Оперативная память

Что это такое?
Оперативная память — один из важнейших компонентов системы, она необходима для работы операционной системы и приложений, для обработки и временного хранения данных.
Оперативная память не позволяет хранить информацию после выключения питания, но она работает намного быстрее жестких дисков и других устройств. Любая программа сначала загружается с жесткого диска в оперативную память и лишь затем начинает работу. Объем оперативной памяти существенно влияет на общую производительность системы, и его увеличение — наиболее простой и популярный метод модернизации компьютера.

Другие имена
Для оперативной памяти может использоваться обозначение ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) или RAM (Random Access Memory — память с произвольным доступом).
Как использовать?
Оперативная память выполняется в виде отдельных модулей, которые состоят из нескольких чипов памяти и устанавливаются в соответствующие разъемы на системной плате.

Каждый чип памяти — это особая матрица из миллионов миниатюрных конденсаторов, которые являются элементарными ячейками памяти и могут находиться в заряженном (1) или разряженном (0) состоянии. Кроме конденсаторов, чип содержит схемы управления чтением, записью регенерацией данных. Последняя служит для восстановления заряда конденсаторов, поскольку со временем они самопроизвольно разряжаются.

Виды оперативной памяти
FPM и EDO
SDRAM (Synchronous DRAM).
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), или просто DDR
DDR2
DDR3
DDR4
DDR5 ( выход 2021 год)
SIMM
DIMM
SODIMM

FPM и EDO
Устаревшие типы динамической памяти (экономичный вид памяти, для хранения разряда бита или трита (логарифмическая единица измерения в теории информации), используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора), широко применявшиеся в компьютерах класса 486 и Pentium.

SDRAM (Synchronous DRAM)
Этот тип памяти использовался в уже устаревших системах класса Pentium I/II/III, в первых выпусках Pentium 4, а также в аналогичных моделях с процессорами AMD. Память SDRAM выпускалась в нескольких вариантах, различавшихся рабочей частотой: РС66 (66 МГц), РС100 (100 МГц), РС133 (133 МГц). Более быстрые модули РС100/РС133 не работают в платах, поддерживающих только РС66.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), или просто DDR
В отличие от обычной SDRAM, в DDR за один такт передается два пакета данных, поэтому эта память работает в два раза быстрее. Она применялась в системах на базе процессоров Pentium IV (Cеleron), AMD Athlon (Sempron), но с 2008 года системные платы с памятью DDR уже не выпускаются. В зависимости от тактовой частоты модули DDR могут иметь обозначения DDR266 (РС2100), DDR333 (РС2700) и DDR400 (РС3200).

DDR2
Эта память представляет собой дальнейшее развитие технологии DDR: в ней за счет усовершенствования внутренней архитектуры модуля достигается уже четырехкратное увеличение объема передаваемых данных за один такт в сравнении с SDRAM. Модули памяти DDR2 широко используются в современных компьютерах и выпускаются в нескольких вариантах, различающихся тактовой частотой. Модули DDR2 могут иметь обозначения DDR2-400(PC2-3200), DDR2-533(PC2-4200), DDR2-677 (РС2-5300), DDR2-800 (РС2-6400) и DDR2-1066 (РС2-8500).

DDR3
Память этого стандарта позволяет передавать уже 8 пакетов данных за такт.
У DDR3 уменьшено потребление энергии по сравнению с модулями DDR2, что обусловлено пониженным напряжением питания ячеек памяти. Снижение напряжения питания достигается за счёт использования более тонкого техпроцесса (в начале — 90нм, в дальнейшем — 65, 50, 40 нм) при производстве микросхем и применения транзисторов с двойным затвором Dual-gate (что способствует снижению токов утечки).

DDR4
Четвёртое поколение ОП, являющееся эволюционным развитием предыдущих поколений DDR SDRAM. Отличается повышенными частотными характеристиками и пониженным напряжением питания.
Основное отличие DDR4 от предыдущего стандарта DDR3 заключается в удвоенном до 16 чисел внутренних банков (в 2 группах банков), что позволило увеличить скорость передачи внешней шины. Пропускная способность памяти DDR4 в перспективе может достигать 25,6 ГБ/c (в случае повышения максимальной эффективной частоты до 3200 МГц). Кроме того, повышена надёжность работы за счёт введения механизма контроля чётности на шинах адреса и команд. Изначально стандарт DDR4 определял частоты от 1600 до 2400 МГц с перспективой роста до 3200 МГц.
В массовое производство вышла во 2 квартале 2014 года, сперва только ECC-память, а в следующем квартале начались продажи и не-ECC модулей DDR4, вместе с процессорами Intel Haswell, требующими DDR4.

DDR5
Пятое поколение ОП, являющееся эволюционным развитием предыдущих поколений DDR SDRAM. Планируется, что DDR5 предоставит меньшее энергопотребление, а также удвоенную пропускную способность и объём по сравнению с DDR4 SDRAM.
Первую в мире оперативную память нового поколения представила SK Hynix 6 октября 2020 года.
Ёмкость модулей памяти DDR5 от SK hynix может достигать 256 Гбайт при использовании технологии производства Through-Silicon-Via (TSV).

Поначалу память DDR5 DRAM будет проникать в серверный сегмент: ожидается, что память нового поколения позволит существенно сократить энергопотребление при одновременном увеличении надёжности и производительности.

SIMM
Модуль памяти с односторонним расположением выводов. Это небольшая плата с несколькими чипами памяти, которая устанавливается в соответствующий разъем на системной плате. Такая конструкция использовалась для устаревших типов памяти FPM и EDO.

DIMM
Модуль, аналогичный SIMM, но имеющий двухстороннее расположение выводов. Он применяется во всех современных типах памяти SDRAM, DDR и DDR2.

SODIMM
Компактный вариант модуля DIMM, который используется в ноутбуках.

Какие бывают проблемы с оперативной памятью?
При установке большого количества оперативной памяти может оказаться, что операционная система не видит всю установленную память. Основных причин может быть две.

1 Причина
Каждая системная плата имеет свой максимально возможный объем оперативной памяти, который составляет 2, 4, 8, 16 … Гбайт. Узнать максимальный объем памяти можно из инструкции к плате.