Оперативная память

Основные понятия

Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), предназначено для приема, хранения и выдачи информации и представляет собой самую быстродействующую запоминающую систему компьютера.

Оперативная память обозначается RAM (Random Access Memory — память с произвольным доступом). Процессор имеет возможность выполнять программы только после того, как они загружены в оперативную рабочую память, т.е. в память, доступную для программ пользователя. CPU имеет непосредственный доступ к данным, находящимся в оперативной памяти, а к внешней памяти (на гибких или жестких дисках) — через буфер, являющийся также разновидностью оперативной памяти. Работа программ, загруженных с внешнего носителя, возможна только после того, как она будет скопирована в RAM.

Однако оперативная память имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что она временная, т.е. при отключении питания оперативная память полностью очищается. Основная задача RAM — предоставлять необходимую информацию в виде двоичных кодов по запросам CPU, т.е. данные в любой момент должны быть доступны для обработки. Оперативная память относится к категории динамической памяти: ее содержимое остается неизменным в течение короткого промежутка времени, что требует периодического обновления памяти.

Конструктивно оперативная память выполняется в виде модулей микросхем, что позволяет дополнять объем оперативной памяти, которая используется не только в ПК, но и в самых разных периферийных устройствах — от видеокарт до лазерных принтеров. Микросхемы оперативной памяти в этом случае могут принадлежать к разным модификациям, но все они относятся к типу динамической оперативной памяти (DRAM).

Для каждого типа модулей DRAM используется индивидуальные типы слотов, отличающиеся количеством контактов и расположением ключей. Напряжение питания разных типов модулей также отличаются. Все современные модули памяти имеют разрядность 64 бит.

Компанией NVidia была разработана технология двухканального режима доступа к памяти (Dual channel interleaving). Она позволяет делать виртуальную шину в 128 бит за счет чередования двух модулей памяти. Для этого достаточно установить в слоты памяти одинакового цвета модули памяти одинаковой емкости. Если тайминги модулей разные, то установятся тайминги самого медленного. Это же касается и работы в одноканальном режиме. Кроме того, если материнская плата поддерживает меньшие тайминги, чем тайминги устанавливаемого модуля, он будет работать на меньших таймингах.

На любом модуле памяти DIMM присутствует небольшой чип SPD (Serial Presence Detect), в котором производителем записывается информация о рабочих частотах и соответствующих задержках чипов памяти, необходимые для обеспечения нормальной работы модуля. Информация из SPD считывается BIOS на этапе самотестирования компьютера еще до загрузки операционной системы и позволяет автоматически оптимизировать параметры доступа к памяти.

Некоторые модули памяти выпускаются в ECC варианте.
ECC (Error Correct Code - выявление и исправление ошибок) служит для исправления случайных ошибок памяти, вызываемых различными внешними факторами, и представляет собой усовершенствованный вариант системы " контроля четности". Физически ECC реализуется в виде дополнительной 8-разрядной микросхемы памяти, установленной рядом с основными. Таким образом, модули с ECC являются 72- разрядным (в отличие от стандартных 64-разрядых модулей). Некоторые типы памяти (Registered, Full Buffered) выпускаются только в ECC варианте.

Кроме указанных модулей выпускаются Registered (регистровые) модули памяти применяются в основном в серверах, работающих с большими объемами оперативной памяти. Все они имеют ЕСС, т.е. являются 72-битными и, кроме того, содержат дополнительные микросхемы регистров для частичной (или полной - такие модули называются Full Buffered, или FB-DIMM) буферизации данных, за счет чего уменьшается нагрузка на контроллер памяти. Буферизованные DIMM, как правило, несовместимы с не буферизованными. Несмотря на физическую совместимость разъемов, обычная не буферизованная память и Registered-память не совместимы друг с другом и, соответственно, использование Registered-памяти вместо обычной и наоборот невозможно.