3. Види та характеристика модулів оперативної пам’яті. Маркування модулів оперативної пам’яті типу dimm. Поняття банку пам’яті. Технологія есс.

Оперативна пам’ять будь-якого сучасного комп’ютера відноситься до типу DRAM або Dynamic random access memory. Це енергозалежна пам’ять з довільним доступом. Дана пам’ять має дві основні характеристики: вона дуже швидка і вона очищається при відключенні електроживлення. Саме тому при перезавантаженні всі не збережені дані губляться, а включення комп’ютера займає стільки часу. Всі потрібні дані потрібно зчитати з жорсткого диска і заново помістити в пам’ять.

Модулі ОЗП (оперативного запам’ятовуючого пристрою, див. рис.) — складова частина комп’ютера, в які тимчасово зберігаються дані, необхідні процесору для виконання ним операцій. Після завершення таких операцій (наприклад, закриття програми) пов’язані з ними дані з оперативної пам’яті видаляються. У випадку запуску нових завдань (програм) в ОЗП з жорсткого диску підвантажуються дані, необхідні процесору в цей момент. Швидкість доступу до інформації, яка знаходиться в оперативній пам’яті, у сотні разів перевищує швидкість доступу до жорсткого диска. Це дає можливість процесору оперувати потрібною інформацією, отримуючи до неї практично миттєвий доступ. Оперативна пам'ять буває кількох видів. На момент написання цієї статті, найсучаснішим та найшвидшим ОЗП був DDR III, хоч трохи повільніший DDR II вже кілька років залишається найпоширенішим.

На продуктивність комп’ютера впливає не тільки швидкість (тип) ОЗП, але й його об’єм. Якщо для виконання певних завдань процесору буде недостатньо оперативної пам’яті, для її розширення він використає частину жорсткого диску (так званий, файл підкачки або своп-файл (swap). Враховуючи, що швидкість доступу до жорсткого диску значно нижча швидкості доступу до ОЗП, комп’ютер жахливо «гальмуватиме».

Кожен тип модулів ОЗП має свій роз’єм. Тому на материнську плату, розраховану на підтримку ОЗП DDR II, модуль DDR III встановити неможливо (навіть фізично в слот він не ввійде).

Чим швидша оперативна пам'ять, тим краще. Швидкість пам'яті визначається частотою її шини, яка залежить від типу пам'яті. Сьогодні можна зустріти оперативну пам'ять наступних типів (розміщені за хронологією появи):

• SDR SDRAM (тактова частота шини 66 - 133 МГц);

• DDR SDRAM (100 - 267 МГц);

• DDR2 SDRAM (400 - 1066 МГц);

• DDR3 SDRAM (800 - 2400 МГц).

Принцип роботи пам'яті зазначених типів однаковий. Вони обробляють потік команд процесора як своєрідний конвеєр. Головною особливістю цього конвеєра є те, що при надходженні до запам'ятовуючого пристрою команди зчитування, дані на виході з'являються не відразу, а через який час (через деяку кількість тактів шини). Це час називається затримкою або таймінгами пам'яті (англ. - SDRAM latency) і чим він коротший, тим пам'ять продуктивніша. Цей параметр, як і частоту шини, також потрібно враховувати при виборі ОЗП.

Наприклад, є два модулі ОЗП одного типу з частотою шини 800 МГц і затримками пам'яті 4-4-4 і 5-5-5. З них продуктивнішим буде перший варіант.

Складніше порівняти пам'ять з різними частотами. Як правило, в модулях пам'яті з більш високою частотою вищими виявляються і затримки, і виграш у швидкості від цієї частоти насправді буде не настільки великим, як здається на перший погляд. Наприклад, DDR3-1333МГц з таймінгами 9-9-9 лише трохи випереджає DDR2-800МГц з затримками 4-4-4, а DDR3-1333МГц із затримками 7-7-7 по продуктивності приблизно дорівнює DDR2-1067МГц.

Але майбутнє все ж за більш новими типами оперативної пам'яті. Вже розроблена DDR4 SDRAM (2133 - 4266 МГц), використання якої, за прогнозами експертів, до 2015 року стане масовим явищем.

Різні типи модулів ОЗП істотно відрізняються також і зовні (роз'ємом, кількістю контактів і т.д.). Якщо материнська плата розрахована на використання одного типу пам'яті, встановити на неї інший тип оперативної пам’яті не можна, оскільки навіть фізично в слот він не ввійде. Існують перехідники, що дозволяють встановлювати модулі DDR2 в слоти DDR, але широкого поширення вони не набули, оскільки використовувати їх можна тільки на материнських платах, системна логіка яких підтримує роботу одночасно з DDR і DDR2.

Крім швидкості роботи, важливою характеристикою оперативної пам'яті є також її об’єм, який повинен відповідати колу завдань, що вирішуються за допомогою комп'ютера, а також встановленому на ньому програмному забезпеченню. Наприклад, офісному комп'ютеру з системою Windows XP для роботи з текстом, перегляду сторінок Інтернету та здійснення інших нескладних операцій цілком достатньо навіть 512 MB оперативної пам'яті. Якщо на комп'ютері буде встановлена операційна система Windows7, для вирішення тих же завдань потрібно буде вже як мінімум 2048 MB ОЗУ, оскільки сама Windows7 вимагає більше пам'яті. Якщо в системі буде недостатньо пам’яті, то при запуску ресурсомістких програм вільна пам'ять може закінчитися. У цьому випадку комп'ютер для її розширення буде використовувати частину жорсткого диска (так званий файл підкачки або swap-файл, спеціально зарезервований операційною системою). Враховуючи, що швидкість доступу до даних на жорсткому диску в сотні разів нижче швидкості доступу до оперативної пам'яті, швидкодія комп'ютера в таких випадках сильно падає, на системному блоці постійно горить індикатор зайнятості жорсткого диску і чути характерний тріск його напруженої роботи.

Маркування модулів оперативної пам'яті типу DIMM

З появою процесора Pentium, в якого ширина шини даних збільшена до 64 біт, знову виникає ситуація, коли банк не рівний одному модулю. В Pentium-системи пам'ять при використанні SIMM 72pin необхідно було встановлювати парами. Для вирішення цієї проблеми, а точніше для застосування нового типу пам’яті SDRAM, був розроблений новий тип модуля DIMM 168 pin (Dual Inline Memory Module). У цього модуля 168 контактних майданчиків, розташованих по обох сторонах модуля, по 84 з кожної сторони. Модуль DIMM 168 pin є 64-бітовим, і використовування єдиного модуля DIMM дозволяє закрити шину пам'ять - процесор для процесора Pentium, як, втім, і для будь-якого сучасного процесора. Таким чином, в сучасну систему можна вставляти модулі DIMM 168 pin поодинці або 72pin SIMM парами. 30 pin SIMM вже давно не використовуються, довгі ж SIMM сьогодні застосовуються украй рідко. Тип модуля, що часто використовується, сьогодні - модуль DIMM

* DIMM 168 – 2 вирізи "всередині гребінки" - між 10 і 11 та між 40 і 41 контактами. Ці вирізи можуть бути злегка зміщений по горизонталі, цей зсув вказує на буферизацію і напругу живлення.

Найцікавішим представляється розглянути модуль DIMM, оскільки саме для нього можливі різні положення ключів. Як вже наголошувалося, модуль має 2 ключі. Один з них знаходиться майже посередині модуля, інший – ближче до 1-го контакту. Припустимо, що ви тримаєте DIMM перед собою контактами вниз і 1-й пін знаходиться зліва, тоді лівий ключ (ближче до краю) відповідає за буферизацію, а середній – за напругу. Якщо придивитися до проміжків в контактній лінійці, в яких розташовані ключі, то видно, що їх ширина приблизно втричі більше ширини ключа. Кожний ключ, таким чином, має 3 позиції (реально використовуються 2) – середня, а також права і ліва.

* Середній ключ в лівій позиції відповідає 5В модулю, в середній - 3.3В.

Що таке буферизуючий модуль? Для чого потрібна буферизація?

Як нам вже відомо, в мікросхемах DRAM елементом, в якому зберігається інформація, є конденсатор. Як наслідок, одночасно з інформаційною ємністю модулів пам'яті зростає і ємність електрична. Тим, хто знайомий з теорією електричних ланцюгів, відомо також, що постійна часу (грубо кажучи, час зарядки) конденсатора прямопропорційна ємності. В результаті, у міру зростання ємності модулів пам'яті їм потребується все більше часу, щоб сприйняти сигнал від контролера. Відповідно, якщо нарощувати ємність модулів пам'яті при існуючому контролері, рано чи пізно "запізнювання" модуля досягне такого значення, що нормальна спільна робота двох пристроїв стане неможливою.

Проблема була усвідомлена приблизно до моменту появи 168-контактних DIMM, і при розробці контролерів для систем з цими модулями було запропоновано наступне рішення – контролер спілкується з пам’яттю не напряму, а через мікросхему, іменовану буфером, яка сама по собі має низьку ємність, і, відповідно, здатна миттєво приймати сигнал від контролера, звільняючи системну шину. Подальша зарядка елементів DRAM йде вже без участі контролера. Сам по собі буфер є додатковою мікросхемою, розміри якої, у принципі, можуть бути різними, але звичайно меншими ніж чіпи пам'яті.

Проте перш, ніж 168-контактні DIMM міцно увійшли до побуту, відбулася ще одна подія - з'явилися і стали доступними мікросхеми з робочою напругою 3.3В, а не 5В. Все та ж теорія свідчить, що час зарядки конденсатора пропорційний також і напрузі, таким чином, зниження напруги дещо зняло гостроту проблеми.

Як маркіруються модулі пам'яті? Тут все дуже просто. Модулі DIMM SDRAM маркіруються таким чином: PCxxx, де ххх - частота, на якій сертифікований працювати модуль (можливо що чіпи, складові модуля, можуть працювати і на більш високих частотах). Відповідно, існує всього 3 специфікації DIMM SDRAM:

PC66 - DIMM SDRAM, призначений для роботи на частоті, що не перевищує 66 Мгц;

PC100 - DIMM SDRAM, призначений для роботи на частоті, що не перевищує 100 Мгц;

PC133 - DIMM SDRAM, призначений для роботи на частоті, що не перевищує 133 Мгц.

Природно модулі, призначені для більш високих частот, можуть без проблем застосовуватися і на низьких частотах.

Модулі DIMM DDR SDRAM маркіруються таким чином: PCxxxx, де хxхх - пропускна здатність пам'яті, яка може бути забезпечена, при застосуванні даного модуля:

PC1600 - DIMM DDR SDRAM, призначений для роботи на частоті, що не перевищує 100 Мгц (саме при такій частоті модуль DDR SDRAM забезпечує пропускну здатність 1600 Мбайт/с);

PC2100 - DIMM DDR SDRAM, призначений для роботи на частоті, що не перевищує 133 Мгц (саме при такій частоті модуль DDR SDRAM забезпечує пропускну здатність 2100 Мбайт/с)

Модулі RIMM з пам'яттю типу DR DRAM маркіруються робочою частотою: PC600, PC700, PC800 - модулі RIMM DR DRAM, що працюють на частотах відповідно 600, 700 і 800 Мгц, і мають пропускну спроможність відповідно: 1200 Мбайт/с, 1400 Мбайт/с, 1600 Мбайт/с.

База даних - упорядкована сукупність даних, організованим за певними правилами, що передбачає загальні принципи опису, зберігання даних і обробки їх. Головне завдання БД — гарантоване збереження значних обсягів інформації (так звані записи даних) та надання доступу до неї користувачеві або ж прикладній програмі. Таким чином, БД складається з двох частин: збереженої інформації та системи керування нею.

Технологія ЕСС.

ECC обычно расшифровывается как Error Checking and Correction, существуют и другие версии, но смысл заключается в том, что речь идет о схеме обнаружения И ИСПРАВЛЕНИЯ ошибок в памяти. За счет чего удается добиться таких потрясающих результатов? Идея, лежащая в основе метода, довольно проста - пусть каждый бит основной памяти входит БОЛЕЕ ЧЕМ В ОДНУ контрольную сумму. Это потребует увеличения числа контрольных бит (напомним - стандартный метод контроля четности реально не требует более 1 контрольного бита на всю шину), но даст возможность восстанавливать позицию (а, следовательно, и значение) сбойного бита по позициям несошедшихся контрольных сумм. Предполагается, что контроллер памяти самостоятельно восстанавливает это значение, не прерывая работу всей системы (хотя разумно при этом генерировать системное сообщение об исправленной ошибке, чтобы владелец системы, если такие сообщения повторяются, мог принять меры по замене памяти, не дожидаясь более значительных сбоев).