Валентин Холмогоров
Для обеспечения нормальной работы любого персонального компьютера требуется специальное программное обеспечение, способное организовать ввод, обработку и вывод различной информации. После включения питания машины и окончания инициализации устройств эти программы должны стать доступны для взаимодействия с процессором, который, руководствуясь заложенными в них алгоритмами, сможет обеспечить обмен данными между различным оборудованием ПК, реагировать на действия пользователя, организовать вывод результатов работы на монитор или принтер. Все эти программы считываются с носителей информации в специальный аппаратный модуль, называемый оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), которое в англоязычной документации нередко обозначается также термином RAM (Random Access Memory), а в русском переводе – оперативной памятью или просто памятью.
ОЗУ является энергозависимым устройством, иными словами, информация хранится в микросхемах оперативной памяти только до тех пор, пока на материнскую плату компьютера подается электропитание. При выключении машины или при ее перезагрузке все хранящиеся в ОЗУ данные уничтожаются и затем вновь помещаются в оперативную память при повторном включении ПК.
Помимо собственно программ, в оперативную память временно записывается вся информация, с которой в текущую минуту работает пользователь, например, там хранится редактируемый им в данный момент времени текст или прослушиваемая мелодия. Как только пользователь завершает сеанс работы с тем или иным файлом, он удаляется из оперативной памяти, чтобы освободить в ней место для других данных.
Для того чтобы понять принцип работы оперативной памяти, можно сравнить ее с камерой хранения большого вокзала, в которой для каждого предмета отведена своя ячейка с индивидуальным номером – такие номера ячеек ОЗУ принято называть адресами памяти. Когда процессору требуются какие-либо данные, он извлекает их из ячейки-хранилища с соответствующим номером – запрашивает из области памяти с заданным адресом, а в освободившуюся ячейку он может поместить какую-либо другую информацию, например, результат обработки предыдущей команды.
Объем оперативной памяти современного компьютера измеряется в мегабайтах (Мb) и может достигать даже нескольких гигабайт. Физически в архитектуре персонального компьютера оперативная память представлена в виде небольшой платы или нескольких плат, содержащих набор специальных микросхем. Одна такая плата, которую принято называть модулем памяти, имеет некий конечный объем в мегабайтах, составляющий, как правило, ту или иную стандартную величину, например, 64, 128, 256 или 512 Мb. Модули RAM устанавливаются в специальные разъемы на материнской плате компьютера. Давайте рассмотрим существующие стандарты модулей оперативной памяти более подробно.
На компьютерах устаревших модификаций, собранных на базе процессоров 80386, i486, а также первых моделей Pentium использовались модули памяти SIMM (Single Inline Memory Module). На Pentium-совместимых компьютерах платы SIMM устанавливались в специальные разъемы попарно: например, для того чтобы оснастить компьютер 32 Мb оперативной памяти, требовалось подключить к материнской плате 2 модуля SIMM по 16 Мb или 4 модуля емкостью 8 Мb каждый. Оперативная память стандарта SIMM выпускалась в двух модификациях: FPM (Fast Page Mode) с напряжением питания 5 В для компьютеров стандарта IBM PC 486 и более современный вариант EDO (Extended Data Output) с питанием 3,3 В. Минимальная емкость одного модуля памяти SIMM составляла 4 Mb, максимальная – 32 Mb.
Постепенно стандарт SIMM был практически полностью вытеснен новой технологией, получившей название DIMM (Double Inline Memory Module). Модули памяти DIMM имели 168 контактов (в отличие от 72-контактного SIMM) и обладали значительно большим быстродействием, причем к материнской плате можно было подключить как один, так и несколько таких модулей, емкостью от 32 до 128 Mb каждый.
В современных персональных компьютерах используются модули памяти модификации DIMM DDR (Double Data Rate), емкость одного такого модуля может варьироваться в диапазоне от 64 Mb до 1 Gb. Существует несколько вариантов реализации оперативной памяти стандарта DIMM DDR, отличающихся пропускной способностью, которая определяется количеством бит в секунду, принимаемых и передаваемых оперативной памятью в процессе ее функционирования. В настоящее время выпускаются модули памяти DIMM DDR стандартов PC1600, PC2100, PC2700 и PC3200 (пропускная способность 1600, 2100, 2700 и 3200 Мb/s соответственно).
Модули оперативной памяти
С появлением персональных компьютеров, работающих под управлением процессора Intel Pentium IV, компанией Rambus был разработан новый стандарт оперативной памяти, получивший наименование RIMM (Rambus Inline +Memory Module). Так же, как и в случае использования SIMM, модули RIMM устанавливаются в разъемы на материнской плате компьютера попарно, однако при этом они обладают несоизмеримо более высоким быстродействием и пропускной способностью. Вместе с тем, в силу сравнительно большой стоимости модулей памяти RIMM, далеко не все производители материнских плат обеспечили поддержку этой технологии, и потому данный стандарт в конечном итоге не получил широкого распространения. В настоящее время в архитектуре современных персональных компьютеров наиболее часто используется оперативная память стандарта DIMM DDR различных модификаций.