Все новейшие цифровые устройства, такие как ПК, ноутбуки, мобильные телефоны и т. д., выполняют три основные операции; ввод, обработка и вывод. Поэтому каждому компьютеру необходима память для хранения данных и информации до и после обработки. Именно здесь появляется ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).
Есть еще одна очень секретная причина для использования ОЗУ. ЦП работает на очень высокой частоте от 3,2 до 5,5 ГГц, в то время запоминающие устройства, такие как HDD (жесткий диск) и USB-накопители, работают на более низкой частоте. Если центральный процессор попытается установить связь с этими устройствами, они сгорят. Вот почему промежуточное устройство, ОЗУ, используется в качестве средства передачи данных и коммуникации.
В этой статье:
Что такое ОЗУ?
ОЗУ означает оперативную память и является основной памятью в компьютерах, ноутбуках, мобильных телефонах и т. д. Это энергозависимое запоминающее устройство, которое не только хранит данные и инструкции программы до и после обработки и операций ввода-вывода, но также является средством связи между процессором и другими устройствами.
Термин энергозависимая означает, что содержимое ОЗУ стирается, как только отключается батарея или блок питания. Возможно, вы думаете, что это значит под случайным доступом? Это просто означает, что устройства могут получить доступ к любой части ОЗУ, где данные или инструкции хранятся с использованием адреса, вместо чтения с начала, как в последовательных устройствах памяти. Обычно энергозависимую ОЗУ называют DRAM (динамическая оперативная память, англ. Dynamic Random Access Memory).
2. Какова цель ОЗУ
Несколько причин делают ОЗУ неотъемлемой частью вычислительных устройств. Одно из основных назначений ОЗУ — хранение временных файлов, которые помогают запускать различные приложения и программы. Здесь мы собираемся обсудить некоторые из основных функций ОЗУ.
Загрузка ОС
Когда вы запускаете свой ноутбук, ПК, мобильный телефон или любое другое устройство, оно сначала загружает операционную систему в ОЗУ, чтобы мы могли использовать устройство с помощью графического интерфейса пользователя. Под операционной системой мы имеем в виду Windows, macOS, Android и iOS.
Таким образом, ОЗУ содержит большую часть функций, служб и приложений (приложений) операционной системы, которые постоянно необходимы. Операционная система покидает ОЗУ только тогда, когда устройство выключено. Но в случае постоянно работающих мобильных телефонов и серверов ОС всегда остается внутри ОЗУ.
Канал связи между процессором и другими устройствами
Спустя некоторое время были разработаны новые процессоры, которые десятилетиями правили рынком. Частота процессоров растет вместе с их поколением. Например, самый быстрый процессор 12-го поколения Core i9-12900KS может работать на частоте 5,5 ГГц или даже выше в режиме Turbo.
Процессорам с более высокими частотами нельзя разрешать взаимодействовать с устройствами с более низкими частотами, подключенными к тому же устройству. А то устройства сгорят. Здесь находится ОЗУ, которая работает как средство связи.
Обязательный элемент обработки данных
Все типы компьютеров и большинство цифровых устройств способны принимать данные от пользователей, обрабатывать их и предоставлять нам результат или информацию. Этот процесс также называется «Обработка данных». Это ОЗУ, в которой хранятся не только данные, чтобы ЦП (центральный процессор) мог их обработать, но и результаты, чтобы мы могли их сохранить.
Например, если вы хотите сложить два числа 23 и 7 с помощью приложения-калькулятора, то эти числа сначала будут сохранены в вашей ОЗУ с использованием переменных. После этого АЛУ (арифметико-логический блок) в ЦП добавит эти числа. В конце концов, результат будет сохранен в ОЗУ, поэтому мы сможем увидеть его на нашем мониторе, сохранить его на нашем SSD и распечатать на нашем принтере.
Сохранение запросов ввода-вывода и результатов
ОЗУ — это модули памяти, в которых хранятся запросы ввода/вывода и результаты вывода. Например, когда вы играете в видеоигру, вы постоянно вводите данные, используя контроллер, мышь, клавиатуру и т. д. Эти входные данные хранятся в ОЗУ, чтобы процессор мог понимать их и действовать в соответствии с ними. Ответы на эти входы также сохраняются в ОЗУ, поэтому они:
Удержать программных инструкций и запросов на прерывание
Программа определяется как набор инструкций, которые могут принадлежать либо системному программному обеспечению, либо прикладному программному обеспечению (приложению AKA). Именно так наши вычислительные устройства могут работать быстрее, даже не нарушая работу процессора при каждом запросе.
Например, выделяется определенный объем ОЗУ если вы открываете приложение для обработки текстов. Инструкции программы, отвечающие за проверку орфографических и грамматических ошибок, также загружаются в ОЗУ. Почти все виды прерываний удерживаются ОЗУ, например, перезапуск ПК или ноутбука.
Одновременный Запуск Приложений
Старые компьютеры не были такими быстрыми, как современные. Заслуга не только в операционных системах и их методах планирования, но и в ОЗУ. В настоящее время на компьютерах можно установить несколько ОЗУ большей емкости, и каждое ОЗУ может одновременно содержать несколько приложений. Затем выполнение этих приложений планируется в определенном порядке, поэтому мы можем запустить все программы.
Например, если видеоредактору поручено редактировать видео очень высокого качества, он будет работать одновременно с несколькими приложениями, такими как видеоредактор, программа для просмотра изображений, программа для мониторинга видеокарты и т. д. И в то же время может быть открыт веб-браузер вместе с сетевым хранилищем и приложением синхронизации.
3. Как ОЗУ работает?
Есть два типа ОЗУ; DRAM (динамическая оперативная память) и SRAM (Статическая оперативная память). Большинство ОЗУ которые присутствуют в наших персональных компьютерах и ноутбуках, являются DRAM. Следовательно, здесь мы собираемся подробно рассказать о работе DRAM на очень простом и легком языке, чтобы вы могли прояснить свои представления об этой ОЗУ:
Прежде чем понять, как работает ОЗУ, вам необходимо понять очень важный электронный компонент, называемый конденсатором. Конденсатор — основной строительный блок DRAM. Фактически конденсатор является пассивным компонентом, который может накапливать электрический заряд в виде электрического поля.
Конденсатор, используемый в цифровых схемах ОЗУ, имеет две клеммы, одну положительную и другую отрицательную. Используя эти клеммы, конденсатор может заряжаться или разряжаться. Компьютеры понимают только Бинарный Язык на очень низком уровне. Следовательно, заряженный конденсатор представляет собой логическую 1, а разряженный — логический 0. Конденсаторы хранят цифровые данные поэтому они называют ячейками памяти.
Сейчас ОЗУ состоят из миллионов конденсаторов и схемотехнических механизмов для их зарядки и разрядки. Возможно, вы много раз обновляли свой компьютер или ноутбук, но знаете ли вы, что когда вы обновляете его, вы фактически перезаряжаете конденсаторы, которые медленно теряли свое электрическое поле. Да, это недостаток ОЗУ, но не беспокойтесь, в вашем компьютере есть схемы для автоматического обновления ОЗУ.
Существуют адрес, данные и управляющие шины, подключенные к ОЗУ и всем другим компонентам, таким как ЦП, SSD, клавиатура, мышь и т. д. С помощью этих шин данные и инструкции перемещаются из ОЗУ в эти устройства и наоборот. ОЗУ имеет адрес каждого блока для хранения данных, и с помощью этого адреса данные и инструкции могут быть напрямую сохранены и извлечены. Вот почему ОЗУ называют оперативной памятью.
Если нам нужно сложить два числа 7 и 3 с помощью калькулятора на нашем компьютере, мы сначала набираем их с помощью клавиатуры. Так как двоичные значения 7 и 3 равны 00000111 и 00000011, соответствующие конденсаторы будут заряжаться и разряжаться таким образом. После этого ЦП вычислит результат, равный 10 или 00001010, и отправит его обратно в ОЗУ, чтобы мы могли увидеть его с помощью нашего приложения-калькулятора.
4. Различные типы ОЗУ: DRAM и SRAM
Существует два основных типа ОЗУ, которые обсуждаются ниже:
- DRAM
- SRAM
Что такое DRAM?
DRAM — недорогая и популярная форма ОЗУ. DRAM означает динамическую оперативную память. Основные строительные блоки DRAM — это конденсаторы. Эти конденсаторы используются в качестве ячеек памяти путем их зарядки и разрядки. Обычно для этого к конденсаторам присоединяют транзисторы.
DRAM являются энергозависимыми, что означает, ОЗУ теряют свое содержимое, когда устройство выключается. На самом деле конденсаторы — это электронные компоненты с двумя выводами, способные удерживать электрический потенциал в виде электрического поля. Заряженный конденсатор представляет собой логическую 1, а разряженный конденсатор обозначает логический 0. Вот как DRAM хранит инструкции двоичного языка на очень низком уровне.
DRAM называется динамической, потому что в использовании конденсаторов в качестве ячеек памяти есть недостаток, заключающийся в том, что они начинают разряжаться со временем. Для сохранения содержимого DRAM эти конденсаторы снова и снова заряжаются. Это явление делает этот тип ОЗУ динамическим или активным ОЗУ. Если вы не обновляете свой компьютер, существуют схемы обновления, которые автоматически выполняют эту задачу.
Плюсы и минусы DRAM
Плюсы
DRAM дешевле SRAM.
DRAM совместимы с большинством компьютеров.
Каждой ячейке памяти нужен только один конденсатор и один транзистор.
DRAM обеспечивает более высокий уровень плотности, до 64 ГБ.
Простая архитектура или дизайн DRAM.
Минусы
Конденсаторы в DRAM требуют постоянной зарядки для сохранения содержимого. Вот почему у этих ОЗУ низкая производительность.
Все DRAM энергонезависимы.
Что такое SRAM?
SRAM расшифровывается как Static Random-Access Memory (статической памяти), еще один популярный, но дорогой тип ОЗУ. Основные строительные блоки SRAM называются защелками или триггерами. Эти защелки состоят из логических элементов, которые могут хранить двоичные данные. Каждая защелка может хранить логический 0 или 1.
SRAM теряет свое содержимое при отключении питания потому что оно является энергозависимой памятью. Эти ОЗУ называются статическими, потому что основные ячейки памяти SRAM не нуждаются в многократной перезарядке, как в DRAM. Стоимость производства DRAM выше, чем у DRAMS, так же как и их производительность.
Плюсы
SRAM — самая быстрая ОЗУ.
Производительность SRAM намного выше, чем DRAM.
Время цикла SRAM меньше, чем DRAM.
Чувствительный к скорости кэш может быть создан с использованием SRAM.
Энергопотребление SRAM ниже, чем у DRAM.
SRAM не останавливается при доступе к данным или инструкциям на ней.
Минусы
SRAM стоят очень дорого.
5. Сколько ОЗУ мне нужно?
Потребность в ОЗУ для компьютера, ноутбука или мобильного телефона зависит от пользователя. Пользователю, выполняющему простые задачи, такие как создание презентаций, чтение и письмо, просмотр фильмов и т.д., не требуется более 4 ГБ ОЗУ. Но есть экстремальные пользователи, которым требуется установка ОЗУ в соответствии с их использованием:
ОЗУ для геймеров и стримеров
Люди, которые играют в видеоигры и транслируют их в прямом эфире, используют не только более быстрое интернет-соединение, но и больший объем ОЗУ для плавного игрового процесса и потоковой передачи. У игроков Minecraft должно быть более 4 ГБ ОЗУ, у игроков GTA-V должно быть не менее 16 ГБ ОЗУ, а у игроков PUBG должно быть установлено более 8 ГБ ОЗУ. В среднем от 10 до 12 Гб ОЗУ хватит на все современные игры.
ОЗУ для 3D-художников и рендереров
Большинство 3D-художников используют Blender и Maya 3D для визуализации своих работ. Для таких программ требуется не менее 8 ГБ ОЗУ, но рекомендуется установить от 2 до 4 ГБ больше, поскольку операционная система и временные результаты также хранятся в ОЗУ. Остальное остается для VRAM, которые присутствуют на графических картах с GPU.
ОЗУ для видеоредакторов и рендереров
Монтажерам фильмов, особенно тем, которые объединяют 3D-персонажей и сцены с видео, требуется от 16 до 32 ГБ ОЗУ. Это зависит от используемого программа и графической карты. И это также зависит от того, есть ли у них несколько мониторов с несколькими приложениями, открытыми на них. Для малого бизнеса достаточно 32 Гб ОЗУ.
RAM для разработчиков игр
Unity и Unreal Engine являются лучшими движками для создания 3D-игр, но существует множество программ такого типа. Для разработчиков 2D-игр достаточно 8 ГБ ОЗУ, но для разработки 3D-игр это зависит от самой игры. Если игра низкополигональная, то 8 ГБ ОЗУ подойдет. Если игра среднего качества, смесь низкополигонального и качественных текстур, то 12 ГБ ОЗУ будет достаточно. Для разработки реалистичных игр требуется как минимум 16 ГБ ОЗУ.
6. В чем разница между ОЗУ, ПЗУ и общим хранилищем?
Все три из них обычно устанавливаются в компьютерах, ноутбуках, мобильных телефонах и других интеллектуальных устройствах:
ОЗУ
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — это энергозависимая память, содержимое которой автоматически стирается при выключении устройства, в котором она установлена. В ОЗУ хранятся данные и программные инструкции для ЦП (центрального процессора) для выполнения операций обработки. Там же хранятся результаты этих операций, но все это временно и стирается после выполнения работы.
Плюсы и минусы ОЗУ
Плюсы
ОЗУ — это единственная память в устройствах, к которой может напрямую обращаться процессор.
ОЗУ намного быстрее, чем дополнительное хранилище, такое как жесткий диск или USB-накопитель.
ОЗУ хранит данные до обработки, а также содержит информацию или результаты после обработки.
ОЗУ уступает место прикладным программам (приложениям) при их выполнении.
ОЗУ может считывать и записывать практически все виды данных, такие как аудио, видео, изображения, текст и т. д.
ОЗУ повышает скорость устройства, в котором она установлена.
В ОЗУ нет механических частей, которые шумят или вращаются с большой скоростью.
Минусы
Энергозависимая память является недостатком ОЗУ.
Объем ОЗУ небольшой, а большие стоят дорого.
ПЗУ
ПЗУ (память только для чтения) — это тип памяти, содержимое которой можно только просматривать или читать, например, CD-ROM (ПЗУ компакт-диска). Но есть типы ПЗУ, которые позволяют стирать их предыдущее содержимое и записывать новое, например EEPROM. ПЗУ являются энергонезависимой памятью, что означает, что данные и программы постоянно хранятся внутри них, даже если ПЗУ не подключены к какому-либо источнику питания. Узнайте больше о том, Что такое ПЗУ.
Общая память
Хранилище установлено практически на все виды последних устройств для постоянного хранения данных. Эта особенность хранения известна также как энергонезависимость. Известные устройства хранения включают HDD (жесткий диск), SSD (твердотельный накопитель), модули M2, флэш-накопители USB и т. д.
Рынок ОЗУ и тенденции
Чтобы снизить внешние затраты, большинство компаний, от производителей компьютеров до производителей мобильных устройств, производят собственные микросхемы ОЗУ. Эти компании разбросаны по всему земному шару, чтобы предоставлять свои услуги конечным пользователям. Есть список производителей, разрабатывающих ОЗУ. Мы предлагаем вам только лучших производителей:
- Samsung
- SK Hynix
- Longsys
- Corsair
- ADATA Technology Co.
- AOpen
- Micron
- Arch Memory
- Lenovo
- Intel
- Billionton Systems
Однако дело не в фирме, чья ОЗУ сделает ваш компьютер быстрее, а в том, сколько ОЗУ в нем установлено. Больше ОЗУ означает более быстрое устройство, а меньшее количество ОЗУ означает более медленное.
Люди также спрашивают
Для чего в компьютере используется ОЗУ?
ОЗУ (оперативная память) является фундаментальной частью каждого компьютера. Ни один компьютер не может работать без ОЗУ, так как в ней временно хранятся данные для обработки и результат обработки. ОЗУ также отвечает за загрузку операционной системы, такой как Windows и MacOS, и другого прикладного программного обеспечения.
Достаточно ли 8 Гб ОЗУ?
Да, если вы работаете над небольшим видеомонтажом, играми, моделированием персонажей, разработкой 2D- или низкополигональных 3D-игр. Но если вы хотите выполнять те же проекты на более высоком уровне с использованием нескольких мониторов, вам следует подумать об увеличении общего объема ОЗУ.
Какие три типа ОЗУ существуют?
Три типа ОЗУ — это DRAM (динамическая RAM), SDRAM (синхронная динамическая RAM) и SRAM (статическая RAM).
Достаточно ли 4 Гб ОЗУ для Windows 10?
Да, 4 ГБ ОЗУ достаточно для Windows 10, но если вы хотите выполнять такие задачи, как игры, рендеринг и разработка игр, у вас должно быть не менее 8 ГБ ОЗУ.
Какая ОЗУ используется в ноутбуках?
Ноутбуки имеют ту же ОЗУ, что и в наших настольных компьютерах, то есть 4 ГБ, 8 ГБ, 16 ГБ и т. д., но единственная разница заключается в том, что эта ОЗУ физически мала.
Кто основные производители ОЗУ?
Samsung и HK Hynix лидируют в производстве ОЗУ. Но Longsys, Corsair, ADATA Technology Co., AOpen, Micron, Arch Memory, Lenovo, Intel, Billionton Systems и т. д. также находятся в очереди.
Какой тип памяти представляет собой ОЗУ?
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) временно хранит приложения и данные, которые в данный момент используются на вашем компьютере, ноутбуке или мобильном телефоне. Это энергозависимая память, что означает, что ее содержимое теряется при выключении устройства.
Заключение
Эта статья представляет собой очень простое и описательное руководство по ОЗУ в наших компьютерах, мобильных телефонах, ноутбуках и т. д. Для вас мы определили термин ОЗУ с разных точек зрения. Это руководство также включает в себя основные строительные блоки и работу ОЗУ.
Наряду с функциями и важностью ОЗУ вы также узнаете о двух типах ОЗУ — DRAM и SRAM. Вы не только узнаете плюсы и минусы ОЗУ и ее типов, но и то, сколько ОЗУ вы должны установить на свой компьютер или ноутбук. Вам предоставляется список ведущих производителей ОЗУ с часто задаваемыми вопросами об Оперативной Памяти.