Самый быстрый тип памяти в компьютере

Обновлено: 07.07.2024

Сегодняшний материал об оперативной памяти: кратко и без лишней воды пробежимся по основным её характеристикам, расскажем о том, на что может повлиять её неверный выбор, и о том, как этой ошибки избежать. Ну а в конце приведём список моделей, за которые ручаемся головой. Словом, это простой текст для тех, кто хочет быстро разобраться, купить и забыть.

Но и о тех, кому нужен более скрупулёзный и исчерпывающий подход к вопросу оперативки, мы не забыли: большая статья на эту тему уже в работе.

Основные характеристики оперативной памяти

Итак, давайте для начала определимся с тем, какая вообще оперативная память есть на рынке и чем планки могут отличаться друг от друга. Если отбросить в сторону бренды и цены, то обращать внимание имеет смысл на следующие нюансы: производителя самих чипов памяти, наличие или отсутствие у неё XMP и пассивного охлаждения в виде радиатора, на ранговость, на требуемое для работы напряжение и на частоту с таймингами. В этот список можно было бы включить заодно и стандарт памяти (DDR3 или DDR4), но поскольку речь идёт об актуальных на 2021 год компьютерах, то вариант всего один: DDR4. DDR3 уже отжила свой век. Ну что же, все основные характеристики перед нами — подробнее разберём каждую из них.

Производитель чипов памяти

Как выбрать оперативную память и не ошибиться? Топ-5 планок по версии Игромании

При выборе планки можно вообще не обращать внимание на изготовителя той или иной модели оперативной памяти. На этикетке может быть указана, например, HyperX, но эта компания не имеет своих мощностей по производству памяти. Фирма просто закупает чипы, припаивает их к печатной плате, придумывает дизайн и наклеивает сверху свой лейбл.

На что реально нужно смотреть, так это на чипы памяти, которые, как правило, скрыты от любопытных глаз. Скажем, Samsung B-Die (Samsung — производитель, B-Die — компоновка кристалла) — это лучшее, что есть на сегодняшний день. А ешё есть Nania, Spectek и Elpida, которые уже не очень. Проблема вот в чём: никто из производителей вам, конечно, не скажет, что из перечисленного стоит под красивым радиатором. Чтобы это выяснить, придётся копать форумы или читать отзывы на крупных торговых площадках. Также можно воспользоваться программой Thaiphoon Burner, но это так себе решение, поскольку предполагает то, что память уже у вас на руках. Тем не менее, вариант вполне рабочий при покупке б/у модулей.

Ещё есть сайт B-Die Finder: с его помощью можно отыскать практически все существующие модули памяти на базе чипов Samsung B-Die. Опытные пользователи, конечно, и по косвенным признакам могут догадаться, что стоит «под капотом» того или иного модуля. Скажем, память с частотой 3200 МГц и CL таймингом 14 — это абсолютно точно Samsung B-Die. А вот два с виду одинаковых модуля с частотой 3600 Мгц и CL 16 могут быть сделаны как Samsung, так и Hynix (Это уже намного лучше, чем Elpida, Spectek и Nania, но все еще не Samsung B-Die или, например, Micron E-Die).

Xtreme Memory Profile, или XMP

Как выбрать оперативную память и не ошибиться? Топ-5 планок по версии Игромании

Xtreme Memory Profile — профиль настроек, которые сохраняются в SPD-модуле оперативной памяти. Он представляет из себя определённые частоты и тайминги, на которых должен функционировать модуль после успешной активации XMP в BIOS. И это, кстати, стоит учитывать: покупка модулей с поддержкой XMP ещё не значит, что она сразу же будет работать на заявленных частотах. Без активации профиля память запустится на базовой для DDR4 частоте — 2133 МГц.

Словом, XMP — это заводской разгон памяти, не требующий от пользователя ничего, кроме пары кликов мышкой. Однако есть нюанс, которого стоит опасаться. XMP — это не всегда гарант стабильности: нередки случаи, когда после активации профиля заводского разгона компьютер попросту не запускается. В 99,9% случаев эту проблему можно решить, однако это уже требует знаний, поскольку придётся вручную устанавливать все необходимые напряжения, частоты и тайминги. Что делать, если у вас этих знаний нет или вы попросту не хотите этим заниматься? Обращаться к QVL.

QVL, или Qualified Vendors List (квалифицированный список поставщиков) — это список протестированных на конкретной материнской плате модулей оперативной памяти с указанием всех частот, напряжений и таймингов. Если выбранная вами память есть в QVL интересующей вас материнки, смело приобретайте. QVL для нужной платы находится легко: заходите на официальную страничку материнской платы, ищете разделы Support или Downloads и там находите что-то вроде Memory Support List.

Тут же ответим на весьма популярный вопрос: «Что делать, если я хочу купить память с XMP 4400 МГц CL 17, она есть в QVL моей материнской платы, но на официальном сайте Intel (или AMD) указана поддержка лишь 2133 МГц?»

Корни этой проблемы кроются в неверной трактовке спецификаций процессоров. Те 2133 МГц, что вы видите, — всего лишь на 100% гарантированная частота модулей оперативной памяти, с которыми ваш процессор запустится обязательно. Это вовсе не означает, что встроенный в ЦП контроллер памяти не в состоянии работать с более высокими частотами. У Intel все процессоры Core, начиная с 6-го и заканчивая 10-м поколением, способны работать с комплектами оперативки, частоты которых лежат далеко за пределами 4 ГГц. В 11-м поколении (из-за изменений по части контроллера) поддерживаемые частоты существенно снизились, но это всё ещё внушительные 3733-3800 МГц. Примерно тот же предел и у современных процессоров AMD Ryzen, но в крайне редких случаях он может достигать 4000 МГц.

Радиаторы. Нужны или нет?

Как выбрать оперативную память и не ошибиться? Топ-5 планок по версии Игромании

Нужна ли модулям памяти система пассивного охлаждения? И да, и нет. Всё зависит от нескольких факторов.

Если речь идёт о низкочастотной оперативке (в пределах от DDR4-2133 МГц до DDR4-3000 МГц) с низким напряжением до 1,35 В, то никакой радиатор не потребуется. А вот если вы планируете эту память разгонять или речь идёт об изначально высокочастотных модулях, работающих на напряжениях от 1,35 В, то радиатор и его обдув холодным воздухом строго необходимы. Без этих условий работать память, конечно, будет, но нестабильно. Синие экраны (BSOD), внезапные перезагрузки и вылеты приложений на рабочий стол — вот к чему ведёт её перегрев.

Ранг оперативной памяти

Память в основном бывает одноранговой и двухранговой (крайне редко встречается память с четырьмя рангами). В Сети ходит миф о том, что двухранговая память работает якобы быстрее, чем одноранговая (на одинаковых частотах), однако это не совсем так. Всё дело во второстепенных таймингах. Но мы сейчас не будем углубляться в теорию того, что они из себя представляют. Главное, что нужно понять: если вы не планируете вручную настраивать оперативку, лучше выбирать два ранга (как правило, это модули, у которых чипы памяти распаяны с двух сторон печатной платы, но бывают и исключения). Если же вы можете вручную выставить агрессивные второстепенные тайминги, то никакой разницы между одноранговой и двухранговой памятью не будет (или же разница составит 0,5-1%).

Куда важнее обращать внимание на канальность памяти. Никогда не покупайте в пару к современному процессору один модуль оперативки: так вы вынудите ЦП работать с памятью в одноканальном режиме, и это существенно снизит общую производительность вашего ПК. Всегда берите два модуля.
Но можно ли ставить больше: например, четыре или восемь?

Да, можно. Однако следует понимать, что процессор, рассчитанный на работу с двумя каналами памяти (Dual Channel), не будет работать в четырёхканальном режиме, даже если вы установите четыре модуля. Для активации четырёхканального режима (Quad Channel) необходим ЦП, поддерживающий его. Как правило, такие процессоры принадлежат к высшей (HEDT) ценовой категории либо к серверным решениям (десктопные Intel Core X и серверные Xeon от Intel, а так же Ryzen Threadripper наряду с серверными EPYC у AMD). То, со сколькими каналами памяти может работать непосредственно ваш процессор, уточняйте в официальных спецификациях изготовителя.

Частоты и тайминги

Как выбрать оперативную память и не ошибиться? Топ-5 планок по версии Игромании

О том, что, такое частоты и тайминги, мы в подробностях расскажем в отдельном материале, о котором упоминали в начале этой статьи. Сейчас же обойдёмся общими положениями.

Итак, за правило можно взять одно: чем выше частота оперативки и чем ниже её тайминги, тем лучше. Например, если вы видите перед собой два комплекта памяти, один на 3200 МГц с таймингами 14-14-14-14-34 и второй на 3600 МГц с такими же таймингами, выбирать всегда следует второй. Однако такие высокоскоростные решения, как правило, не слишком привлекают своими ценами, и в реальной жизни приходится идти на компромиссы. Тогда наши рекомендации таковы: выбирайте комплекты на 3000 МГц с CL таймингом 15 и комплекты на 3200 МГц с CL таймингом 16. Это не самое быстрое решение, что можно найти на рынке, но далеко и не самое медленное — некий оптимум, идеально подходящий для любого современного процессора. Да, с такой памятью вы не выжмете из своего ЦП всех соков в плане производительности (а именно он и выигрывает от роста эффективности работы памяти), но и много не потеряете. Причём последнее касается не только производительности, но и денег.

Но ни в коем случае не покупайте в пару к современным процессорам память с частотой от 2133 до 2666 МГц, если хотите получить от них достойную производительность. Сегодняшние ЦП эффективны и упираются не столько в вычислительную мощность своих ядер, сколько в подсистему памяти. Именно по этой причине следующие поколения процессоров от Intel и AMD работать будут уже с DDR5. Ну а такая низкочастотная память, как в примерах выше, просто замедлит работу вашего ЦП до неприличия — она годится только для установки в ПК, предназначенные для решения лёгких офисных задач.

5 лучших планок оперативной памяти

Итак, какую оперативную память советуем мы сами? Разумеется, любая память, какую бы вы ни купили, будет нормально работать в вашей системе. Другое дело — разгонный потенциал модулей: качественные чипы охотно реагируют на повышение напряжения и позволяют наращивать частоту, сохраняя низкие задержки (тайминги). В отдельных случаях (если память попалась отборная) вполне реален рост частот с попутным уменьшением таймингов.

Так вот: выбирать заведомо медленную память, которая практически никак не разгоняется, не стоит. Даже если вы не хотите настраивать память сразу после покупки, всё равно лучше выбрать модель с хорошим потенциалом, чтобы к моменту появления у вас такого желания результат не заставил себя ждать. В связи с этим мы не советуем выбирать модули, собранные на базе чипов от Hynix, Nania, Elpida и Spectek. Если первые (Hynix) ещё худо-бедно разгоняются, хоть и с неизбежным и чаще всего значительным повышением таймингов, то чипы от остальных производителей попросту ужасны.

Что же тогда выбрать? Память с чипами производства Samsung (выпускается как и самой Samsung, так и целым рядом сторонних производителей) и Micron (выпускается компанией Crucial и сторонними вендорами). Особенно интересен второй вариант, поскольку чипы Micron умеют 80% от того, что умеют B-Die, но при этом обходятся куда дешевле. Ну и вот краткий список того, что мы готовы рекомендовать:

Как выбрать оперативную память и не ошибиться? Топ-5 планок по версии Игромании

  • Samsung 4 ГБ DDR4, 2666 МГц CL19, M378A5244CB0-CTD (4000 рублей за комплект 2х 4 ГБ). Бюджетная память с неприглядным зелёным текстолитом без радиаторов. Дешёвая, но неплохо разгоняется. Берёт 3200 МГц CL 16 при напряжении 1,4 В.

Как выбрать оперативную память и не ошибиться? Топ-5 планок по версии Игромании

  • 8 ГБ DDR4 3200 CL16 Crucial Ballistix BL2K8G32C16U4B (8000 рублей за комплект 2х 8 ГБ). Недорогой вариант от Crucial на базе их фирменных чипов Micron E-Die. Шикарная память, которая, повторимся, может 80% того, что умеют чипы Samsung B-Die. Разница только в том, насколько сильно можно зажать tRCDRD, tRC и tRFC. Как правило, спокойно покоряет 3600 МГц CL 14 при напряжении 1,45 В.
  • 8ГБ DDR4 3000 CL15 Crucial BallistixBL2K8G30C15U4B (7500 рублей за комплект 2х 8 ГБ). Абсолютно такая же память с таким же разгонным потенциалом, но чуть дешевле и с чуть более медленным XMP.

Как выбрать оперативную память и не ошибиться? Топ-5 планок по версии Игромании

8ГБ DDR4 Patriot Memory VIPER 4 BLACKOUT 4000MHz CL19 PVB416G400C9K (10000 рублей за комплект 2х 8 ГБ). Память на базе чипов Samsung B-Die, но низкого биннинга (биннинг — процесс, при котором завод-изготовитель сортирует выпущенные чипы памяти по качеству: выше качество — выше потенциал). Гарантированный результат — 4000 МГц CL 17.


G.Skill Trident Z RGB 3200 МГц CL 14 (16000 рублей за комплект 2х 8 ГБ)


G.Skill Ripjaws V 3200 МГц CL 14 (14000 рублей за комплект 2х 8 ГБ).


G.Skill Flare X 3200 МГц CL 14 (13000 рублей за комплект 2х 8 ГБ).


G.Skill Trident Z Neo 3600 МГц CL 14 (19000 рублей за комплект 2х 8 ГБ)

Все эти G.Skill — комплекты, собранные на одних и тех же чипах Samsung B-Die, но уже высокого биннинга (самые отборные чипы, как правило, попадают в модули G.Skill Trident Z Neo). Все предложенные модули — рекордсмены разгона, спокойно работающие при напряжениях до 1,6 В. Гарантированно берут 3600 МГц CL14, 3733 МГц CL 14, 3800 МГц CL 15, 4000 МГц CL 16 и выше. Если повезёт с экземпляром (высочайший биннинг), можно даже рассчитывать на что-то вроде 4000 МГц CL 14. Кроме того, любой из предложенных выше комплектов позволит зажать абсолютно все второстепенные тайминги до минимума.

Постскриптум

Важный момент, на который стоит обращать внимание при активации XMP абсолютно любой оперативной памяти. Почти все материнские платы (неважно, Intel у вас или AMD) при активации профиля заводского разгона завышают требуемое напряжение на встроенный в процессор контроллер памяти. В некоторых случаях такое завышение приводит к выводу контроллера памяти из строя. Чтобы избежать этого, следует зайти в BIOS вашей материнки (обычно это осуществляется за счёт нажатия клавиш Del или F2 во время старта компьютера) и вручную выставить следующие параметры:

  • Для процессоров Intel с 6-го по 10-е поколение:
    • VCCIO — 1,15 – 1,25 В
    • VCCSA — 1,15 – 1,35 В
    • Для процессоров AMD Ryzen:
      • VSOC — 1,1 – 1,2 В

      ***

      Будьте внимательны, выбирайте хорошую и быструю память. Удачи в покорении высоких частот и новых вершин производительности — и до встречи на Игромании!

      Разброс частоты оперативной памяти DDR4 просто-таки огромен — от 2133 до 4400 МГц и даже больше. Но сможет ли контроллер памяти, интегрированный в процессор вашего ПК, запустить память на столь высокой частоте? Не станет ли искусственным ограничителем частоты чипсет материнской платы? Какая частота ОЗУ является той самой «золотой серединой», чтобы и достаточно быстро, и при этом относительно недорого? На все эти и многие другие вопросы об оперативной памяти мы дадим ответы в этой статье на примере модельного ряда компании Patriot Memory. Но все сказанное актуально и для других брендов ОЗУ.


      2133 – 2400 МГц. Стартует оперативная память DDR4 с частоты 2133 МГц. Подобные модули основываются чаще всего на чипах SpecTek (дочерний бренд Micron) или реже Nanya, которые де-юре не предназначены для разгона (в теории небольшой оверклокинг все же возможен, но производителем не гарантируется). Поэтому покупать память DDR4 2133 – 2400 МГц имеет смысл лишь в том случае, если у вас процессор Intel от 6 до 9-поколения без индекса K и материнка на чипсете от 100 до 300-серии без буквы Z.
      Patriot Signature Premium.

      2666 – 2933 МГц. Родной же частотой памяти для новейших процессоров Intel 10-поколения является 2666 МГц. Построены такие модули ОЗУ, как правило, на чипах Hynix или Micron прошлых поколений, либо на вышеупомянутой SpecTek. Удачным примером памяти 2666 МГц можно назвать Patriot Signature Premium, одна из самых доступных моделей ОЗУ с толстостенными металлическими радиаторами (а не наклейками из фольги, как у многих конкурентов). Несмотря на непредназначенность для разгона путем повышения частоты, скорость этих модулей все же можно немного повысить, снизив тайминги с CL19 до 17 или, если повезет, даже 15. Тем же, кто желает гарантированно получить возможность повышать частоту ОЗУ, лучше смотреть в сторону геймерской линейки Patriot Viper.
      Patriot Viper 4.

      3000 – 3333 МГц. Максимальной гарантированной частотой памяти для процессоров AMD Ryzen первого поколения (архитектура Zen) является 3000 МГц, а для «второго пришествия» Ryzen (Zen+) — 3200 МГц. Особо удачные экземпляры процессоров способны запускать память на частоте 3333 МГц. Пожалуй, наиболее универсальным решением в этом случае являются модули ОЗУ с частотой 3200 МГц, например, Patriot Viper 4 с ярко-красными радиаторами и таймингами CL16 (что сильно лучше типичных для этой частоты официальных JEDEC-таймингов CL22). Либо запускайте в режиме однокнопочного авторазгона XMP на родной частоте, либо пробуйте повысить частоту или хотя бы снизить тайминги.
      Patriot Viper 4 Blackout.


      Patriot Viper RGB.

      3866 – 4000 МГц. По крайней мере на первой версии прошивки BIOS AGESA, частота 3866 МГц является максимальной для процессоров AMD Ryzen 5000-серии (Zen 3). Тогда как APU-чипы Ryzen 4000 (Zen 2) способны запускать память на 4000 МГц, что особенно полезно для встроенного графического ускорителя Radeon Vega. У модулей Patriot Viper RGB на чипах Hynix D-die или Samsung B-die с напряжением питания 1.4 В и зональной синхронизируемой ARGB-подсветкой заботливо предусмотрено сразу два XMP-профиля авторазгона: 4000 и, если запуститься на первом не получится, 3866 МГц.
      Patriot Viper Steel.

      4133 – 4400 МГц. Частоту памяти свыше 4000 МГц, да еще и с умеренными таймингами, сейчас поддерживают только процессоры Intel Core 9 и 10-поколения и материнские платы Z390 и Z490. Напряжение питания при этом составляет 1.45 вольта (максимальный безопасный предел). Владельцам платформ AMD о таких заоблачных частотах пока что приходится лишь мечтать. Самой быстрой памятью в модельном ряде Patriot является Viper Steel с частотой 4400 МГц (впрочем, есть частоты свыше 4000 МГц и среди моделей Viper 4 Blackout и Viper RGB, если вам больше нравится их дизайн). А если повезет с экземпляром памяти, то путем повышения напряжения питания до экстремальных 1.5 В получится разогнаться до 4600 МГц. При этом желательно организовать для памяти обдув отдельно выделенным вентилятором, либо хотя бы расположенным по соседству и дующим в сторону памяти процессорным кулером или водянкой.





      Выводы

      Так какая частота памяти является столь желанной «золотой серединой», или, как сейчас модно говорить, «топом за свои деньги»? Во-первых, ни в коем случае не стоит жертвовать объемом памяти в пользу частоты. При плюс-минус равной цене разумнее взять парный набор низкочастотный памяти, чем единственную высокочастотную планку. Ведь двухканальный режим работа ОЗУ особенно положительно сказывается на быстродействии интегрированной видеокарты.

      Во-вторых, дополнительный прирост производительности можно получить, выбрав двухранговую память (два виртуальных канала на одном модуле). Двухранговыми, как правило, являются 16 и 32-гиговые модули (16-гиговые по причине увеличение плотности чипов постепенно переходят на одноканал).

      В-третьих, платформам Intel без поддержки разгона за глаза хватит памяти 2666 МГц, старым платформам AMD — 3200 МГц, а новым — 3600 МГц. Еще более высокочастотную память имеет смысл покупать лишь в том случае, если остальные компоненты ПК (процессор, видеокарта, SSD) у вас предельно топовые и повышение пропускной способности памяти является единственным способом еще сильнее ускорить ПК.

      Оперативная память бывает двух форматов и более пяти типов, каждый из которых работает в определенном диапазоне частот. Расскажем, как выбрать максимально допустимую частоту, оценить эффективность работы, и поможем определиться с объемом оперативной памяти для новой сборки или на замену старой.

      Форм-фактор

      Функционально они одинаковые, но у них разные размеры. Установить вместо DIMM модуль SO-DIMM и наоборот не получится. Форм-фактор указан в первом пункте в технических характеристиках памяти.

      Тип памяти


      Тип часто указывается в самом названии модуля памяти. Модули разного типа отличаются формой, так что установить один тип памяти в слот для другого не получится.

      Объем памяти

      Кажется, что чем больше объем оперативной памяти, тем быстрее работает компьютер. При работе с Word вы не заметите разницы между 16 ГБ и 32 ГБ, так как программа не использует весь доступный объем. Но когда вы открываете несколько десятков вкладок в Chrome и работаете с Photoshop, компьютер задействует минимум 8 ГБ оперативной памяти. Если памяти не хватает, включаются алгоритмы сжатия и переноса части данных на жесткий диск, из-за этого компьютер долго думает над некоторыми командами и работает медленно.

      Вот на какой объем памяти можно ориентироваться в 2021 году:

      • 4–8 ГБ — хватит для работы в Word, небольших таблиц, пары десяток вкладок в браузере.
      • 16 ГБ — хороший вариант для домашнего и бюджетного игрового компьютера. Позволит пользоваться всеми популярными программами (в том числе обрабатывать фото и монтировать видео), использовать браузеры, играть в 90% современных игр.
      • 32 ГБ и больше — нужны программистам, видеоредакторам, визуализаторам. Всем, кто работает с большими проектами: несколько часов видео со сложным монтажом, 3D-планы зданий и десятки тысяч строк кода в одном проекте.

      Объем указан в технических характеристиках. Учтите, что в одной коробке может быть несколько модулей, обратите внимание на пункт Количество модулей.

      Если собираете новый компьютер

      Посмотрите в характеристики материнской платы. Найдите графу Слоты памяти — в ней будут указаны тип (DDR4, DDR5) и количество модулей.

      Обратите внимание на соседние пункты:

      • Частотная спецификация памяти — максимальная частота оперативной памяти, которую поддерживает материнская плата.
      • Максимальный объем оперативной памяти — максимальный суммарный объем всех модулей памяти, который поддерживает материнская плата. Например, если у вас два слота и максимальный объем 32 ГБ, то вы сможете установить два модуля объемом не более 16 ГБ каждый.

      Лучше выбирать четное количество модулей — два или четыре: в двухканальном режиме память будет работать быстрее. Но при этом стоит оставить возможность для увеличения объема. Например, лучше сначала купить один модуль памяти на 16 ГБ, а через месяц-другой установить еще один такой же, чем занять оба слота модулями по 8 ГБ.

      Если хотите увеличить объем памяти готового ПК

      Посмотрите, какая память установлена в компьютере. Откройте боковую крышку корпуса и достаньте модуль памяти. На одном из бортов будут указаны производитель и маркировка.

      Если у вас ноутбук или вы боитесь извлекать память, воспользуйтесь программой CPU-Z

      . После запуска зайдите во вкладку SPD, сверху слева найдите список всех доступных слотов памяти и посмотрите, какая память установлена в каждый слот. Если поля пустые, значит, слот не задействован (вы можете установить в него дополнительный модуль памяти с такими же характеристиками, как у остальных).


      Производитель указан в блоке Module Manuf., номер модуля памяти — в Part Number

      Обратите внимание на пункт Part Number, в нем указана маркировка модуля памяти. По ней можно узнать точные характеристики, включая тактовую частоту.

      Если хотите установить комплект модулей с большим объемом памяти, посмотрите максимально допустимую частоту и объем для вашей материнской платы. Ее производителя и модель можно посмотреть во вкладке Mainboard.


      Название производителя платы указано в поле Manufacturer, модель — в поле Model

      После того как определились с форматом, типом, объемом и количеством планок, пора подумать про тактовую частоту и скорость работы памяти.

      Тактовая частота и скорость работы памяти

      Вы уже знаете, какую максимальную тактовую частоту памяти поддерживает ваш компьютер, но просто выбрать память с такой частотой недостаточно. Обратите внимание на поле Латентность (указана в формате CL 16-17-17) в характеристиках. Если коротко, из двух модулей с одинаковой тактовой частотой быстрее тот, у которого цифры в поле Латентность меньше.

      : Правда, что повышение частоты оперативной памяти дает прирост мощности?

      Нужны ли радиаторы?

      Обычно оперативная память нагревается несильно. При базовом напряжении (для DDR4 это 1,2 В) тепла выделяется немного. Но если производитель разогнал модуль и повысил напряжение до 1,3–1,4 В, нагрев увеличится.

      Модули памяти Patriot Viper 4 Blackout с металлическими бортами и зубцами для отвода тепла

      Как правило, у таких модулей есть металлические боковые накладки и дополнительные зубчатые гребни сверху. Они позволяют отводить лишнее тепло и защищают от перегрева.

      Если планируете разгонять оперативную память или в ее характеристиках указано напряжение более 1,35 В (у DDR4) или 1,25 В (у DDR5), убедитесь, что у модуля есть такие металлические детали и гребни.

      А подсветка?

      Никакой практической пользы от нее нет. Но если у вас системный блок с прозрачной боковой стенкой, а внутри находятся видеокарта, система охлаждения и вентиляторы с подсветкой, оперативная память дополнит картинку. Подсветка встречается только в модулях формата DDR4 (в DDR5, скорее всего, тоже будет).

      Перед покупкой проверьте, с какими программами для синхронизации подсветки она совместима. Для этого найдите свою материнскую плату на сайте производителя и посмотрите, какие приложения там указаны. Например, у MSI это Mystic Light.


      Затем посмотрите, какие программы поддерживают выбранные модули оперативной памяти. Это может быть тот же Mystic Light, Aura Sync, RGB Fusion 2.0 и др. Управлять цветом и эффектами подсветки получится только в том случае, если материнская плата и оперативная память работают с одной и той же программой.

      Любая микропроцессорная система, вне зависимости от типа используемого микроконтроллера или процессора, в обязательном порядке требует памяти (рис. 1). В памяти хранится исполняемая процессором программа. Там же помещаются данные, используемые при вычислениях. Данные могут поступать от датчиков или появляться в результате расчетов, они также могут изначально размещаться в памяти при программировании.

      Процессор использует память для хранения программ и данных

      Рис. 1. Процессор использует память для хранения программ и данных

      В идеальном мире для хранения данных и программ будет достаточно одного вида памяти. Однако в реальности существующие технологии памяти вынуждают пользователя искать компромисс между несколькими параметрами, например, между скоростью доступа, стоимостью и длительность сохранения данных.

      Например, жесткий диск (HDD), используемый в большинстве ПК, может хранить большой объем информации и имеет относительно низкую стоимость. Кроме того, информация, размещенная на HDD, не теряется при выключении ПК. В то же время скорость обмена при работе с жестким диском оказывается достаточно низкой.

      Оперативная память ПК хотя и отличается высокой ценой и не сохраняет данные при отключении питания, но вместе с тем скорость обмена данными между ОЗУ и процессором оказывается гораздо выше, чем при работе с жестким диском.

      Память можно разделить на две основные категории: энергозависимую (volatile) и энергонезависимую (non-volatile). Энергозависимая память теряет свое содержимое при отключении питания. Энергонезависимая память сохраняет данные даже при отключении питания.

      В общем случае энергонезависимая память работает медленнее, но стоит дешевле, чем энергозависимая память. Чаще всего энергонезависимая память используется для хранения программ и пользовательских данных. Энергозависимая память в основном необходима для хранения часто используемых данных. Кроме того, в высокопроизводительных устройствах после запуска процессора программа копируется из энергонезависимой памяти в ОЗУ и далее выполняется оттуда.

      Энергонезависимая память

      Почти вся энергонезависимая память использует одну и ту же базовую технологию для хранения битов данных. Значение каждого бита по существу определяется наличием или отсутствием заряда, хранимого на плавающем затворе МОП-транзистора. От заряда на этом плавающем затворе зависит, находится ли канал МОП-транзистора в проводящем состоянии или нет, тем самым, кодируется логический уровень элементарной ячейки памяти.

      Инжекция или удаление заряда изолированного затвора осуществляется за счет подачи высокого напряжения определенной полярности на традиционный затвор транзистора. В результате энергонезависимая память имеет несколько важных особенностей.

      Во-первых, чтобы перезаписать бит памяти, его необходимо сначала стереть. При этом механизм записи с переносом заряда характеризуется таким негативным эффектом, как деградация ячейки памяти. Деградация приводит тому, что после многочисленных циклов записи/стирания ячейка памяти теряет способность хранить заряд, то есть перестает выполнять свою главную функцию.

      Различные виды энергонезависимой памяти отличаются способом организации битов в микросхеме, что в свою очередь определяет, насколько легко и как быстро к ним можно получить доступ. Таким образом, когда речь заходит об энергонезависимой памяти помимо показателей скорости и стоимости в игру вступают дополнительные факторы. Эти факторы привели к появлению различных технологий энергонезависимой памяти.

      Flash

      Flash чаще всего используется для хранения программ и констант в микроконтроллерах, а также для хранения загрузчика в ПК.

      Существует два основных типа Flash: NAND и NOR. Оба типа Flash имеют свои достоинства и недостатки и применяются в различных приложениях.

      NOR Flash, как правило, выступает в роли XIP-памяти (Execute In Place), то есть может использоваться как для хранения, так и для выполнения программ. В большинстве случаев, NOR Flash оказывается дороже и быстрее, чем NAND Flash.

      NAND Flash обычно используется в SSD-дисках, USB-накопителях, а также является основным типом памяти для SD-карт.

      EEPROM

      EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) – достаточно медленный и относительно дорогой тип памяти. Вместе с тем EEPROM обеспечивает простоту доступа к данным. Если во Flash организован постраничный доступ к памяти, то EEPROM позволяет записывать и стирать отдельные байты. Таким образом, EEPROM является оптимальным вариантом для хранения данных конфигурации и пользовательской информации во встраиваемых системах.

      SSD и SD

      В SSD-накопителях (Solid State Drives) и SD-картах (Secure Digital) используется NAND Flash (рис. 2). В таких накопителях работа ведется с большими блоками данных. SSD-накопители и SD-карты обеспечивают более высокую надежность, по сравнению традиционными жесткими дисками (HDD).

      Карта памяти SD (32 ГБ)

      Рис. 2. Карта памяти SD (32 ГБ)

      Для уменьшения влияния недостатков базовой технологии, в первую очередь деградации, в SSD используются специальные технологии, в том числе, схема обнаружения и исправления ошибок, а также схема равномерного использования ячеек памяти.

      В отличие от SSD, SD-карты, в силу своего размера, обычно не отличаются большой емкостью и не обладают технологиями, повышающими надежность хранения данных. Следовательно, они в основном используются в приложениях, требующих не очень частого доступа к данным.

      Дискретные микросхемы Flash-памяти большого объема (более нескольких Мбайт) оказываются весьма дорогими, если речь идет о мелком и среднесерийном производстве.

      Таким образом, если вашему устройству требуется большой объем Flash (сотни Мбайт - Гбайты), то в большинстве случаев более экономичным решением станет использование SD-карты, по крайней мере, до тех пор, пока вы не достигнете крупносерийного производства, при котором стоимость дискретных микросхем Flash не опуститься до разумного значения.

      Другие типы энергонезависимой памяти

      В этом разделе кратко описаны некоторые другие типы энергонезависимой памяти, которые широко использовались в прошлом.

      Постоянная память ROM. Содержимое этой памяти программируется на этапе производства и не может быть изменено в процессе эксплуатации.

      Однократно программируемая пользователем память PROM (Programmable ROM). Содержимое этой памяти может быть однократно запрограммировано пользователем.

      Стираемая память EPROM (Erasable Programmable ROM). Микросхемы EPROM имеют небольшое окно для стирания содержимого с помощью ультрафиолетового излучения. После стирания память EPROM может быть снова запрограммирована.

      Пример устаревшей микросхемы EPROM с окном для стирания УФ-светом

      Рис. 3. Пример устаревшей микросхемы EPROM с окном для стирания УФ-светом

      Энергозависимая память

      Энергозависимая память RAM (Random Access Memory) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это запоминающее устройство, которое сохраняет свое содержимое только при наличии напряжения питания. Существует два типа RAM: статическая и динамическая.

      Ячейка динамического RAM или DRAM не только нуждается в присутствии напряжения питания, но и отличается постоянной потерей заряда, из-за чего содержимое DRAM требует периодической регенерации.

      Статическая RAM или SRAM не требует регенерации и сохраняет свое содержимое при наличии напряжения питания.

      В каких же случаях необходимо использовать SRAM или DRAM вместо любого из описанных выше энергонезависимых типов памяти? Ответ прост – в тех случаях, когда необходима высокая скорость и простота доступа к данным. Оперативная память оказывается не только намного быстрее энергонезависимых типов памяти, но и обеспечивает произвольный доступ к хранящимся в ней данным. Можно записывать или читать данные из любой области памяти с очень высокой скоростью, не беспокоясь о стирании страниц или блоков. Вместе с тем основным недостатком RAM является высокая стоимость. Таким образом, в большинстве вычислительных систем обычно используют комбинацию из RAM и flash-памяти. При этом каждый из этих типов памяти решает конкретные задачи, с учетом оптимального использования их преимуществ.

      В категории энергозависимой памяти SRAM оказывается быстрее, чем DRAM, но при этом отличается и более высокой стоимостью. Это связано с тем, что для реализации ячейки SRAM требуется от четырех до шести транзисторов, а для ячейки DRAM требуется только один. Следовательно, на кристалле одного и того же размера можно уместить гораздо больше ячеек DRAM, чем ячеек SRAM.

      В то же время для работы с DRAM требуется контроллер, который будет автоматически выполнять периодическую регенерацию содержимого памяти. Таким образом, использование DRAM вместо SRAM имеет смысл только в том случае, если стоимость контроллера перекрывается дешевизной DRAM-памяти.

      SRAM чаще всего применяется в тех случаях, когда высокая скорость доступа имеет критическое значение, а объем необходимой памяти оказывается относительно небольшим.

      Таким образом, SRAM обычно используется в микроконтроллерах, где небольшой объем статической памяти обеспечивает меньшую стоимость по сравнению с DRAM с собственным контроллером памяти. SRAM также используется в качестве высокоскоростной кэш-памяти внутри микропроцессоров, благодаря высокой скорости доступа.

      Виды DRAM

      Существуют различные виды DRAM. Исторически первые микросхемы DRAM сначала уступили место FPRAM (Fast Page RAM), которые в свою очередь были заменены на EDO RAM (Extended Data Output RAM), на смену которым, в конце концов, пришли микросхемы синхронной памяти DRAM или SDRAM.

      Новые поколения SDRAM используют двойную скорость передачи данных (SDRAM included Double Data Rate). Речь идет о DDR2, DDR3 и DDR4.

      Хотя каждое новое поколение SDRAM имело некоторые улучшения по сравнению с предыдущими поколениями, следует отметить, что сама базовая динамическая ячейка ОЗУ оставалась практически без изменений и обеспечивала лишь незначительное увеличение скорости доступа. С другой стороны, плотность размещения ячеек памяти или общее количество битов, упакованных в один чип, значительно увеличилось с течением времени. Тем не менее, основные улучшения в новых поколениях SDRAM были связаны именно с увеличением скорости передачи данных и уменьшением удельного энергопотребления.

      SDRAM является основой для всех современных видов DRAM. До появления SDRAM память DRAM использовала асинхронной обмен, то есть после запроса на чтение данные сразу же появлялись на шине данных. В SDRAM данные синхронизируются с помощью тактового сигнала.

      Например, после того, как SDRAM-память получает команду чтения, она начинает выставлять данные спустя определенное количество тактов. Эта задержка известна как строб адреса столбца CAS (Column Address Strobe). Она имеет фиксированное значение для каждого модуля памяти.

      Кроме того, в SDRAM считывание данных всегда синхронизируется по фронту тактового сигнала. Таким образом, процессор точно знает, когда ожидать запрошенные данные.

      DDR DRAM

      Говоря о первом поколении SDRAM, его часто называют памятью с однократной скоростью передачи данных или SDR (Single Data Rate). Следующим эволюционным шагом в развитии SDRAM стало появление DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) или памяти с удвоенной скоростью передачи данных.

      На рис. 4 показана разница в обмене данными при работе с SDR и DDR SDRAM. Обратите внимание, что на этом рисунке задержка CAS не показана.

      Передача данных при работе с SDR и DDR

      Рис. 4. Передача данных при работе с SDR и DDR. Прием данных DDR выполняется как по фронту, так и по срезу тактового сигнала

      DDR2, DDR3 и DDR4

      При переходе от SDR к DDR передача данных стала вестись как по фронту, так и по срезу тактового сигнала. Далее при переходе от DDR2 к DDR4 SDRAM скорость передачи возрастала за счет использования некоторых хитрых приемов. При этом, как уже упоминалось ранее, скорость доступа к содержимому ячейки памяти DRAM не сильно изменилась из-за ограничений базовой технологии. В реальности эту скорость удалось увеличить всего в два раза.

      Модуль DDR-памяти, используемый в компьютерах

      Рис. 5. Модуль DDR-памяти, используемый в компьютерах

      Не вдаваясь в технические тонкости, можно отметить, что одним из «хитрых» способов повышения скорости передачи является увеличение разрядности шины данных. Очевидно, что если организация памяти позволяет считать за один цикл доступа сразу несколько битов, то это приводит к кратному увеличению скорости передачи данных.

      Поскольку доступ к памяти обычно осуществляется последовательно, CAS определяет некоторую задержку между подачей команды чтения и готовностью данных. Следовательно, еще одна хитрость, позволяющая увеличить скорость чтения, заключается в поддержке циклов многократного чтения или в возможности предварительного выбора данных. Эти функции позволяют контроллеру памяти заранее подготовить новый блок данных для следующей передачи.

      Наконец, достижения в кремниевой полупроводниковой технологии позволяют снизить рабочее напряжение, а значит уменьшить удельное потребление на бит и увеличить объем памяти при том же энергопотреблении.

      Заключение

      В большинстве микропроцессорных устройств требуется как энергонезависимая, так и энергозависимая память. Однако выбор оптимального типа памяти зависит от особенностей конкретного приложения.

      Память оказывает большое влияние на производительность, стоимость и энергопотребление. По этой причине выбор оптимального типа памяти является очень важной задачей.

      Как и в случае со всеми инженерными задачами, разработка электронных устройств очень часто требует поиска компромиссных решений. Теперь, когда вы знаете о достоинствах и недостатках различных типов памяти, вы сможете выбрать оптимальный тип памяти для вашего нового устройства.

      Любая микропроцессорная система, вне зависимости от типа используемого микроконтроллера или процессора, в обязательном порядке требует памяти (рис. 1). В памяти хранится исполняемая процессором программа. Там же помещаются данные, используемые при вычислениях. Данные могут поступать от датчиков или появляться в результате расчетов, они также могут изначально размещаться в памяти при программировании.

      Процессор использует память для хранения программ и данных

      Рис. 1. Процессор использует память для хранения программ и данных

      В идеальном мире для хранения данных и программ будет достаточно одного вида памяти. Однако в реальности существующие технологии памяти вынуждают пользователя искать компромисс между несколькими параметрами, например, между скоростью доступа, стоимостью и длительность сохранения данных.

      Например, жесткий диск (HDD), используемый в большинстве ПК, может хранить большой объем информации и имеет относительно низкую стоимость. Кроме того, информация, размещенная на HDD, не теряется при выключении ПК. В то же время скорость обмена при работе с жестким диском оказывается достаточно низкой.

      Оперативная память ПК хотя и отличается высокой ценой и не сохраняет данные при отключении питания, но вместе с тем скорость обмена данными между ОЗУ и процессором оказывается гораздо выше, чем при работе с жестким диском.

      Память можно разделить на две основные категории: энергозависимую (volatile) и энергонезависимую (non-volatile). Энергозависимая память теряет свое содержимое при отключении питания. Энергонезависимая память сохраняет данные даже при отключении питания.

      В общем случае энергонезависимая память работает медленнее, но стоит дешевле, чем энергозависимая память. Чаще всего энергонезависимая память используется для хранения программ и пользовательских данных. Энергозависимая память в основном необходима для хранения часто используемых данных. Кроме того, в высокопроизводительных устройствах после запуска процессора программа копируется из энергонезависимой памяти в ОЗУ и далее выполняется оттуда.

      Энергонезависимая память

      Почти вся энергонезависимая память использует одну и ту же базовую технологию для хранения битов данных. Значение каждого бита по существу определяется наличием или отсутствием заряда, хранимого на плавающем затворе МОП-транзистора. От заряда на этом плавающем затворе зависит, находится ли канал МОП-транзистора в проводящем состоянии или нет, тем самым, кодируется логический уровень элементарной ячейки памяти.

      Инжекция или удаление заряда изолированного затвора осуществляется за счет подачи высокого напряжения определенной полярности на традиционный затвор транзистора. В результате энергонезависимая память имеет несколько важных особенностей.

      Во-первых, чтобы перезаписать бит памяти, его необходимо сначала стереть. При этом механизм записи с переносом заряда характеризуется таким негативным эффектом, как деградация ячейки памяти. Деградация приводит тому, что после многочисленных циклов записи/стирания ячейка памяти теряет способность хранить заряд, то есть перестает выполнять свою главную функцию.

      Различные виды энергонезависимой памяти отличаются способом организации битов в микросхеме, что в свою очередь определяет, насколько легко и как быстро к ним можно получить доступ. Таким образом, когда речь заходит об энергонезависимой памяти помимо показателей скорости и стоимости в игру вступают дополнительные факторы. Эти факторы привели к появлению различных технологий энергонезависимой памяти.

      Flash

      Flash чаще всего используется для хранения программ и констант в микроконтроллерах, а также для хранения загрузчика в ПК.

      Существует два основных типа Flash: NAND и NOR. Оба типа Flash имеют свои достоинства и недостатки и применяются в различных приложениях.

      NOR Flash, как правило, выступает в роли XIP-памяти (Execute In Place), то есть может использоваться как для хранения, так и для выполнения программ. В большинстве случаев, NOR Flash оказывается дороже и быстрее, чем NAND Flash.

      NAND Flash обычно используется в SSD-дисках, USB-накопителях, а также является основным типом памяти для SD-карт.

      EEPROM

      EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) – достаточно медленный и относительно дорогой тип памяти. Вместе с тем EEPROM обеспечивает простоту доступа к данным. Если во Flash организован постраничный доступ к памяти, то EEPROM позволяет записывать и стирать отдельные байты. Таким образом, EEPROM является оптимальным вариантом для хранения данных конфигурации и пользовательской информации во встраиваемых системах.

      SSD и SD

      В SSD-накопителях (Solid State Drives) и SD-картах (Secure Digital) используется NAND Flash (рис. 2). В таких накопителях работа ведется с большими блоками данных. SSD-накопители и SD-карты обеспечивают более высокую надежность, по сравнению традиционными жесткими дисками (HDD).

      Карта памяти SD (32 ГБ)

      Рис. 2. Карта памяти SD (32 ГБ)

      Для уменьшения влияния недостатков базовой технологии, в первую очередь деградации, в SSD используются специальные технологии, в том числе, схема обнаружения и исправления ошибок, а также схема равномерного использования ячеек памяти.

      В отличие от SSD, SD-карты, в силу своего размера, обычно не отличаются большой емкостью и не обладают технологиями, повышающими надежность хранения данных. Следовательно, они в основном используются в приложениях, требующих не очень частого доступа к данным.

      Дискретные микросхемы Flash-памяти большого объема (более нескольких Мбайт) оказываются весьма дорогими, если речь идет о мелком и среднесерийном производстве.

      Таким образом, если вашему устройству требуется большой объем Flash (сотни Мбайт - Гбайты), то в большинстве случаев более экономичным решением станет использование SD-карты, по крайней мере, до тех пор, пока вы не достигнете крупносерийного производства, при котором стоимость дискретных микросхем Flash не опуститься до разумного значения.

      Другие типы энергонезависимой памяти

      В этом разделе кратко описаны некоторые другие типы энергонезависимой памяти, которые широко использовались в прошлом.

      Постоянная память ROM. Содержимое этой памяти программируется на этапе производства и не может быть изменено в процессе эксплуатации.

      Однократно программируемая пользователем память PROM (Programmable ROM). Содержимое этой памяти может быть однократно запрограммировано пользователем.

      Стираемая память EPROM (Erasable Programmable ROM). Микросхемы EPROM имеют небольшое окно для стирания содержимого с помощью ультрафиолетового излучения. После стирания память EPROM может быть снова запрограммирована.

      Пример устаревшей микросхемы EPROM с окном для стирания УФ-светом

      Рис. 3. Пример устаревшей микросхемы EPROM с окном для стирания УФ-светом

      Энергозависимая память

      Энергозависимая память RAM (Random Access Memory) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это запоминающее устройство, которое сохраняет свое содержимое только при наличии напряжения питания. Существует два типа RAM: статическая и динамическая.

      Ячейка динамического RAM или DRAM не только нуждается в присутствии напряжения питания, но и отличается постоянной потерей заряда, из-за чего содержимое DRAM требует периодической регенерации.

      Статическая RAM или SRAM не требует регенерации и сохраняет свое содержимое при наличии напряжения питания.

      В каких же случаях необходимо использовать SRAM или DRAM вместо любого из описанных выше энергонезависимых типов памяти? Ответ прост – в тех случаях, когда необходима высокая скорость и простота доступа к данным. Оперативная память оказывается не только намного быстрее энергонезависимых типов памяти, но и обеспечивает произвольный доступ к хранящимся в ней данным. Можно записывать или читать данные из любой области памяти с очень высокой скоростью, не беспокоясь о стирании страниц или блоков. Вместе с тем основным недостатком RAM является высокая стоимость. Таким образом, в большинстве вычислительных систем обычно используют комбинацию из RAM и flash-памяти. При этом каждый из этих типов памяти решает конкретные задачи, с учетом оптимального использования их преимуществ.

      В категории энергозависимой памяти SRAM оказывается быстрее, чем DRAM, но при этом отличается и более высокой стоимостью. Это связано с тем, что для реализации ячейки SRAM требуется от четырех до шести транзисторов, а для ячейки DRAM требуется только один. Следовательно, на кристалле одного и того же размера можно уместить гораздо больше ячеек DRAM, чем ячеек SRAM.

      В то же время для работы с DRAM требуется контроллер, который будет автоматически выполнять периодическую регенерацию содержимого памяти. Таким образом, использование DRAM вместо SRAM имеет смысл только в том случае, если стоимость контроллера перекрывается дешевизной DRAM-памяти.

      SRAM чаще всего применяется в тех случаях, когда высокая скорость доступа имеет критическое значение, а объем необходимой памяти оказывается относительно небольшим.

      Таким образом, SRAM обычно используется в микроконтроллерах, где небольшой объем статической памяти обеспечивает меньшую стоимость по сравнению с DRAM с собственным контроллером памяти. SRAM также используется в качестве высокоскоростной кэш-памяти внутри микропроцессоров, благодаря высокой скорости доступа.

      Виды DRAM

      Существуют различные виды DRAM. Исторически первые микросхемы DRAM сначала уступили место FPRAM (Fast Page RAM), которые в свою очередь были заменены на EDO RAM (Extended Data Output RAM), на смену которым, в конце концов, пришли микросхемы синхронной памяти DRAM или SDRAM.

      Новые поколения SDRAM используют двойную скорость передачи данных (SDRAM included Double Data Rate). Речь идет о DDR2, DDR3 и DDR4.

      Хотя каждое новое поколение SDRAM имело некоторые улучшения по сравнению с предыдущими поколениями, следует отметить, что сама базовая динамическая ячейка ОЗУ оставалась практически без изменений и обеспечивала лишь незначительное увеличение скорости доступа. С другой стороны, плотность размещения ячеек памяти или общее количество битов, упакованных в один чип, значительно увеличилось с течением времени. Тем не менее, основные улучшения в новых поколениях SDRAM были связаны именно с увеличением скорости передачи данных и уменьшением удельного энергопотребления.

      SDRAM является основой для всех современных видов DRAM. До появления SDRAM память DRAM использовала асинхронной обмен, то есть после запроса на чтение данные сразу же появлялись на шине данных. В SDRAM данные синхронизируются с помощью тактового сигнала.

      Например, после того, как SDRAM-память получает команду чтения, она начинает выставлять данные спустя определенное количество тактов. Эта задержка известна как строб адреса столбца CAS (Column Address Strobe). Она имеет фиксированное значение для каждого модуля памяти.

      Кроме того, в SDRAM считывание данных всегда синхронизируется по фронту тактового сигнала. Таким образом, процессор точно знает, когда ожидать запрошенные данные.

      DDR DRAM

      Говоря о первом поколении SDRAM, его часто называют памятью с однократной скоростью передачи данных или SDR (Single Data Rate). Следующим эволюционным шагом в развитии SDRAM стало появление DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) или памяти с удвоенной скоростью передачи данных.

      На рис. 4 показана разница в обмене данными при работе с SDR и DDR SDRAM. Обратите внимание, что на этом рисунке задержка CAS не показана.

      Передача данных при работе с SDR и DDR

      Рис. 4. Передача данных при работе с SDR и DDR. Прием данных DDR выполняется как по фронту, так и по срезу тактового сигнала

      DDR2, DDR3 и DDR4

      При переходе от SDR к DDR передача данных стала вестись как по фронту, так и по срезу тактового сигнала. Далее при переходе от DDR2 к DDR4 SDRAM скорость передачи возрастала за счет использования некоторых хитрых приемов. При этом, как уже упоминалось ранее, скорость доступа к содержимому ячейки памяти DRAM не сильно изменилась из-за ограничений базовой технологии. В реальности эту скорость удалось увеличить всего в два раза.

      Модуль DDR-памяти, используемый в компьютерах

      Рис. 5. Модуль DDR-памяти, используемый в компьютерах

      Не вдаваясь в технические тонкости, можно отметить, что одним из «хитрых» способов повышения скорости передачи является увеличение разрядности шины данных. Очевидно, что если организация памяти позволяет считать за один цикл доступа сразу несколько битов, то это приводит к кратному увеличению скорости передачи данных.

      Поскольку доступ к памяти обычно осуществляется последовательно, CAS определяет некоторую задержку между подачей команды чтения и готовностью данных. Следовательно, еще одна хитрость, позволяющая увеличить скорость чтения, заключается в поддержке циклов многократного чтения или в возможности предварительного выбора данных. Эти функции позволяют контроллеру памяти заранее подготовить новый блок данных для следующей передачи.

      Наконец, достижения в кремниевой полупроводниковой технологии позволяют снизить рабочее напряжение, а значит уменьшить удельное потребление на бит и увеличить объем памяти при том же энергопотреблении.

      Заключение

      В большинстве микропроцессорных устройств требуется как энергонезависимая, так и энергозависимая память. Однако выбор оптимального типа памяти зависит от особенностей конкретного приложения.

      Память оказывает большое влияние на производительность, стоимость и энергопотребление. По этой причине выбор оптимального типа памяти является очень важной задачей.

      Как и в случае со всеми инженерными задачами, разработка электронных устройств очень часто требует поиска компромиссных решений. Теперь, когда вы знаете о достоинствах и недостатках различных типов памяти, вы сможете выбрать оптимальный тип памяти для вашего нового устройства.

      Читайте также: