Для чего нужна оперативная память и как она работает

От объема оперативной памяти зависит быстродействие компьютера, ноутбука, смартфона, планшета. Слишком большой ее объем не всегда целесообразен. Вивиан Макколл, Джефф Тайсон и Крис Поллетт рассказали, для чего необходима оперативная память, как она работает и в каких программах нужна больше всего.

Принцип работы оперативной памяти

Что такое оперативная память? Оперативная память (ОЗУ, RAM) — динамическое хранение временных данных ПК. Важно не путать ее с постоянной памятью — жестким диском или твердотельным накопителем SSD. Оперативная память — временное рабочее пространство, в котором выполняется обработка данных. Она обладает способностью считывать и записывать любой отдельный байт, когда устройства хранения информации (HDD или SSD) считывают и записывают много байтов одновременно.

Наиболее распространенный тип оперативной памяти — динамическая оперативная память (DRAM). Когда в паспорте компьютера указано 8 ГБ, это относится к DRAM. Высокоскоростная SRAM используется в качестве внутренней промежуточной области. Статическая оперативная память (SRAM, S-RAM) задействована в работе высокоскоростных регистров, кэшей и относительно небольших банков памяти, таких как буфер кадров на видеокарте.

За что отвечает оперативная память? На портале Insider Вивиан Макколл пишет, что ОЗУ отслеживает, какие программы работают в фоновом режиме и какие функции выполняют. С помощью RAM ранее загруженные программы в следующий раз откроются быстрее за один сеанс включенного ПК.

Благодаря RAM возможно быстро переключаться между вкладками браузера, потому что память компьютера держит их готовыми к использованию. Преимущество оперативной памяти заключается в том, что она поддерживает скорость работы компьютера и делает многозадачность удобной.

Оперативная память ограничена. Если в ее хранилище информации больше дозволенного, ОЗУ начнет «забывать» все, что посчитает низкоприоритетным. Если недостаточно оперативной памяти, компьютер замедлится.

Структурно оперативная память напоминает соты пчел: она поделена на ячейки, каждая из которых используется для хранения временных данных, которые поступают с внешних устройств. Информация преодолевает определенный путь. Из жесткого диска, SSD или флешки данные поступают в ОЗУ, откуда перенаправляется в центральный процессор для обработки.

Информация между оперативной памятью и CPU передается посредством кэш-памяти. С ее помощью данные быстрее доставляются от RAM в регистры центрального процессора. Для выполнения процесса на материнской плате есть специальный контроллер, который находится в северном мосту. North Bridge (северный мост) — чипсет материнской платы, который отвечает за подключение CPU к высокопроизводительным шинам (RAM, графический контроллер).

Есть еще одна особенность работы ОЗУ. Память поделена на разделы при помощи специального ПО, встроенного в ОС. Оперативка динамически распределяет память, чтобы экономно распоряжаться имеющимся объемом. Во время работы равномерно распределяются участки памяти между работающими задачами: от одних забирается лишнее, чтобы другим добавить необходимую память для нормальной работы.

Клуб DNS описал важные характеристики оперативной памяти, на которые следует обратить внимание при ее выборе:

1. Частота (МГц)— величина, которая указывает на количество операций, которые устройство выполняет за промежуток времени (зависит от таймингов).
2. Тайминги (например, 11–11–11–28) — внутренняя задержка, выраженная в тактах времени, по прошествии которого происходят чтения, записи, обработка, подача напряжения и прочие операции.
3. Пропускная способность (MB/s или GB/s) — скорость работы памяти с данными.
4. Емкость (ГБ) — объем хранилища ОЗУ.

Задачи оперативной памяти

Для чего нужна оперативная память в компьютере? Клуб DNS пишет, что ОЗУ обеспечивает быструю работу операционной системы, браузера, игр и других приложений за счет высокой скорости чтения данных в сравнении с HDD и SSD. При заполнении всего объема оперативной памяти компьютер начинает подвисать.

Когда не хватает оперативной памяти, во время игр или работы программ он начнет использовать файл подкачки жесткого диска для дополнительной ОЗУ. Это значительно ухудшает производительность, отчего происходят фризы, снижение FPS, подтормаживания. Авторы портала HowStuffWorks Джефф Тайсон и Крис Поллетт пишут, что количество RAM особенно важно, когда выполняете много графической работы или играете в требовательные игры.

Для чего нужна оперативная память в играх? ОЗУ необходима для работы системных процессов в режиме реального времени. При загрузке игры все текстуры, локации и прочие данные загружаются с жесткого диска в оперативную память. В ней хранятся все настройки, которые игрок использует во время игрового процесса.

ОЗУ необходима для операционной системы. Рекомендуемые минимальные требования такие:

• для 32-разрядной Windows 10 — 1 ГБ;
• для 64-разрядной Windows 10 — 2 ГБ;
• для Windows 11 — 4 ГБ;
• для MacOS 11 (Big Sur) — 4 ГБ.

Оперативная память позволяет получать доступ к нескольким программам одновременно с большой скоростью и эффективностью. Это касается несложных разработок, но существует ряд софта, которому всегда мало памяти. Клуб DNS выделил такие направления:

1. 3D-рендеринг — одна из самых тяжелых категорий для оперативной памяти и компьютера в целом. Построение сложных трехмерных сцен в реальном времени задействует всю мощность компьютера. Основной удар возьмет на себя видеокарта во время финального рендеринга. Во время создания серьезного проекта оперативная память загружается множеством деталей. Для такой работы 16 ГБ ОЗУ будет слишком мало. Дизайнеры стремятся к 128 ГБ для комфортной работы.
2. Обработка фотографий. Такие фоторедакторы, как Adobe Photoshop — сложные макеты, которые имеют в своем распоряжении множество инструментов. Всех их необходимо подгрузить для комфортной работы, а за это отвечает оперативная память.
3. Видеомонтаж. Для монтажа видеороликов используют сложные программы, которые имеют тысячи инструментов, пресетов, плагинов. Рабочая область имеет несколько секторов, в которых находятся эффекты, предосмотровое окно, микшеры для звуковой дорожки и многое другое. Для монтажа видео в FullHD не всегда хватает даже 32 ГБ.
4. Создание музыки. Для этого используют DAW — программы, в которых одновременно обрабатывают десятки звуковых дорожек. Каждый звуковой элемент пропускают через разные обработки, которые потребляют определенную часть ОЗУ. Есть и требовательные плагины, семплеры, эмуляторы синтезаторов, гитарных кабинетов. Все это потребляет ресурсы оперативной памяти.
5. Игровые движки. Требуется немалое количество ОЗУ, чтобы создавать игры для ПК. В процессе создание задействуется 3D-моделирование, анимации, работа с текстурами и освещением, построение виртуальных сцен, программирование.
6. Сервера. Здесь оперативная память играет важную роль.
7. САПР и CAD — системы автоматизированного проектирования, которые предназначены для инженеров. Крайне требовательны к ОЗУ.

Для чего нужна оперативная память в телефоне? ОЗУ в смартфоне необходима для хранения данных активных приложений, к которым обращаются процессор и ядро операционной системы.

Если заметили, что ПК притормаживает, интернет-страницы долго загружаются, а программы и игры с трудом запускаются, обратите внимание на оперативную память: возможно, необходимо увеличить объем ОЗУ.

Що таке оперативна пам’ять комп’ютера, на що вона впливає: відповіді на 6 популярних питань

Що таке оперативна пам’ять і як вона функціонує, розповідає цей гайд. У ньому також можна знайти інформацію про те, для чого вона потрібна будь-якому ПК, включаючи настільні, портативні, планшетні, а також смартфони, і як вона впливає на його роботу.

Що таке оперативна пам’ять комп’ютера

ПГО суті, це – девайс, який запам’ятовує дані, що обробляються іншими комплектуючими. Цей компонент комп’ютера/ноутбука є енергозалежною. RAM зберігає:

• власний програмний код;
• всі дані, включаючи проміжні, які приймає і відправляє процесор.

Структура ОЗП

Складається пристрій вкрите дрібною сіткою. Інформація може міститися в кожній з них. У всіх них є:

1. адресу, за якою можна звернутися до будь-якому осередку;
2. вміст.

Зрозуміло, в ОЗП є і роз’єми, за допомогою яких вона підключається до материнке ПК.

Принцип роботи оперативної пам’яті

Оперативна пам’ять нерозривно пов’язане з роботою ЦПУ і накопичувачів. Що робить RAM? Спочатку дані з носія інформації надходять саме в нього, а потім – обробляються процесором. Інфообмен між цими компонентами може відбуватися безпосередньо, але, як правило, в цьому процесі задіяна кеш-пам’ять.

Що таке cash memory? Це високошвидкісна локальна пам’ять, яка містить невеликі сектори. Вона потрібна як тимчасове сховище тих даних, до яких користувач звертається найчастіше. Завдяки їй інформація швидше поставляється в процесорні регістри. В результаті зменшуються або зовсім виключаються вимушені простої ЦП, і, відповідно, підвищується загальна продуктивність збірки.

За роботу ОЗП відповідає розміщений в North Bridge чіпсета плати контролер. Завдяки цьому CPU під’єднується до вузлів, які застосовують високошвидкісні шини: оператива, графічний пристрій.

На що впливає оперативна пам’ять в комп’ютері

Потужність ЦП прямо пропорційна об’єму RAM . Це означає, що чим вище швидкість пам’яті, тим швидше вся збірка в цілому. Однак це не єдиний значущий параметр, який необхідно враховувати.

На продуктивність самої оператіви впливає:

• Об’єм – чим більше гігабайт, тим краще.

Важливо: при виборі модулів слід враховувати, який об’єм підтримує системна плата.

• Частота – пропускна здатність. Вимірюється в мегагерцах.
• Покоління – чим новіше, тим краще.

Детальніше про типи RAM: – це відлуння з минулого, але такі модулі ще життєздатні і досить часто зустрічаються в простих збірках. Сучасні високопродуктивні планки відносяться до типу DDR4. На нього варто звернути увагу, якщо потрібен суперпродуктивний ПК. Саме «четвірка» дає потрібну швидкість для ігор, професійних програм для роботи з аудіо-, відеоконтентом, графікою.

Можливі режими роботи

Є таке поняття, як багатоканальність. Суть в тому, що два модуля по чотири гігабайти дають велику продуктивність ноутбука або ПК, ніж одна планка оператіви на 8 ГБ.

Примітка: недорогих материнок підтримує 2-канальний, а середній клас і топові плати – чотири-, а то і восьмиканальний режим.

Якщо в системній платі пара гнізд під ОЗП, але при цьому в характеристиках є підтримка роботи в двох каналах, то тут все просто: потрібно лише встановити модулі. Якщо ж на такому пристрої чотири слота, тоді планки встановлюються через одну. Як правило, роз’єми різних каналів відрізняються за кольором, так що навіть новачкові буде легко розібратися.

Як подивитися, що займає оперативну пам’ять на комп’ютері

RAM не буває багато. Більшість додатків «їдять» ОЗП з великим апетитом. Особливо ненажерливий професійний софт для роботи з аудіо і графікою, а також ігри. Але є додатки, які запускаються у фоновому режимі і даремно витрачають ресурс, негативно впливаючи на швидкодію. Найчастіше – це:

• шкідливе ПО;
• софт з автозавантаження, який використовується рідко.

Почистивши ПК від вірусів, з автоматичного запуску зайве, власник зможе звільнити чимало корисного об’єму пам’яті і підвищити швидкість системи.

Браузери – окрема тема. Кожна вкладка є по суті новим процесом, і якщо їх багато, а об’єм оперативної пам’яті невеликий, все буде працювати повільніше.

Розвантажити пам’ять нескладно. Для цього необхідно скористатися «Диспетчером завдань», через який можна відстежити активну ПО і відключити зайве. Що робити: скористатися комбінацією Ctrl + Alt + Delete і вибрати відповідний пункт. Також можна клацнути по «Панелі задач» правою клавішею мишки і в розпочатому меню натиснути на потрібний розділ.

Деякий ПО працює у фоновому режимі. Ознайомитися з активними утилітами такого типу можна у вкладці «Процеси».

Примітка: запущені ОС ПРОЦЕСИ не можна відключати, інакше можна порушити роботу ПК, лептопа. Відключати служби або програми потрібно, тільки якщо користувач впевнений в своїх діях.

Як відключити зайві служби

Оперативна пам’ять – значимий компонент в комп’ютерній системі, без якого вона не буде працювати. Крім того, ця комплектує безпосередньо впливає на продуктивність PC. Знаючи, для чого потрібна ОЗП, як вона працює і як зняти з неї зайве навантаження, можна прискорити всю систему.

Зачем нужна оперативная память

Современные гаджеты и устройства наделены оперативной памятью (ОЗУ). Однако многие пользователи не задумываются о том, что это такое и зачем нужна оперативная память в ноутбуке или ПК. При этом, ОЗУ это важная деталь, влияющая на быстродействие устройств. Рассмотрим этот вопрос, расскажем, зачем оперативной памяти частота, какие существуют стандарты и другие особенности.

Что такое оперативная память?

Перед тем как мы расскажем, зачем нужна оперативная память, определим, что это такое. Это важная деталь в любом устройстве, которая влияет на быстродействие разных приложений. ОЗУ нужна для хранения команд, временных данных, необходимых для процессора ноутбука или ПК, чтобы совершать разные операции. Есть разные виды ОЗУ, предназначенные для разных задач. Она выполнена в виде удлиненного чипа в зеленом цвете. В «системнике», либо под задней крышкой ноутбука, есть специальное отделение, где находится «оперативка». Даже пользователи, не разбирающиеся в технике, могут установить ОЗУ самостоятельно.

Принцип работы ОЗУ

Чтобы понять зачем компьютеру оперативная память, изучите особенности ее функционирования. Распространенным видом «оперативки» является DRAM (динамическая ОЗУ). Если в технической документации к устройству указано 8 ГБ, это означает DRAM. При этом, SRAM (высокоскоростная ОЗУ) применяется как внутренняя промежуточная область. Для функционирования кэшей, высокоскоростных регистров, буфера кадров видеокарты используется статическая «оперативка», которая обозначается как S-RAM. ОЗУ необходима для отслеживания работы программ в фоновом режиме, а также того, какие функции они выполняют. RAM способствует быстрому открытию загруженных программ в дальнейшем (в рамках одного сеанса включенного персонального компьютера). RAM обеспечивает быстрое переключение вкладок в браузере, так как память ПК держит их готовыми к применению. ОЗУ способствует поддержанию высокоскоростного функционирования компьютера, что сказывается на удобстве многозадачности. Определив, зачем нужна оперативная память в компьютере, необходимо изучить особенности ОЗУ, ведь она ограничена. В ситуации, когда в хранилище объем информации превышает дозволенный уровень, «оперативка» начинает забывать низкоприоритетную информацию. Когда ОЗУ в ПК недостаточно, устройство замедляет работу. По структуре, ОЗУ напоминает пчелиные соты. Она включает ячейки, в которых хранятся временные данные, поступающие с внешних устройств. Данные из флеш-накопителя, SSD или жесткого диска поступают в оперативную память, а далее направляются для обработки в центральный процессор.

Особенности

Для определения частоты конкретных модулей, изучите наклейку, на которой указана комбинация из букв и цифр. Также можно воспользоваться специальными программами для определения параметров ОЗУ. Рассмотрим на конкретном примере: DDR3-1600 PC3-12800 CL9 TCC REG. В этой комбинации цифр и букв, DDR3 указывает на поколение «оперативки». Этот тип является самым распространенным. 1600 указывает на рабочую частоту, измеряемую в МГц. PC3-12800 – характеристика, определяющая пропускную способность, т.е. то, какой объем информации обрабатывает ОЗУ за 1 сек. С19 – информация, указывающая на тайминг ОЗУ (единица измерения – миллисекунды). ЕСС – память, наделенная контролем честности. Модуль обладает особым контроллером, который исправляет ошибки, возникающие в работе. Чтобы повысить «оперативку» нужно изучить каждый из перечисленных параметров. В противном случае, можно столкнуться с несовместимостью оперативной памяти и устройства.

Как установить?

Мы выяснили, зачем оперативная память нужна в ПК и ноутбуках, теперь рассмотрим вопрос ее установки на устройство: Выключите ПК и подождите 5 минут. Откройте системный блок. Найдите свободные слоты на материнской плате и установите в них ОЗУ. Каждая плата относится к конкретному поколению DDR. На фоне увеличения «оперативки», увеличится быстродействие ПК. Изучите вопрос о том, зачем увеличивать оперативную память, так как это нужно делать обдуманно. Изначально определите, какая «материнка» установлена на Вашем компьютере, с учетом модели или марки устройства. Эта информация поможет понять, какой объем оперативной памяти можно добавить, и целесообразно ли это делать. Для увеличения памяти: Определите модель «материнки», либо лэптопа. Определите объем оперативной памяти и модуля. Проверьте, совместима ли ОЗУ с конкретным типом «материнки». Купите модуль. Установка памяти не вызывает сложностей. Для этого достаточно изучить процесс поверхностно, а также понимать, из каких элементов состоит ноутбук или компьютер и какие функции выполняют составляющие части устройства.

Стандарты ОЗУ

Актуальным современным стандартом считается DDR4. Если сравнивать его с DDR3, то он является более энергоэффективным, имеет высокие скоростные параметры. Специалисты считают, что разница между этими стандартами составляет от 20 до 30%. Но в случае со старыми переносными компьютерами, учитываются стандарты, поддерживаемые материнской платой. В таком случае, стандарт DDR3 зачастую используется с целью увеличения потенциала устаревших ПК, как в техническом, так и моральном плане. От «материнки» зависит максимальный объем памяти, который можно установить, а также предопределяет количество возможных для установки планок. В одной ситуации, можно установить лишь 2 слота, а в других – от 4 до 8. Чтобы обеспечить нормальную работу компьютера, важно чтобы каждый из установленных модулей был с одной частотой и от одного производителя.

Пропускная способность

Под пропускной способностью принято понимать скорость, чем она выше, тем лучше для пользователя ПК или ноутбука. Однако, в некоторых ситуациях принципиальной важности в плане пропускной способности нет.

Частота

По этому параметру можно понять объем операций по пересылке данных, выполняемых за 1 секунду. В случае с оперативной памятью DDR4, рабочая частота составляет 2300 МГц, в то время как у DDR3 этот показатель равняется 1866 МГц. Некоторые «материнки» (преимущественно игровые), обладают поддержкой XMP, за счет чего частота автоматически разгоняется выше стандартной отметки в 2400 МГц. На этой частоте активизируется каждый модуль (по умолчанию), в то время как в других ситуациях, требуется ручное увеличение частот.

Дополнительные опции

Зачастую, если оперативная память на частоте ниже 2133 МГц, нагревание плат не происходит. В случае с модулями высокого качества, в особенности тех, которые используются для игр, требуется использование специальных радиаторов для их охлаждения. Светодиодная подсветка нужна по большей мере для красоты. Платы с подсветкой эффектно смотрятся в темноте в случае с компьютерами, у которых прозрачный корпус. При этом, на работу ПК подсветка не влияет.

При подготовке материала использовались источники:
https://www.nur.kz/technologies/devices/1885307-dla-cego-nuzna-operativnaa-pamat-v-komputere/
https://www.moyo.ua/news/chto-takoe-operativnaya-pamyat-kompyutera-na-chto-ona-vliyaet-otvety-na-6-populyarnykh-voprosov.html
https://gk-ht.ru/blog/tekhnologii/zachem-nuzhna-operativnaya-pamyat/