Дербес компьютердің жедел жады, оның түрлері мен қасиеттері
Кездейсоқ қол жеткізу жады (RAM, RAM) астында компьютердің салыстырмалы түрде жылдам тұрақсыз жадты түсіну әдеттегідей, ол арқылы құрылғылар арасында ақпарат алмасу операцияларының көпшілігі жүзеге асырылады. Жадтың бұл түрі тұрақсыз, сондықтан электр қуаты өшіп қалған жағдайда ондағы барлық деректер жойылады.
Бұл мақалада сіз дербес компьютерлерге арналған жедел жадтың негізгі түсініктері мен мүмкіндіктерімен танысасыз.
Негізінде ЖЖҚ процессордың одан әрі өңдеуі үшін кезекте тұрған деректер ағындарының репозиторийімен салыстыруға болады. Барлық құрылғылардың оперативті жадымен байланысы жүйелік шина арқылы жүзеге асырылады, ал жадпен алмасу кэштің көмегімен немесе тікелей жүзеге асырылады.
ЖЖҚ – жедел жад, сондықтан жадтың бұл түрі қалған блоктарды айналып өтіп, қажетті блокқа тікелей қол жеткізе алады. Кездейсоқ қол жеткізу жылдамдығы қалаған деректердің орналасқан жеріне қарамастан өзгеріссіз қалады, бұл плюс.
ЖЖҚ өзгертуге және толықтыруға болатын жеке модульдер түрінде (мысалы, ДК-де), сондай-ақ құрылғылардың немесе микросхемалардың жеке блоктары түрінде (микроконтроллерлердегі сияқты) ұсынылған.
Жад түрі ROM
ROM типті жады (ROM) деректерді сақтауға мүмкіндік береді, бірақ оның оларды өзгерту мүмкіндігі жоқ. Осы себепті жадтың бұл түрі тек ақпаратты оқу үшін қолданылады. Сондай-ақ, ROM кейде тұрақты жад ретінде жіктеледі, себебі оған жазылған кез келген ақпарат қуат өшірілгенде сақталады. Осы себепті ROM компьютерді іске қосу командаларының репозиторийі болып табылады, басқаша айтқанда, жүйеге жүктелетін бағдарламалық қамтамасыз ету.
ROM және RAM туралы қарама-қарсы сөйлемдер, өйткені ROM негізінен RAM деп аталатын жүйенің бөлігі болып табылады. Қарапайым тілмен айтқанда, RAM ROM үшін мекенжай кеңістігінің бір бөлігін бөледі. Бұл бөлу операциялық жүйені жүктеуге арналған бағдарламалық жасақтаманы уақытша сақтау қажеттілігінен туындайды.
Негізгі BIOS коды аналық плата мен адаптер карталарында берілген ROM чиптеріне орналастырылған. Олар енгізу-шығару жүйесінің қосалқы режимдерін, сондай-ақ белгілі бір тақтаға қажетті драйверлерді сақтауға арналған, бұл әсіресе жүктеудің ерте сатысында іске қосылуы керек тақталарға қатысты, мысалы, бейне адаптер.
DRAM жады түрі
DRAM жады түрі тұрақты жартылай өткізгіштік жедел жад (RAM) болып табылады. Сонымен қатар, DRAM қазіргі кезде шығарылатын компьютерлерде жедел жад ретінде кеңінен қолданылатын сақтау құрылғысы болып табылады.
DRAM ұяшықтары жартылай өткізгіш материалдан тұрады, әрбір ұяшықта белгілі бір ақпарат (4 битке дейін) сақталады. Бұл ұяшықтар жиынтықта жолдар мен бағандардың белгілі бір санын қамтитын «тіктөртбұрышқа» ұқсайды. Осындай төртбұрышты құрылымдардың бірі бет деп аталады, ал беттер жиынтығы банк деп аталады. Жоғарыда көрсетілген ұяшықтардың әрбір жиынтығын шартты түрде аймақтарға бөлуге болады.
Жад құрылғысы ретінде DRAM микросұлбалары бар электрлік тақтадан және модульдің аналық платамен байланысуы үшін қажетті қосқыштан тұратын модуль болып табылады.
SRAM кэш дегеніміз не
SRAM - бұл басқа жад түрлерінен мүлде ерекшеленетін статикалық жедел жадтың белгіленуі. Бұл жад статикалық деп аталады, өйткені оның динамикалық жедел жадтан негізгі айырмашылығы оның мазмұнын сақтау кезінде мерзімді регенерацияны қажет етпейтіндігінде. Жылдамдық бойынша SRAM динамикалық жедел жадқа қарағанда жоғары өнімділікке ие.
SRAM DRAM-дан әлдеқайда жылдам болса да, екі кемшілігі бар, яғни оның тығыздығы төмен және құны жоғары. Төменгі тығыздық дегеніміз SRAM-дың үлкен өлшемдері бар, ақпарат сыйымдылығы аз. Осы факторлардың барлығы SRAM-ды компьютердің жедел жады ретінде пайдалануға мүмкіндік бермейді.
Құнның айтарлықтай өсуін болдырмау үшін жоғары жылдамдықты SRAM жады кэш ретінде аз мөлшерде ғана орнатылады. Жұмыс кезінде кэш жады процессордың тактілік жиіліктеріне жақын немесе тіпті оған тең тактілік жиіліктерді пайдаланады. Сондай-ақ, жадтың бұл түрі деректерді оқу және жазу кезінде процессормен қолданылатынын атап өткен жөн.
ЖЖҚ түрлері және өнімділігі
Жад өнімділігі туралы шатасуды болдырмау үшін келесі тармақтарды ескерген жөн: өнімділіктің өзі наносекундтармен өлшенеді, ал процессор жылдамдығы МГц және ГГц-де өлшенеді.
Наносекунд секундтың миллиардтан бірі, басқаша айтқанда, бұл өте аз уақыт.
Жоғарыда айтылғандай, жад микросхемаларының және тұтастай жүйенің жылдамдығын өлшеу бірліктері МГц (секундына миллион цикл) және ГГц (секундына миллиард цикл) болып табылады. Бүгінгі күні шығарылған процессорлар 4 ГГц-ке дейінгі тактілік жиілікке ие, бірақ олардың өнімділігіне неғұрлым дамыған ішкі архитектура оң әсер етеді (мұның мысалы бірнеше ядролардың болуы).
Компьютерлердің эволюциясының нәтижесінде жадыға қол жеткізудің тиімділігін арттыру үшін әзірлеушілер кэштеудің әртүрлі деңгейлерін жасады, бұл кейінірек жедел жадыға процессордың шақыруларын ұстап тұруға мүмкіндік берді, оның жылдамдығы әлдеқайда төмен. Жақында ғана DDR, DDR2, DDR3 SDRAM жад модульдері процессор шинасы өнімділік көрсеткіштерін «қуып» үлгерді, бұл өз кезегінде жадының өнімділігіне оң әсер етті.
DDR SDRAM
ЖЖҚ микросхемаларының үлгі диапазоны айтарлықтай әртүрлі, ал бүгінгі күні ДК жиі SDRAM және DDR SDRAM деп аталатын жадтың тек екі түрін пайдаланады.
SDRAM – жұмыс тәртібінде жад шинасымен синхрондалатын динамикалық жедел жады. Бүгінгі күні SDRAM жадының екі түрі бар: ДК 100 және ДК 133. Сонымен, ДК 100 100 МГц, ал ДК 133 133 МГц жиілікте жұмыс істейді. Қазіргі уақытта SDRAM жады өте сирек кездеседі, көбінесе Pentium 3 процессоры бар компьютерлерде.
2001 жылдан бастап жетілдірілген DDR SDRAM жады стандартына артықшылық берілді. Ағылшын тілінен аударғанда «DDR» бұл ЖЖҚ түрінің мәні болып табылатын «қосарланған ақпаратты беру жылдамдығы» дегенді білдіреді. DDR SDRAM жұмысы үш тактілік жиілікті қамтамасыз етеді – 266, 333, 400 МГц. Бұл жағдайда спецификация жолындағы әртүрлі сатушылар Мб/с-пен өлшенетін жедел жадтың тактілік жиілігін де, өткізу қабілеттілігін де көрсете алатынын есте ұстаған жөн.
DDR2
DDR2 SDRAM – ақпаратты беру жылдамдығы екі еселенген синхронды динамикалық жедел жадтың екінші буыны. ЖЖҚ-ның бұл түрі компьютерлерде бейне жады ретінде де қолданылады. DDR2 SDRAM-дың ізашары DDR SDRAM болды.
2010 жылы жадтың бұл түрі негізінен DDR3 жадымен ауыстырылды.
DDR2 мен DDR арасындағы негізгі айырмашылықтар шинаның екі есе жиілігін қамтиды, соның арқасында жад микросхемасының буфері деректерді қабылдайды. Бұл ретте қажетті ағынды қамтамасыз ету үшін деректер автобусқа бір уақытта 4 жерден беріледі.
DDR3
DDR3 SDRAM – қос деректер жылдамдығы бар үшінші буын синхронды динамикалық жедел жады. Жадтың бұл түрі есептеуіш техникада операциялық жады ретінде пайдаланылуымен қатар, оны бейнежад ретінде де пайдалануға болады. DDR3 ізашары DDR2 SDRAM болды. DDR3 пайда болуымен дайындық 8 битке дейін өсті.
DDR3 DDR2 модульдеріне қарағанда қуатты аз тұтынады, бұл жад ұяшықтарына төмен кернеу беру арқылы жеңілдетіледі. Қоректендіру кернеуін төмендетуге чиптерді өндіру кезінде неғұрлым ұсақ процесті қолдану және қос қақпалы транзисторларды пайдалану арқылы қол жеткізілді, бұл өз кезегінде ағып кету тогын азайтты.
Сондай-ақ DDR3L жадының нұсқасы бар, ол одан да төмен қуат тұтынуы бар, 1,35 В дейін жетеді, бұл DDR3-тен 10 пайызға аз.
2012 жылы смартфондарда пайдалану үшін шығарылған жаңа әзірлеме - DDR3L-RS жады туралы белгілі болды.
SIMMM, DIMM және RIMM
Бастапқыда физикалық жедел жад жеке чип (DIP) болды, ал IBM XT және AT сияқты жүйелердің тақталары жад микросхемаларын белсендіруге арналған 36 қосқышты қамтуы мүмкін. Уақыт өте келе жад микросхемалары автобус қосқыштарына қосылған бөлек тақталарға орналастырыла бастады.
Сондай-ақ, бұл ұйымның кемшіліктеріне микросұлбалардың розеткаларынан мезгіл-мезгіл «шығып кетуі» жатады, соның салдарынан компьютерлік жабдық үнемі қосылып-өшіп тұрды, оның салдары микросұлбалардың қызып кетуі болды, бұл өз кезегінде жад қатесін тудырды. Бұл мәселе чипті розеткаға мықтап енгізгеннен кейін шешілді.
Бұл ақаулықты тек микросхемалардың контактілерін аналық платаның немесе кеңейту картасының бетіне тікелей дәнекерлеу арқылы шешуге болады. Дегенмен, модульдердің бірі істен шыққанда, оны кесіп тастауға және жаңа чипті дәнекерлеуге тура келді. Осыдан микросұлбаларды бір уақытта дәнекерлеуге және оңай ауыстыруға тура келді. Бұл принцип SIMM модульдерінде қолданылған.
Жұмыс үстелі жүйелерінің басым көпшілігі жеке жад микросхемаларын орнату кезінде балама ретінде SIMM, DIMM, RIMM модульдерін пайдаланады, олар аналық платаға жад микросхемалары салынған шағын тақталар.
Жад модульдерінің көлемі және басқа сипаттамалары
Пайдаланушы неғұрлым көп бағдарламаларды бір уақытта іске қосуды жоспарласа, соғұрлым оған жад модулінің көлемі қажет болады. Бұл көлемнің бір бөлігі жүйенің қажеттіліктеріне жұмсалатынын есте ұстаған жөн. Мәселен, мысалы, Windows XP жүйесінде ыңғайлы жұмыс үшін кемінде 1 ГБ жедел жады қажет, ал Windows 7 жүйесінде - кемінде 2 ГБ жедел жады қажет.
Жад модульдерінің басқа сипаттамаларына сағат жылдамдығы, өткізу қабілеттілігі және чип жатады. Жоғарыда көрсетілген сипаттамалар бір-біріне тәуелді, сондықтан белгілі бір жиілік тек белгілі бір өткізу қабілеттілігіне және белгілі бір чипке сәйкес келеді. Жиілік неғұрлым жоғары болса, деректер жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Сондай-ақ келесі ережеге назар аударған жөн: әрбір жад модулінің жалпы өткізу қабілеттілігі аналық платадағы жедел жад шинасы өткізу қабілетінен жоғары болмауы керек, әйтпесе жад өзінің толық әлеуетін ашпайды. Есте сақтау керек тағы бір нәрсе, аналық платалар микросхемалардың әртүрлі түрлерін қолдайды, сондықтан тек қолдау көрсетілетін жадты сатып алған жөн, өйткені бұл жасалмаса, жад баяу жұмыс істейді немесе мүлдем жұмыс істемейді.
Жад банктерін түсіну
Аналық плата мен жад модульдері (DIP, SIMM, SIPP және DIMM) жад банктерін бірлесіп ұйымдастырады. Пайдаланушы өз компьютеріне қосымша жад микросхемасын қосуды көздеген кезде банктер арасында жадты бөлу принциптері және олардың тақтада орналасуы туралы белгілі бір түсінік болуы керек.
Сонымен қатар, диагностикалық бағдарламаларды пайдалана отырып, сіз ақаулы ұяшықтың байт немесе бит мекенжайын көрсете аласыз, бұл нәтижесінде зақымдалған жад банкін анықтауға көмектеседі.
Жиі банктердің ені процессордың деректер шинасы енімен сәйкес келеді.
Ауыстыру кезіндегі жад өнімділігі
Егер істен шыққан модульді немесе жад микросхемасын ауыстыру қажет болса, жаңа элемент ауыстырылатын модуль түріне сәйкес келуі керек, бұл ретте оның кіру уақыты істен шыққан бөліктің сәйкес көрсеткішінен аз немесе оған тең болуы керек. Осылайша, жаңа элемент жоғары өнімділікке ие болуы мүмкін.
Белгілі бір талаптар тізіміне сәйкес келмейтін чиптерді немесе модульдерді пайдалану кезінде мәселелер туындауы мүмкін, мысалы, жаңарту циклдерінің ұзақтығы. Сондай-ақ, түйреуіштердегі, сыйымдылықтардағы, разрядтық тереңдіктердегі және дизайндағы сәйкессіздік теріс фактор болып саналады.
Тезірек әрекет ететін жад модульдерін орнату жағдайында бұл өнімділікке оң әсер етпейді, өйткені жүйеге кіру жиілігі өзгеріссіз қалады. DIMM, RIMM модульдерін пайдаланатын жүйелерде жылдамдықты оқу арнайы SPD ROM көмегімен орындалады.
Мұндай жүйелердің өнімділігін жылдамырақ жад модульдерін орнату арқылы жақсартуға болады.
Компьютердің жад сыйымдылығын арттыру үшін жүйелік тақтаға қосымша жад модульдерін орнату қажет. Көптеген жүйелерде опция модулін орнатуға арналған кемінде бір бос жад ұясы бар.
Кейбір жоғары өнімді жүйелер екі арналы жадты, басқаша айтқанда, екі бірдей жад модулін қажет етеді.
Жад модульдерін сатып алу кезінде ескеру қажет бірнеше тармақ бар. Олардың кейбіреулері жадты өндіруге және таратуға қатысты, ал қалғандары сатып алынған модульдердің түріне байланысты.
Компаниялардың көпшілігі жад модульдерін шығарумен айналысады, бірақ олардың аз ғана бөлігі чиптерді шығарады. Сонымен қатар, жад микросхемаларын шығаратын, оларды басқа компаниялардан сатып алатын, әртүрлі жад модульдерін шығаратын, мысалы, DIMM, RIMM сияқты бірнеше ғана компаниялар бар.
Жад модульдерін ауыстырған кезде
Әрбір аналық платаның жад ұясы орналасқан жағдайда, көбірек сыйымды модульдерді орнату қажет болады. Егер аналық платада екі DIMM слоттары болса (олар x65 процессорлары үшін жад банктері), модульдерді сыйымдылығы жоғары модульдермен ауыстыруға болады. Мысалы, егер ДК-де екі 256 МБ модуль орнатылса, олардың біреуін 512 Мбайт модулімен ауыстырса, ЖЖҚ жалпы көлемі 768 Мбайтқа дейін артады.
Дегенмен, жад модульдері түйреуіштердің санына сәйкес келсе де, бұл олардың жұмысының кепілі емес. Пайдалануға болатын BIOS жад модульдері мен жүйелік логикалық чиптерге белгілі шектеулер бар.
Жад қателері туралы
Жад қателерін жою өте қиын міндет, өйткені олардың пайда болу себептерін анықтау барлық жағдайларда мүмкін емес. Көбінесе пайдаланушылар барлық сәтсіздіктердің себептері бағдарламалық жасақтамаға байланысты деп санайды, бұл кезде шын мәнінде жад кінәлі.
Қателерді жою үшін пайдаланушының қолында кейбір диагностикалық бағдарламалар болуы керек. Айта кету керек, жадтағы бірқатар қателерді бір қолданба анықтап, екіншісіне байқамай қалуы мүмкін. Компьютер қосылған кезде, BIOS жадты тексеруді орындайды. Көбінесе компьютерді сатып алғанда, оған арнайы диагностикалық бағдарламалардың тізімі бар диск қосылады. Сондай-ақ бүгінгі күні нарық жадты тексерудің өз әдістерін қамтитын көптеген басқа диагностикалық утилиталарға толы.
Интернетте, егер қаласаңыз, әрбір пайдаланушы жадты диагностикалауға арналған көптеген құралдарды таба алады, мысалы:
Memtest86;
DocMemory диагностикасы;
Microsoft Windows жады диагностикасы.
