы в современных устройствах не было Random Access Memory, то все бы операции проходили намного медленней, так как требовалось бы гораздо больше времени для того чтобы считать информацию с постоянного источника памяти.

Кроме того, выполнить многопоточную обработку было бы невозможно. Благодаря наличию ОП все приложения и программы быстрее запускаются и работают. При этом ничто не затрудняет обработку всех данных, которые стоят в очереди. Некоторые операционные системы, такие как Windows 7 имеют свойства сохранять в памяти файлы, приложения и другую информацию, которую пользователь часто использует.

Как правило, из-за этого Random Access Memory будет постоянно загружена больше чем на 50%. Эту информацию можно посмотреть в диспетчере задач. Данные имеют свойства накапливаться и те приложения, которые стали использоваться реже будут вытеснены более необходимыми.

На сегодняшний момент наиболее распространенной является динамическая память, имеющая произвольный доступ (DRAM). Она используется во многих устройствах. При этом она относительно недорого стоит, однако работает медленнее, чем статическая (SRAM).

SRAM нашла свое применение в контролерах и видеочипах, а также используется в кэш памяти процессоров. Эта память имеет более высокую скорость, однако она занимает много места на кристалле. В свою очередь, производители решили, что объем гораздо важнее, чем ускоренная работа, поэтому в компьютерной периферии применяется DRAM. Кроме того, динамическая память стоит на порядок дешевле, чем статическая. При этом она обладает высокой плотностью. Благодаря этому, на точно таком же кремневом кристалле помещается больше ячеек с памятью. Единственным минусом является её не такая быстрая работа, как у SRAM.

Стоит учитывать, что вся информация, которая содержится на ОП может быть доступной только в том случае, когда устройство включено. После того, как пользователь осуществит выход из программы, все данные будут удалены. Поэтому прежде чем выходить из приложения необходимо сохранить все изменения или дополнения, которые были внесены.

ОП состоит из нескольких ячеек. Именно там и размещаются все данные. При каждом сохраненном изменении, последняя информация удаляется, а на её место записывается новая. Количество ячеек зависит от объёма Random Access Memory. Чем больше этот объем, тем выше производительность всей системы.

Чтобы узнать ОЗУ компьютера необходимо выполнить следующие действия:

для Windows XP:

навести курсор на ярлык «Мой компьютер»;

затем необходимо нажать правую клавишу мыши;

зайти во вкладку «Общие»;

для Windows 7:

навести курсор на ярлык «Мой компьютер»;

клацнуть правую кнопку мыши;

из предложенного перечня выбрать «Свойства».


С этим читают