Как работает модуль оперативной памяти

Оперативная память (ОЗУ, оперативное запоминающее устройство) – это часть системы памяти ПК, в которую процессор может обратиться за одну операцию. Она предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения операций, и передаёт их ему непосредственно либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.

В оперативной памяти хранятся активные программы, которые ПК использует в текущее время. Скорость считывания-записи у ОЗУ намного выше, чем у жесткого диска.

Жесткий диск физически не в состоянии работать со скоростью, которая окажется достаточной, чтобы загрузить ЦПУ информацией для производства вычислений и записывать промежуточные результаты вычислений.

При этом информация в ОЗУ хранится кратковременно и в меньшем объеме, чем на жестком диске. Недостаточный объем оперативной памяти всегда существенно замедляет работу системы. Когда памяти не хватает, ОС выгружает программы на жесткий диск, чтобы освободить место для выполняемых программ и данных.

В современных вычислительных устройствах, оперативная память выполнена по технологии динамической памяти с произвольным доступом (dynamic random access memory, DRAM). Память с произвольным доступом предполагает, что текущее обращение к ней не учитывает порядок предыдущих операций и расположения данных в ней.

Динамическая оперативная память сохраняет данные в течение очень короткого промежутка времени. Время доступа к ней порядка 60 нс.

В статической оперативной памяти – SRAM – Static RAM данные автоматически сохраняются, пока присутствует питающее напряжение. SRAM не требует постоянной регенерации памяти, как DRAM.

Основная часть ОЗУ в ПК содержит DRAM – SDRAM, объем которой достигает 1 Гбайт и более. Однако скорость взаимодействия с ЦП невысока. Поэтому в ней хранятся данные, которые могут понадобиться ЦП.

Кэш-память – это SDRAM-память небольшого объема.

Кэш-память первого уровня – Levell – имеет очень малое время доступа и располагается на чипе ЦП, объем этой памяти небольшой.

Кэш-память второго уровня – Level2 – «сглаживает» разницу между скоростью ЦП и скоростью основной памяти. Объем кэш-памяти ЦП сильно влияет на его производительность.