Що таке оперативна пам'ять?

Хоча багато комп’ютерних компонентів варіюються від трохи складних до езотеричних, оперативна пам’ять є, мабуть, однією з найвідоміших. Від мемів про виділену оперативну пам’ять до перегляду системних вимог для відеоігор, багато людей (або, можливо, навіть більшість людей) чули цей термін кілька разів. Але, як і з будь-яким комп’ютерним обладнанням, оперативна пам’ять і що вона робить досить багато.

RAM: невелика, але швидка пам'ять для всіх типів процесорів

Пам’ять з довільним доступом (ОЗП) — це дуже широка категорія пам’яті для зберігання даних, у якій продуктивність надається пріоритетом, а не ємності, але не до крайності. Існує два основних типи оперативної пам’яті: динамічна оперативна пам’ять (DRAM) і статична оперативна пам’ять (SRAM). У розмовній мові люди зазвичай мають на увазі DRAM, коли кажуть RAM, оскільки SRAM частіше називають кеш-пам’яттю. Тут я зосереджусь на DRAM, але у нас є

окреме пояснення щодо SRAM/кеша.

Для комп’ютера вам потрібні лише два основні компоненти: процесор і накопичувач. Але на початку історії обчислювальної техніки інженери зрозуміли, що носії інформації з великою ємністю були надповільними та не дозволяли процесору працювати на повну потужність. Оперативна пам’ять була створена як посередник між постійною пам’яттю (як-от жорсткі диски та твердотільні накопичувачі) і процесором, з акцентом на високу швидкість і меншу затримку. Основна ідея полягає в тому, що ви поміщаєте в оперативну пам’ять багато даних, які вам знадобляться в найближчому майбутньому, з часом обмінюючи дані в міру необхідності.

Основними характеристиками, які відрізняють різні набори оперативної пам’яті, є тактова частота, пропускна здатність, ємність і затримка, але, як правило, оперативна пам’ять може спеціалізуватися лише на одній або двох із цих речей. Типи пам’яті з подвійною швидкістю передачі даних (або DDR), як правило, мають дуже високі тактові частоти та велику ємність, з останньою DDR5 стандартний, починаючи з 4800 МГц, до 512 ГБ на одній картці, тоді як DDR4 починається з 2133 МГц і має лише до 128 ГБ за паличку. Проте кожне покоління DDR збільшує затримку, а інші види DRAM можуть мати нижчу тактову частоту, але більшу пропускну здатність.

Звичайно, оперативна пам'ять повинна дещо поступатися при всій своїй швидкості. По-перше, це набагато дорожче за обсяг даних, ніж постійні носії інформації. Сьогодні 32 ГБ оперативної пам’яті DDR5 коштує близько 100 доларів, тоді як ви можете придбати топовий SSD на 1 ТБ за 100 доларів. Крім того, оперативна пам’ять потребує постійного живлення, щоб зберігати дані; інакше він просто перестає існувати.

Однак оперативна пам’ять не просто поділяється на DRAM і SRAM, оскільки обидві категорії мають власні підкатегорії. Основним типом DRAM, який нам цікавий, є SDRAM, або синхронна DRAM. Ця підкатегорія включає всі види оперативної пам’яті з DDR у назві, наприклад Пам'ять DDR5 і DDR4 для процесорів і комп’ютерних систем загалом, а також пам’ять GDDR6 для графічних процесорів. обидва вони підтримуються JEDEC. VRAM також є підкатегорією RAM, але це не технічна категорія, як SDRAM, а просто відноситься до оперативної пам’яті, створеної для графічних процесорів. Пам'ять з високою пропускною здатністю, або HBM, є різновидом VRAM, як GDDR6, але не є SDRAM.

Ієрархія пам’яті та чим DRAM відрізняється від кешу чи SRAM

У комп’ютері існує багато різних типів пам’яті, і ієрархію пам’яті найкраще можна узагальнити за допомогою піраміди (як показано на зображенні вище). Центральний процесор із його кеш-пам’яттю знаходиться вгорі, DRAM – посередині як основна пам’ять, а більш постійні пристрої зберігання, такі як жорсткі диски, SSD та мережеві з’єднання – внизу. Це працює досить просто: дані з постійного сховища можна скопіювати в DRAM, а потім кеш-пам’ять ЦП може захоплювати дані з DRAM для негайного використання. Чим вище ви піднімаєтеся по піраміді, тим швидше і менше відбуваються речі.

Можливо, ви дивуєтеся, чому кеш-пам’ять або SRAM не просто замінили DRAM, оскільки вони набагато швидші та працюють прямо на ЦП. Що ж, загальне емпіричне правило щодо пам’яті полягає в тому, що чим вона швидше, тим дорожче її виготовлення, не кажучи вже про те, що обмеження розміру також є проблемою. Виробництво кеш-пам’яті є дуже дорогим, особливо тому, що воно часто міститься на тому ж кремнії, що й процесор ядер, і багато компаній хочуть, щоб їхні процесори були на найдорожчому, найсучаснішому вузлі можливо. Кеш-пам’ять займає багато місця, і це робить виробництво чіпів із великою кількістю кешу дорогим.

Існує також одна велика технічна відмінність між DRAM і SRAM, і вона пов’язана з тим, що означають «динамічний» і «статичний» у відповідних абревіатурах. Тримання живлення в DRAM фактично недостатньо для збереження даних; все, що зберігається в DRAM, потрібно постійно оновлювати, щоб не втрачати. SRAM, однак, може зберігати дані, доки він увімкнений, але ця перевага також є частиною причини, чому його так дорого виробляти.

Що слід враховувати, купуючи оперативну пам’ять для ПК та інших пристроїв

Більшості людей насправді потрібно турбуватися лише про DDR DRAM, який ви купуєте для настільних ПК, ноутбуків та інших пристроїв. Тепер, коли я розглянув усі технічні аспекти оперативної пам’яті, настав час відповісти на деякі поширені запитання щодо придбання та оновлення оперативної пам’яті для використання в ПК, особливо в ігрових ПК.

"Скільки оперативної пам'яті мені потрібно?" одне з найпоширеніших комп’ютерних запитань усіх часів, і жодної правильної відповіді ніколи не було. Частина проблеми полягає в тому, що вимоги до пам’яті для програмного забезпечення з часом зростають, тому того, що було хорошим навіть п’ять років тому, може бути недостатньо. Крім того, те, що ви робите з комп’ютером, визначатиме, скільки оперативної пам’яті вам потрібно. Загалом, 8 ГБ — це мінімум для безперебійної роботи ПК з Windows 10 або 11, а 16 ГБ дадуть вам вільний простір для ігор та інших інтенсивних навантажень. 32 ГБ і більше для ентузіастів і користувачів, які працюють з творчим програмним забезпеченням.

Крім того, існують пов’язані з продуктивністю аспекти, такі як частота та затримка. Вищі частоти та менші затримки сприяють продуктивності, але важко покращити обидва одночасно. В ідеалі ви хочете збалансувати ці дві речі та врахувати апаратне забезпечення, з яким ви об’єднуєте оперативну пам’ять. У нас є рекомендації для обох DDR4 і DDR5 які охоплюють усі найкращі варіанти.

Остання річ, про яку часто не звертають уваги, — це канали пам’яті, які можуть збільшити пропускну здатність пам’яті DDR при використанні певної кількості флешок. Більшість платформ, як правило, пропонують два, чотири або вісім каналів, і якщо система має таку саму кількість модулів оперативної пам’яті, що й канали (подвійні також працюватимуть), пропускна здатність буде добре збільшена. Для більшості користувачів це означає встановлення двох або чотирьох карток пам’яті для активації двоканальної пам’яті, що ви отримуєте на непрофесійному обладнанні. Вам також потрібна двоканальна пам'ять, оскільки одноканальний режим руйнує продуктивність практично в усьому, включаючи ігри. Наприклад, якщо вам потрібна 16 ГБ оперативної пам’яті, краще купити дві пам’яті на 8 ГБ, а не одну на 16 ГБ. Деяке професійне обладнання також може підтримувати чотириканальний модуль пам’яті.

Майбутнє для DRAM виглядає нудним

Незважаючи на те, що поле DRAM було досить переповненим кілька років тому, сьогодні єдині типи DRAM, які дійсно мають значення, це пам’ять JEDEC DDR, як DDR5 і GDDR6. З небагатьох конкурентів JEDEC за останні роки, таких як Optane від Intel, практично ніхто не досяг успіху. Навіть HBM, який розпочався як проект між SK Hynix, Samsung і AMD, зрештою був прийнятий JEDEC, залишивши майже всю екосистему досить спрощеною та нефрагментованою.

Ніщо не триває вічно, особливо в обчислювальній техніці, але, схоже, DRAM буде досить статичним полем у доступному для огляду майбутньому. Можливо, є місце для нових типів пам’яті, адаптованих до потреб конкретних додатків, але неймовірно малоймовірно, що ми побачимо більш значні зміни, ніж це. Набагато ймовірніше, що компанії продовжуватимуть виготовляти пам’ять DDR роками.