Комп`ютер зовсім непомітно, але досить швидко став невід`ємною частиною нашого життя. Без нього неможливо уявити жодну галузь виробництва, жодну фабрику або завод, жоден офіс. Та й ні одну квартиру, мабуть, вже не можна уявити без персонального комп`ютера або ноутбука. Але хоч цей пристрій вже міцно увійшло в наше повсякденне життя, в його роботі і конструкції розбираються далеко не всі. У цій статті буде розглянута одна з найважливіших його складових - оперативна пам`ять ПК.
Мова не йде про те, що кожен користувач ПК повинен досконально знати теоретичні основи роботи свого комп`ютера і вміти ремонтувати будь-яку поломку. Ні, залиште це професіоналам. Але елементарні знання устрою необхідні - це допоможе уникнути багатьох проблем в роботі і, цілком ймовірно, може запобігти серйозну поломку.
Оперативна пам`ять в структурі персонального комп`ютера
Отже, оперативна пам`ять. Це одна з найважливіших комплектуючих в комп`ютері. Не можна сказати, що одна деталь важливіша, а інша менш, але ОЗУ (оперативне запам`ятовуючий пристрій - саме так офіційно іменується оперативна пам`ять) є незамінним елементом в роботі ПК. Можна сказати, що оперативна пам`ять - це свого роду буферна зона, сполучний елемент між людиною і комп`ютером.
Фізично оперативна пам`ять представлена у вигляді знімного модуля, встановленого в спеціальний роз`єм на материнській платі, розташований праворуч від процесора. На більшості материнських плат таких роз`ємів два або чотири. На цьому модулі з одного або двох сторін розташовані мікросхеми, які, власне, і є пам`яттю.
При включенні комп`ютера запускається операційна система і деякі програми. Всі дані, які їм необхідні для нормального функціонування, поміщаються в ОЗУ. Так роблять і всі інші програми, які користувач запускає в процесі роботи. Будь то робота з текстом, обробка фотографій або прослуховування музики - все проміжні результати роботи програм знаходяться в оперативній пам`яті.
При виключенні живлення всі дані з ОЗУ зникають. Тому цей пристрій і називається «оперативним». У цьому одне з двох його головних відмінностей від ПЗУ - постійної пам`яті типу жорсткого диска або флеш-накопичувача. Друга відмінність - швидкість обміну даними. У ОЗУ вона значно вище, ніж у ПЗУ. Цим, власне, і пояснюється призначення оперативної пам`яті - максимально підвищити швидкість відгуку комп`ютера на дії користувача.
На жорсткому диску також може зберігатися деяка оперативна інформація (так званий файл підкачки), що поміщається туди при нестачі місця в ОЗУ. В такому випадку користувачем можуть спостерігатися негативні явища - підвисання і пригальмовування програм або всієї системи.
Історія, розвиток і типи ОЗУ
Оперативна пам`ять завжди була присутня в структурній схемі обчислювальної техніки. Ще в XIX столітті були створені перші зразки аналітичних машин, що складаються суто з механічних частин. Природно, і ОЗУ було механічним. У XX столітті розвиток електроніки було стрімким. Це відображено і в еволюції оперативної пам`яті. В різний час для цих цілей використовували електромеханічні реле, електронно-променеві трубки і магнітні барабани.
З розвитком напівпровідникових технологій з`явилася і стала розвиватися оперативна пам`ять, заснована на транзисторах: десятки, сотні, тисячі, а потім і мільйони транзисторів в одному корпусі мікросхеми. Спочатку ці мікросхеми пам`яті просто впаюються в материнську плату, що було не дуже зручно. З розвитком комп`ютерів ОЗУ було винесено на окрему знімну плату.
Основні сучасні типи оперативної пам`яті - це SRAM і DRAM - статична і динамічна пам`ять з довільним доступом. Перша виконана на базі тригерів, має високу швидкість, але малу щільність елементів. Друга побудована на зв`язках «конденсатор-транзистор», має високу щільність і, як наслідок, низьку собівартість. Але поступається в швидкості і потребує постійної підзарядки своїх конденсаторів. Оскільки для масового виробництва важлива собівартість продукції, то в ПК набула поширення саме динамічна пам`ять. З 1993 року і до цього дня найбільш поширеною на ринку є її різновид - синхронна DRAM (SDRAM).
Що стосується технічного виконання, то першими були односторонні модулі SIMM, що з`явилися в 80-х роках і мали в міру модифікації обсяг від 64 Кбайт до 64 Мбайт. У них використовувалися чіпи пам`яті FPM RAM і EDO RAM. На зміну SIMM прийшли двосторонні модулі DIMM, розроблені під пам`ять SDRAM. Вони використовуються в комп`ютерах по сей день.
DDR і DDR2
Оперативна пам`ять DDR (Double Data Rate) стала наступним етапом розвитку SDRAM і характеризується подвоїти швидкість передачі даних. По-різному також кількість контактів (184 проти 168) і ключів (1 проти 2). Першим в лінійці став модуль PC1600 з чіпом DDR200, ефективною частотою 200 МГц (при тактовій частоті шини пам`яті 100 МГц) і пропускною спроможністю 1600 МБ / с. Останнім повинен був стати PC3200 (DDR400, 400 МГц, 3200 МБ / с), але випускалися також модулі PC4200 (DDR533, 533 МГц) і вище.
Крім збільшилася швидкості, пам`ять DDR мала можливість працювати в двоканальному режимі, що теоретично мало підвищити швидкість (точніше, пропускну здатність) в два рази. Для цього потрібно було вставити в материнську плату, яка також повинна була підтримувати такий режим, дві планки з абсолютно однаковими характеристиками. На практиці приріст швидкості не так відчутний, як це описується в теорії. Згодом двоканальний режим підтримуватимуть і всі інші типи DDR-пам`яті.
Вперше пам`ять DDR SDRAM з`явилася в 2001 році. Сьогодні її ще, звичайно, можна зустріти в старих комп`ютерах, але це велика рідкість. Уже в 2003-2004 роках їй на зміну прийшла DDR2 SDRAM - друге покоління з подвоєною частотою шини. Пам`ять DDR2 має відмінності в корпусі (240 контактів і інше розташування ключа), після чого вони стають чи не взаємозаміняють з DDR.
Лінійка починалася з модуля PC2-3200, який працював на чіпі DDR2-400 з ефективною частотою 400 МГц і пропускною спроможністю 3200 МБ / с. Останнім же стабільно працюючим був модуль PC2-9600 (DDR2-1200, 1200 МГц, 9600 МБ / с). Випускалися і модулі з більш високими характеристиками, але їх робота не відрізнялася стабільністю.
DDR3
Наступним етапом еволюції стала оперативна пам`ять DDR3. З`явившись в 2007-2008 роках, вона не привела до різкого відходу від DDR2, але почала планомірно завойовувати ринок пам`яті. На сьогоднішній день це найбільш поширений вид оперативної пам`яті.
Аби не допустити відмовлятися від попереднього покоління, виробники випускали материнські плати, що підтримують обидва стандарти. Пам`ять DDR2 не є сумісною з DDR3 ні електрично, ні механічно. Хоч обидва типи і мають по 240 контактів, але ключ розташований в різний місцях. Основна відмінність полягає в ще більш знизився порівняно з DDR і DDR2 енергоспоживанні і напрузі живлення (1,5 В).
У своїй лінійці оперативна пам`ять DDR3 починається модулем PC3-6400 (DDR3-800) з ефективною частотою 800 МГц і швидкістю передачі даних 6400 МБ / с. Зараз такі модулі вже стали досить великою рідкістю. Це пов`язано з тим, що більшість сучасних материнських плат підтримує частоти пам`яті не нижче 1333 МГц. Топові моделі підтримують пам`ять з частотою до 3200 МГц (PC3-25600).
У сімействі DDR3 існує невелике відгалуження - низкоуровневая (низьковольтна) пам`ять DDR3L, яка характеризується зниженою напругою живлення (1,35 В). Вона повністю сумісна з DDR3.
DDR4
Найбільш сучасною і швидкісний є оперативна пам`ять DDR4. Її масовий випуск почався ще в 2014 році, але до цих пір вона сильно програє DDR3 за популярністю і доступності. Хоч заявлені характеристики у неї і вище, але при цьому і вартість значно зросла. До того ж пам`ять DDR4 несумісна з DDR3, доцільність її вибору є лише при зборі нових систем, але не при модернізації старих.
Що стосується характеристик, то першим в лінійці йде модуль PC4-17000 (DDR4-2133) з ефективною частотою 2133 МГц і пропускною спроможністю 17000 МБ / с. Планується, що межею для DDR4 стане ефективна частота 4266 МГц і пропускна здатність 34100 МБ / с (PC4-34100 DDR4-4266).
Як і у кожного нового типу пам`яті, у цього основною відмінністю від своїх попередників є зниження енергоспоживання і зменшення напруги живлення (до 1,2 В), ну і, звичайно ж, поліпшення всіх швидкісних характеристик. Крім того, тепер модулі мають мінімальний обсяг 4 Гб. Максимальний обсяг теоретично може досягати 192 Гб.
Куди поділася оперативна пам`ять
Напевно, найбільш часто задається питанням про пам`ять комп`ютера буде питання: «Чому оперативна пам`ять використовується не в повному обсязі?». Причому почути його можна як від початківців, так від досвідчених користувачів ПК. Причин цього може бути кілька, але найчастіше розгадка криється в розрядності операційної системи.
Як відомо, 32-розрядної версії операційної системи Windows здатна працювати з об`ємом пам`яті, що не перевищує 4 Гб. Все, що більше над це, вона просто не «побачить». У 64-розрядної версії таких обмежень немає. Таким чином, при виявленні такої проблеми в першу чергу слід перевірити, яка версія ОС встановлена. Зробити це можна, клікнувши правою кнопкою миші по значку «Комп`ютер» на робочому столі (або ж в меню «Пуск») і вибравши вкладку «Властивості». У розділі «Система» буде розташована вся необхідна інформація, в тому числі загальний і доступний об`єм оперативної пам`яті.
Відзначимо, що 64-розрядної версії доступна для всіх сучасних операційних систем Windows (XP, Vista, 7, 8, 10). Тому якщо в комп`ютері використовується або планується використовувати більше 4 Гб оперативної пам`яті, необхідно встановлювати 64-розрядну операційну систему Windows. Оперативна пам`ять при цьому буде використовуватися вся.
Але є й інші причини зменшення доступного обсягу оперативної пам`яті. Це може бути програмне обмеження використовуваної редакції операційної системи (в кожній версії є кілька редакцій). Також деякий обсяг може резервуватися для вбудованого відеоадаптера, якщо такий є. Не варто забувати і про те, що кожна материнська плата має свої вимоги щодо характеристик і обсягу оперативної пам`яті. Якщо вони не виконуються, пам`ять не буде доступна.
Існують і апаратні проблеми. Наприклад, модуль може бути неправильно або не повністю вставлено. Також він може мати пошкоджені ділянки пам`яті. Такий модуль не підлягає ремонту і вимагає негайної заміни. Виявити пошкодження можна спеціальними програмами.
Як перевірити оперативну пам`ять
У разі виникнення проблем і неполадок, які можуть бути викликані проблемами з оперативною пам`яттю (зависання і збої системи, поява так званого «синього екрану смерті») її необхідно перевірити на помилки. Зробити це можна як стандартними засобами операційної системи, так і сторонніми програмами.
У Windows 7 оперативна пам`ять перевіряється програмою, іменованої «Засіб перевірки пам`яті Windows». Знайти її можна або за адресою «Панель управління Система і безпека Адміністрування», або через пошук по ключу «mdsched» в меню «Пуск». З усіх інших утиліт найбільш поширеною, доступною і надійною програмою для діагностики ОЗУ є Memtest86 +.
Важливо пам`ятати пару моментів:
1. Оперативна пам`ять перевіряється не з операційної системи (з завантажувальної флешки, диски або після перезавантаження системи).
2. Якщо встановлено кілька модулів пам`яті, перевіряти їх бажано по одному. Так буде простіше визначити, який з них несправний.
Очищення оперативної пам`яті
Найпростіший і найдієвіший спосіб очищення оперативної пам`яті - це перезавантаження комп`ютера. Але він підходить далеко не всім користувачам і не у всіх випадках корисний. Альтернативою буде закрити непотрібні програми і тим самим вивільнити зарезервовані ними обсяги пам`яті. Зробити це можна в «Диспетчері завдань», викликавши його поєднанням клавіш Ctrl + Alt + Delete.
Існує також багато різних програм, покликаних оптимізувати витрати оперативної пам`яті. Можна відзначити такі утиліти, як CleanMem, SuperRam, Wise Memory Optimizer. А також CCleaner - універсальну і дуже корисну утиліту моніторингу системи, яка здатна ефективно очистити пам`ять, видаливши тимчасові файли і кеш програм і системи, оптимізувавши реєстр.
Але варто пам`ятати, що ці способи лише тимчасове вирішення проблеми, покладатися на них не варто. Головною проблемою нестачі оперативної пам`яті і, як наслідок, повільної роботи комп`ютера є недостатній обсяг ОЗУ для конкретної комплектації комп`ютера або поставленого завдання. Вирішити її можна, встановивши додаткову планку пам`яті або купивши нову більшого обсягу.
Який обсяг оперативної пам`яті необхідний комп`ютера
При виборі або модернізації комп`ютера часто виникають такі питання: «Як знайти оперативну пам`ять комп`ютера?», «Який обсяг потрібен?». Відповідь на перше питання досить простий - потрібно всього лише скористатися утилітою CPU-Z. Вона дасть вичерпної відповіді. З обсягом трохи складніше. Якщо йде мова про модернізацію, то користувач, швидше за все, вже зіткнувся з нестачею пам`яті і приблизно знає, наскільки потрібно її збільшити.
При складанні нового комп`ютера в першу чергу визначається його призначення. Для звичайної офісної роботи з документами цілком вистачить і 1-2 Гб. Для домашнього комп`ютера змішаного використання прийнятно буде 4 Гб. якщо збирається ігровий комп`ютер, то знадобиться мінімум 8 Гб оперативної пам`яті, але комфортніше буде з 16 Гб. Те ж саме відноситься і до серйозних робочих машин. Обсяг необхідної пам`яті визначається додатками, з якими буде вестися робота, але зазвичай становить мінімум 8-16 Гб.
Як вибрати оперативну пам`ять
З`ясувавши, як знайти оперативну пам`ять комп`ютера і який обсяг потрібен, можна вирушати в магазин. Але чи можна цими відомостями обмежитися? Однозначно, ні. Звичайно, перш за все потрібно визначити, який тип (для нових комп`ютерів це DDR3 або DDR4) і обсяг потрібні. Але є ще кілька чинників, якими не можна нехтувати.
По-перше, оперативна пам`ять повинна узгоджуватися з материнською платою і процесором не тільки по типу, але і по підтримуваної ними частоті. Немає сенсу купувати швидкісну пам`ять, якщо інші комплектуючі працюють на більш низьких частотах. У кращому випадку пам`ять буде функціонувати на зниженій частоті, а то і зовсім відмовиться працювати. Якщо материнська плата підтримує двоканальний режим, то краще купити дві однакові планки пам`яті. Це трохи підвищить її продуктивність. Зазвичай у продажу можна зустріти вже готові комплекти з 2 або 4 планок пам`яті.
По-друге, потрібно звертати увагу на маркування. Є спеціальні типи пам`яті, мають приставку ECC. Чи означає вона наявність додаткового контролю помилок. Більшість материнських плат не підтримує таку пам`ять. Оперативна пам`ять для ноутбуків відрізняється від використовуваної в ПК і має приставку SO-DIMM.
По-третє, важливе значення мають таймінги. Це швидкісна характеристика, що означає затримку сигналу. Позначається трьома або чотирма цифрами через дефіс. Наприклад, 9-8-11-18. Природно, чим менше числа, тим краще, але для більшості користувачів ця різниця буде практично невідчутна. Зате тайминги значно впливають на ціну.
Оперативна пам`ять - це важлива і складна частина комп`ютера, що впливає на роботу і продуктивність всієї комп`ютерної системи. Вона не так часто виходить з ладу, але в цьому і підступ - адже від неї цього не чекають. Правильна діагностика і пошук помилок в ОЗУ можуть допомогти уникнути дорогого ремонту і вже точно заощадять багато часу.
Як відрізняються два різних процесора, так може відрізнятися і оперативна пам`ять. Це справедливо і щодо її вартості. Але якщо більш висока ціна процесора практично завжди означає, що він буде більш продуктивним, то ціна пам`яті сильно залежить від частоти і таймінгів, які хоч і гарантують зростання продуктивності, але часто незначно впливають загальну продуктивність системи. На них слід звертати увагу лише при складанні ігрових і високопродуктивних робочих комп`ютерів.
