Пам'ять Ram - все, що вам потрібно знати [технічна інформація]

Оперативна пам’ять є одним з основних компонентів нашого ПК разом із процесором та материнською платою, обидва дуже добре пояснені нами у відповідних статтях. Цього разу ми зробимо те ж саме з модулями оперативної пам’яті, мова йде не лише про те, про який ГБ ми хочемо, а й про те, яка швидкість підтримує плату, які сумісніші або які основні характеристики, які ми повинні знати. Все це ми побачимо в статті, що випливає, тому почнемо!

Наприкінці ми залишимо вам посібник з найбільш рекомендованими пам’ятками оперативної пам’яті в поточному сценарії, щоб не зробити статтю занадто довгою.

Зміст індексу

Яка функція ОЗУ в ПК?

Оперативна пам’ять (оперативна пам’ять з випадковим доступом) - це сховище, куди завантажуються всі інструкції та завдання, які складають програми і які будуть використовуватися процесором. Це сховище з випадковим доступом, оскільки можна зчитувати або записувати дані в будь-якому доступному місці пам'яті, у порядку, встановленому системою. Оперативна пам’ять бере інформацію безпосередньо з основного накопичувача, жорстких дисків, які значно повільніші за неї, тим самим уникаючи вузьких місць при передачі даних в центральний процесор.

Поточна пам'ять оперативної пам’яті має тип DRAM або Dynamic RAM, оскільки їй потрібен сигнал напруги, щоб дані, що зберігаються в ній, не відходили. Коли ми вимкнемо ПК і не буде живлення, все, що зберігається в ньому, буде стерто. Ці спогади найдешевші для створення, зберігаючи по одному біту інформації для кожного транзистора та конденсатора (комірки).

Існує ще один тип пам’яті, SRAM або Static RAM, що не потребує оновлення, оскільки інформаційний біт залишається збереженим навіть без живлення. Це дорожче виготовлення і вимагає більше місця, тому вони менші, наприклад, кеш-пам'ять процесора. Інший статичний варіант - пам'ять SSD, хоча вони використовують ворота NAND, дешевші, але набагато повільніше, ніж кеш-пам'ять SRAM.

Короткий огляд історії

Ми дамо дуже короткий огляд еволюції оперативної пам'яті, поки ми не досягнемо поточного покоління DDR або подвійної швидкості передачі даних.

Оперативна пам'ять з магнітним ядром

Все починається приблизно з 1949 року із спогадами, які використовували магнітне ядро для зберігання кожного шматочка. Це ядро ​​було не більше кількох міліметрових тороїдів, але величезне порівняно з інтегральними схемами, тому вони мали дуже малу ємність. У 1969 р., Коли почали використовувати напівпровідники (транзистори) на основі кремнію, Intel створила оперативну пам’ять на 1024 байти, яка була першою на ринку. Починаючи з 1973 року, технологія просунулася і, таким чином, ємність пам’яті, що зробило необхідним використання слотів розширення для модульної установки SIPP та пізніших SIMM- пам'яті .

Наступними спогадами були FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) у 1990 році та перший Intel 486 зі швидкістю 66 МГц приблизно 60 нс. Його конструкція полягала в тому, щоб можна було надіслати одну адресу і в обмін отримати кілька таких послідовних.

BEDO ОЗУ

Після них з'явилися EDO-RAM (Extended Data Output RAM) і BEDO-RAM (Burst Extended…). Перші мали змогу приймати та надсилати дані, таким чином досягаючи 320 Мб / с використовували Pentium MMX та AMD K6. Останні мали змогу отримати доступ до різних місць пам'яті, щоб надсилати спалахи даних (Burt) у кожному тактовому циклі на процесор, хоча вони ніколи не були комерціалізовані.

Таким чином, ми дійшли до епохи пам'яті SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), яка була пам'яттю, синхронізованою з внутрішнім годинником для читання та запису даних. Вони досягли 1200 МГц зі знаменитим Rambus (RD-RAM). Після них з'явився SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM), який був попередниками поточного DDR. Ці спогади були безпосередньо підключені до системного годинника, так що в кожному тактовому циклі вони мали змогу читати та записувати по одних даних по черзі.

Еволюція до DDR

DDR або Double Data Rate - це сучасна технологія оперативної пам'яті, що відбувається в 4 покоління в залежності від її швидкості та інкапсуляції. З ними почали використовувати інкапсуляцію DIMM, маючи не один, а дві одночасні операції з передачею даних в одному і тому ж тактовому циклі, таким чином подвоюючи продуктивність.

DDR

Перші версії DDR з'явилися для передачі швидкості передачі від 200 МГц до 400 МГц, вони використовували DIMM інкапсуляцію 182 контактів на 2, 5 В. Важливо добре розмежувати частоту шини і частоту передачі (введення / виведення), оскільки при роботі з двома даними одночасно частота передачі вдвічі перевищує частоту шини. Наприклад: DDR-400 має шину 200 МГц і передачу 400 МГц.

DDR2, DDR3 і DDR4

З DDR2 біти, передані в кожній операції, були подвоєні з 2 до 4 одночасно, тому частота передачі також подвоїлася. У капсуляції DIMM він мав 240 контактів на 1, 8 В. DDR-1200 були найшвидшими, з тактовою частотою 300 МГц, шиною частоти 600 МГц і швидкістю передачі 1200 МГц.

Третє та четверте покоління просто були вдосконаленими порівняно з попереднім, із меншою напругою та більшою частотою, оскільки розміри транзисторів зменшуються. Зі збільшенням частоти також збільшується затримка, хоча це було швидше запам’ятовування. DDR3 підтримували 240-контактний DIMM на рівні 1, 5 В, хоча і не сумісний з DDR2, тоді як DDR4 зріс до 288-контактних на 1, 35 В, досягнувши в даний час передачі 4800 або 5000 МГц.

У наступних розділах ми зупинимося набагато краще на DDR4, які наразі використовують домашнє споживче обладнання та сервери.

Типово використовувані типи інтерфейсів і де їх знайти

Ми вже добре уявляємо пам’яті оперативної пам’яті, що циркулювали комп'ютерами протягом історії, тому давайте зосередимось на поточних пам’ятках та подивимося, які типи інкапсуляції ми можемо знайти на різних пристроях.

В даний час використовується капсуляція типу DIMM (подвійний модуль пам'яті пам'яті), що складається з подвійної лінії мідних контактних штифтів, безпосередньо приклеєних до двостороннього краю плати пам'яті.

ОЗУ DIMM (настільні комп'ютери)

Цей тип інкапсуляції завжди використовується на орієнтованих на робочий стіл материнських платах. У пакеті 288 контактів для DDR4 та 240 для DDR3. У центральній області, нахиленій до одного боку, ми маємо штамп, щоб забезпечити правильне розміщення пам'яті у вертикальному слоті, наявному на дошці. Робочі напруги коливаються від 1, 2 В до 1, 45 В при максимальних частотах.

ОЗУ SO-DIMM (портативне обладнання)

Це компактна версія попереднього подвійного контакту. У сучасних версіях DDR4 ми знаходимо 260 контактів у слотах, які розміщені горизонтально, а не вертикально. З цієї причини цей тип слотів використовується перш за все на ноутбуках, а також на серверах, з пам'яттю DDR4L та DDR4U. Ці спогади, як правило, працюють на рівні 1, 2 В для покращення споживання в порівнянні з настільними комп'ютерами.

Оперативна пам’ять, припаяна до плати

Прямапромисловість

З іншого боку, у нас є мікросхеми пам'яті, які безпосередньо спаяні на борту, метод, подібний до BGA-розеток процесорів ноутбуків. Цей метод застосовується в особливо невеликому обладнанні, наприклад, HTPC або смартфонах з пам'яттю типу LPDDR4 із споживаннями лише 1, 1 В і частотами 2133 МГц

Це також відбувається у випадку оперативної пам’яті, яка в даний час використовує мікросхеми GDDR5 та GDDR6, які за швидкістю переважають на DDR4 і безпосередньо припаяні до друкованої плати.

Типи оперативної пам'яті та інкапсуляції, які існують на даний момент

Технічні характеристики, які нам слід знати про оперативну пам'ять

Подивившись, як і де він підключений, давайте розглянемо основні характеристики, які слід враховувати ОЗУ. Усі ці фактори будуть відображені в технічному аркуші модуля, який ми купуємо, і впливатимуть на його продуктивність.

Архітектура

Архітектура, яку ми можемо сказати, що це спосіб, яким спогади спілкуються з різними елементами, до яких вони підключені, очевидно, процесором. В даний час у нас є архітектура DDR у версії 4, яка здатна записувати та зчитувати чотири комірки інформації за дві одночасні операції у кожному тактовому циклі.

Малі менші транзистори та конденсатори полегшують роботу при менших напругах та більшій швидкості, з економією енергії до 40% порівняно з DDR3. Пропускну здатність також було покращено на 50%, досягнувши швидкості до 5000 МГц. У цьому сенсі ми не матимемо сумнівів, пам'ять для покупки завжди буде DDR4.

Ємність

Це пінта з 1 ТБ оперативної пам’яті

Ці пам'яті DDR4 мають менші транзистори всередині банків пам'яті, а отже, і більшу щільність комірок. У цьому ж модулі ми зможемо наразі мати до 32 ГБ. Чим більше ємність, тим більше програм можна завантажувати в пам'ять, маючи менший доступ до жорсткого диска.

Як поточні процесори AMD, так і Intel підтримують максимум 128 Гб, обмежені ємністю материнської плати та її слотів. Насправді такі виробники, як G-Skill, починають продавати набори 256 Гб, підключені до 8 слотів розширення для серверних плат наступного покоління та захопленого діапазону. У будь-якому випадку, 16 або 32 Гб - це тенденція сьогодні для домашніх комп’ютерів та ігор.

Швидкість

Коли ми говоримо про швидкість у поточних спогадах, ми повинні розрізняти три різні заходи.

• Тактова частота: яка буде на швидкості оновлення банків пам'яті. Частота шини: В даний час вона в чотири рази більше тактової частоти, оскільки DDR4 працюють з 4 бітами в кожному тактовому циклі. Ця швидкість відображається в таких програмах, як CPU-Z у "Частоті DRAM". Швидкість передачі: це ефективна швидкість, досягнута за допомогою даних і транзакцій, яка в DDR буде подвійна для наявності подвійної шини. Це вимірювання дає назву модулям, наприклад PC4-2400 або PC4600.

І ось приклад: пам'ять PC4-3600 має тактову частоту 450 МГц, тоді як її шина працює на 1800 МГц, що призводить до швидкості 3600 МГц.

Коли ми говоримо про швидкість в перевагах материнської плати або оперативної пам’яті, ми завжди посилаємося на швидкість передачі.

Затримка

Затримка - це час, необхідний для оперативної пам'яті для обслуговування запиту, зробленого процесором. Чим більше частота, тим більше буде затримок, хоча швидкість завжди зробить їх модулі швидшими, незважаючи на більш високу затримку. Значення вимірюються в тактових циклах або тактових годин.

Затримки представлені у формі XXX-XX. Давайте подивимося, що означає кожне число з типовим прикладом, 3600 МГц DDR4 з CL 17-17-17-36:

Поле	Опис
Затримка CAS (CL)	Вони є циклами годин, оскільки адреса стовпця надсилається в пам’ять і починаються дані, що зберігаються в ній. Настав час, коли потрібно прочитати перший біт пам'яті оперативної пам’яті з уже відкритим правильним рядком.
RAS до затримки CAS (tRCD)	Кількість тактових циклів, необхідних з моменту відкриття рядка пам'яті та доступу до стовпців всередині нього. Час для читання першого біта пам'яті без активного рядка - CL + TRCD.
Час підзарядки RAS (тРП)	Кількість тактових циклів, необхідних після надсилання команди попереднього завантаження та відкриття наступного рядка. Час, щоб прочитати перший біт пам'яті, якщо інший рядок відкритий, є CL + TRCD + TRP
Активний час для рядків (tRAS)	Кількість тактових циклів, необхідних між командою тригера рядка та відправленням команди попереднього завантаження. Це час, який потрібен для внутрішнього оновлення рядка, перекриваючись TRCD. У модулях SDRAM (синхронна динамічна оперативна пам'ять, звичайна) це значення просто CL + TRCD. В іншому випадку вона приблизно дорівнює (2 * CL) + TRCD.

Ці регістри можна торкнутися в BIOS, хоча не доцільно змінювати заводські налаштування, оскільки це вплине на цілісність модуля та мікросхем. У випадку з Ryzen існує досить корисна програма під назвою RAM Calculator, яка повідомляє нам найкращу конфігурацію залежно від модуля, який ми маємо.

Напруга

Напруга - це просто значення напруги, при якому працює модуль оперативної пам'яті. Як і в інших електронних компонентів, чим вище швидкість, тим більше напруги знадобиться для досягнення частоти.

Модуль DDR4 базової частоти (2133 МГц) працює на рівні 1, 2 В, але якщо ми розігнаємо з профілями JEDEC, нам доведеться підняти цю напругу приблизно до 1, 35-1, 36 В.

ECC та Non-ECC

Ці терміни часто з'являються в специфікаціях оперативної пам'яті пам'яті, а також на материнській платі. ECC (Код виправлення помилок) або Кодекс виправлення помилок іспанською мовою - це система, за допомогою якої ОЗУ має додатковий біт інформації в передачах для виявлення помилок між даними, переданими з пам'яті та процесором.

Чим вище швидкість, тим більш сприйнятливою буде система до помилок, і для цього існують пам'яті ECC та Non-ECC. Однак ми завжди будемо використовувати ті, що не є ECC, на домашніх ПК, тобто без виправлення помилок. Інші призначені для комп'ютерів, таких як сервери та професійні середовища, де змінені біти можна виправити без втрати даних в роботі. Лише процесори Intel та AMD Pro та серверні процесори підтримують пам’ять ECC.

Шина даних: подвійний та чотирьохканальний

Для цієї характеристики краще скласти самостійний розділ, оскільки це дуже важлива функція в поточних спогадах і сильно впливає на продуктивність пам'яті. Перш за все, давайте подивимося, чим відрізняються шини, якими оперативна пам’ять має зв'язок з процесором.

• Шина даних: рядок, по якій циркулює вміст інструкцій, що обробляються в процесорі. Сьогодні це 64 біт. Шина адреси: запит на дані здійснюється через адресу пам'яті. Існує специфічна шина для здійснення цих запитів та визначення місця зберігання даних. Шина управління: специфічна шина, яка використовується оперативною пам'яттю сигналів зчитування, запису, синхронізації та скидання.

Технологія подвійного або подвійного каналу дозволяє одночасно отримати доступ до двох різних модулів пам'яті. Замість того, щоб мати 64-бітну шину даних, вона дублюється на 128 біт, так що більше процесорів надходить до процесора. Контролери пам'яті, інтегровані в ЦП (північний міст), мають таку ємність , якщо модулі підключені до DIMM одного кольору на платі. Інакше вони працюватимуть самостійно.

На платах з чіпсетом AMD X399 і чіпсетом Intel X299 можна працювати з чотирма модулями паралельно, тобто Quad Channel, генеруючи 256-бітну шину. Для цього ці спогади повинні мати у своїх технічних характеристиках цю ємність.

Продуктивність настільки перевершує, що якщо ми вирішимо мати 16 Гб оперативної пам’яті на своєму ПК, то краще зробити це з двома 8 ГБ модулями, ніж мати один 16 ГБ модуль.

Профілі розгону та JEDEC

Оперативна пам’ять, як і будь-який інший електронний компонент, може бути розігнана. Це означає збільшення його частоти вище апріорних меж, встановлених самим виробником. Хоча це правда, що ця практика набагато більш контрольована та обмежена для користувача, ніж, наприклад, відеокарти чи процесори.

Насправді розгін оперативної пам’яті оперативної пам’яті здійснюється контрольованим способом з моменту її створення безпосередньо виробником через частотні профілі, які ми можемо вибрати з BIOS нашого комп’ютера. Це називається спеціальними профілями JEDEC. JEDEC - це організація, яка встановила основні характеристики, яким повинні відповідати виробники оперативної пам'яті, як щодо частоти, так і затримок.

Отже, на рівні користувача це функціональність, реалізована в BIOS материнської плати, яка дозволяє нам вибрати максимальний робочий профіль, який підтримує плата та пам'ять. Чим більша частота профілю, тим вищі затримки і все це зберігається у профілі, так що коли ми його виберемо, це дасть нам ідеальну роботу без необхідності торкатися частоти чи часу вручну. У випадку, якщо плата не підтримує ці профілі, вона налаштує основну частоту ОЗУ, тобто 2133 МГц в DDR4 або 1600 МГц в DDR3.

З боку Intel у нас є технологія під назвою XMP (Extreme Memory Profiles), яка є системою, про яку ми згадували, і завжди займає найвищу характеристику оперативної пам'яті, яку ми встановили. AMD називається DOCP, і його функція точно така ж.

Знайте, яка, скільки і який тип оперативної пам’яті мені потрібен

Ознайомившись з найбільш релевантними характеристиками та поняттями оперативної пам’яті, може бути дуже корисним знати, як визначити, скільки оперативної пам’яті підтримує і з якою швидкістю вона може досягти. Крім того, корисно буде придбати, щоб знати, яку оперативну пам’ять ми встановили на наш комп’ютер.

Якщо у нас є HTPC, це завдання не принесе багато плодів, оскільки це, як правило, комп'ютери, які дозволяють трохи оновлювати модулі, оскільки вони паяні на платі. Це нам слід було б ознайомитись із специфікаціями відповідного обладнання або безпосередньо відкрити його та зробити огляд, який ми не рекомендуємо, оскільки втратимо гарантію.

Що стосується ноутбуків, то константа є майже у всіх комп’ютерах: у нас є два слоти SO-DIMM, які підтримуватимуть максимум 32 або 64 ГБ оперативної пам’яті при 2666 МГц. Питання полягає в тому, щоб знати, чи є в нас встановлений один або два модулі. З боку настільних комп'ютерів він буде дещо більш змінним, хоча майже завжди ми матимемо 4 DIMM, які залежно від плати підтримуватимуть більш-менш швидкість. Ключовим моментом знати, що підтримує наш ПК, буде бачити технічні характеристики плати, а знання характеристик оперативної пам’яті, яку ми встановили, зводиться до встановлення безкоштовного програмного забезпечення CPU-Z.

Ось статті, які вас цікавлять до кожної деталі:

Сумісність: завжди важливий фактор пам'яті оперативної пам'яті

Іноді стає справжнім головним болем знайти оперативну пам'ять з найкращою сумісністю для нашого комп'ютера. Це, швидше, траплялося в попередніх поколіннях процесорів, а точніше в 1-му поколінні AMD Ryzen, у якого було досить багато несумісностей.

Наразі для певних процесорів все ще є більш підходящі спогади, ніж інші, і це пов’язано з типом використовуваного чіпа. Наприклад, якщо ми говоримо про Quad Channel для Ryzen, ECC-пам'яті для процесорів Pro діапазону тощо. Що стосується процесорів Intel, вони практично з'їдять пам'ять, яку ми вкладаємо в нього, що дуже добре, оскільки такі марки, як Corsair, HyperX, T-Force або G.Skill, забезпечать оптимальну сумісність.

У випадку з AMD Ryzen другого та третього поколінь у нас також не виникне великих проблем, хоча правда, що модулі Corsair або G.Skill зазвичай є найбільшою ставкою для них, особливо це стосується чіпів Samsung. Зокрема, серії Dominator першого та діапазону Trident другого. Завжди добре подивитися на характеристики на офіційному веб-сайті, щоб заздалегідь знати цю інформацію.

У нас є повна стаття, де ми крок за кроком навчаємо, як визначити сумісність між усіма компонентами ПК.

Висновок та посібник щодо найкращої оперативної пам'яті на ринку

Нарешті, ми залишаємо вас з нашим посібником із пам’яті оперативної пам’яті, де ми збираємо найцікавіші моделі на ринку для Intel та AMD з їх специфікаціями та іншим. Якщо ви хочете придбати пам'ять, це найкраще у нас, щоб ви не надто ускладнювали своє життя.

Яку оперативну пам’ять ви використовуєте та з якою швидкістю? Якщо ви пропустите будь-яку важливу інформацію про оперативну пам’ять, залиште нам коментар, щоб оновити статтю.