Операти́вная па́мять

ОП — часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции и время доступа к которой не превышает одного его такта. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти. Передача данных в/из оперативную память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память (кэш).

Физические виды озу

В большинстве современных компьютеров оперативная память представляет собой динамические модули памяти содержащие полупроводниковые БИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим массовую оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти в микропроцессоре.

Память динамического типа (англ. Dram (Dynamic ram))

Физически память DRAM состоит из ячеек, созданных в полупроводниковом материале, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных, от 1 до 4 бит

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов). Есть и свои минусы. Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того чтобы установить в единицу один разряд (один бит) памяти на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того чтобы разряд установить в ноль, соответственно, разрядить. А это гораздо более длительные операции (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если конденсатор имеет весьма небольшие размеры. Второй существенный минус — конденсаторы склонны к «стеканию» заряда; проще говоря, со временем конденсаторы разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их ёмкость. За то, что разряды в ней хранятся не статически, а «стекают» динамически во времени память на конденсаторах получила своё название динамическая память. В связи с этим обстоятельством, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов для восстановления необходимо «регенерировать» через определённый интервал времени. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти, за определённое количество тактов считывания при адресации по строкам. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, это значительно снижает производительность данного вида ОЗУ.

DIMM (англ. Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти) — форм-фактор модулей памяти DRAM. Данный форм-фактор пришёл на смену форм-фактору SIMM. Основным отличием DIMM от предшественника является то, что контакты, расположенные на разных сторонах модуля являются независимыми, в отличие от SIMM, где симметричные контакты, расположенные на разных сторонах модуля, замкнуты между собой и передают одни и те же сигналы. Кроме того, DIMM реализует функцию обнаружения и исправления ошибок.

Конструктивно представляет собой модуль памяти в виде длинной прямоугольной платы с рядами контактных площадок с обоих сторон вдоль её длинной стороны, устанавливаемую в разъём подключения и фиксируемую по обоим её торцам защёлками. Микросхемы памяти могут быть размещены как с одной, так и с обеих сторон платы.

В дальнейшем, в модули DIMM стали упаковывать память типа DDR, DDR II и DDR III, отличающуюся повышенным быстродействием.

Появлению форм-фактора DIMM способствовало появление процессора Pentium, который имел 64-разрядную шину данных.

DDR: Напряжение питания микросхем: 2,6 В +/- 0,1 В Потребляемая мощность: 527 мВт Ширина шины памяти составляет 64 бита, то есть по шине за один такт одновременно передаётся 8 байт. В результате получаем следующую формулу для расчёта максимальной скорости передачи для заданного типа памяти: тактовая частота шины памяти x 2 (передача данных дважды за такт) x 8 (число байтов передающихся за один такт). от 100 до 400МГц, до1 Гб

DDR , DDR2 используют передачу данных по обоим срезам тактового сигнала

Основное отличие DDR2 от DDR — вдвое большая частота работы шины, по которой данные передаются в буфер микросхемы памяти. При этом, чтобы обеспечить необходимый поток данных, передача на шину осуществляется из четырёх мест одновременно.

Итоговые задержки оказываются выше, чем для DDR.

Внешнее отличие модулей памяти DDR2 от DDR - 240 контактов (по 120 с каждой стороны)

Напряжение питания микросхем: 1,8 В Потребляемая мощность: 247 мВт

DDR2 не является обратно совместимой с DDR, поэтому ключ на модулях DDR2 расположен в другом месте по сравнению с DDR и вставить модуль DDR2 в разъём DDR, не повредив последний (или первый), невозможно. Микросхемы

Тип чипа	Частота памяти	Частота шины	Эффективная частота
DDR2-400	100 МГц	200 МГц	400 МГц
DDR2-533	133 МГц	266 МГц	533 МГц
DDR2-667	166 МГц	333 МГц	667 МГц
DDR2-800	200 МГц	400 МГц	800 МГц
DDR2-1066	266 МГц	533 МГц	1066 МГц

Модули

Для использования в ПК, DDR2 RAM поставляется в модулях DIMM с 240 контактами и одним ключом (прорезью в полосе контактов). DIMM’ы различаются по максимальной скорости передачи данных (часто называемой пропускной способностью)

Тип чипа	Название модуля	Частота шины	Пиковая скорость передачи данных
DDR2-400	PC2-3200	200 МГц	3200 МБ/с
DDR2-533	PC2-4200	266 МГц	4200 МБ/с
DDR2-667	PC2-5300	333 МГц	5300 МБ/с
DDR2-675	PC2-5400	337 МГц	5400 МБ/с
DDR2-700	PC2-5600	350 МГц	5600 МБ/с
DDR2-711	PC2-5700	355 МГц	5700 МБ/с
DDR2-750	PC2-6000	375 МГц	6000 МБ/с
DDR2-800	PC2-6400	400 МГц	6400 МБ/с
DDR2-888	PC2-7100	444 МГц	7100 МБ/с
DDR2-900	PC2-7200	450 МГц	7200 МБ/с
DDR2-1000	PC2-8000	500 МГц	8000 МБ/с
DDR2-1066	PC2-8500	533 МГц	8500 МБ/с
DDR2-1150	PC2-9200	575 МГц	9200 МБ/с
DDR2-1200	PC2-9600	600 МГц	9600 МБ/с

DDR3 синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, третье поколение .

У DDR3 уменьшено на 40 % потребление энергии по сравнению с модулями DDR2, что обусловлено пониженным (1,5 В, по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR) напряжением питания ячеек памяти. Снижение напряжения питания достигается за счёт использования 90-нм (вначале, в дальнейшем 65-, 50-, 40-нм) техпроцесса при производстве микросхем и применения транзисторов с двойным затвором Dual-gate (что способствует снижению токов утечки).

Сравнение планок памяти DDR, DDR2 и DDR3 по внешнему виду.

Модули DIMM с памятью DDR3, имеющие 240 контактов, не совместимы с модулями памяти DDR2 электрически и механически. Ключ расположен в другом месте, поэтому модули DDR3 не могут быть установлены в слоты DDR2,