Оперативна пам’ять (RAM) – що це?

Оперативний пристрій (ОЗП) або оперативна пам’ять – електронний швидкісний компонент, який відповідає за короткочасне зберігання даних від запущених програм у процесі роботи комп’ютера. ОЗП – це швидка робота програм, ефективна багатозадачність, завантаження ігрових рівнів та ефекти, а також скорочення часу очікування.

Коли вмикають комп’ютер і запускають програмне забезпечення для роботи з програмами та роботи в інтернеті, певні дані підвантажуються в ОЗП. Таким чином, процесор отримує можливість швидкого доступу до інформації для необхідної роботи з нею.

Оперативна пам’ять – це енергонезалежний компонент, здатний запам’ятовувати дані, що обробляються іншими комплектуючими, а в момент вимкнення або перезавантаження пристрою весь вміст очищується. Об’єм та швидкодія оперативної пам’яті безпосередньо впливають на продуктивність комп’ютерів та мобільних гаджетів.

RAM зберігає:

• власний програмний код;
• всі дані, у тому числі й проміжні, які приймає та відправляє процесор.

Розшифровка ОЗП та RAM – що означає та в чому різниця

ОЗП (RAM) – це Оперативний Запам’ятовувальний Пристрій (Random Access Memory). Його використовують як короткочасне сховище комп’ютера, яке забезпечує швидкий доступ до даних і виступає як буфер між процесором і жорстким накопичувачем/твердим диском (HDD/SSD) – довгостроковим сховищем.

Коли відбувається завантаження комп’ютера, операційна система (Windows, macOS) витягується з твердотільного накопичувача/жорсткого диска й завантажується в оперативну пам’ять разом з будь-якими програмами або додатками, які відкриває користувач. Якщо збільшити ОЗП, це означає збільшити простір для зберігання інформації, до якої відбувається швидкий доступ. Таким чином, комп’ютер може одночасно запускати більше програм і відкривати більше файлів.

Ще одна назва оперативної пам’яті – DRAM, що розшифровується як Dynamic Random Access Memory. Це означає динамічна пам’ять із довільним доступом. Під час роботи її осередки вимагають постійної підзарядки, а місце розташування інформації в осередках не впливає на час її зчитування та запису.

Як влаштована оперативна пам’ять (RAM) – зовнішній вигляд

Найчастіше оперативна пам’ять для ПК та ноутбуків представлена ​​у вигляді окремого змінного компонента, який вставляється у спеціальне відділення (слот).

Планка оперативної пам’яті або модуль RAM – це прямокутна друкована плата з мікросхемами ОЗП, на яких зберігаються дані та керуючий чіп SPD з інформацією про фізичний пристрій та параметри модуля.

Серверні планки мають мікросхеми корекції помилок – ECC (Error-Correcting Code) та регістра (буфера). Дві, взаємно незалежні лінії контактів, розділені спеціальним виїмкою – ключем, розташовані в нижній частині плати по обидва боки.

Виробники, які прагнуть створити тонкий корпус та зменшити собівартість ноутбуків, розпаюють чіпи пам’яті прямо на материнській платі та доповнюють одним слотом для планки ОЗП у кращому випадку. Такий хід сильно урізає можливість покращення та урізає термін використання техніки.

Принцип роботи та структура ОЗП

Оперативна пам’ять має енергозалежний принцип роботи. Це означає, що у спеціальних мікроосередках зберігаються дані з певним електричним зарядом. При вимиканні електроживлення всі дані в ОЗП пропадають, адже заряд обнуляється. А ось на жорсткому диску HDD або на жорсткому накопичувачі SSD дані зберігаються на постійній основі. Вони не залежать від енергоживлення та зберігають інформацію за іншим принципом.

Оперативна пам’ять відповідає за зберігання даних, які будь-якої миті можуть знадобитися іншим комплектуючим (особливо центральному процесору – CPU).

Базова структура оперативної пам’яті включає модулі, які складаються з кількох основних компонентів:

1. PCB – багатошарова друкована плата, найчастіше чорного кольору, але може бути зеленою чи синьою.
2. Кількостей “кісток” відповідає певному рангу і типу пам’яті.
3. PMIC (для DDR5) додатково вміщує мікросхему типу SPD HUB для зберігання інформації про напругу, швидкості, затримки та профілі OC. Мікросхема PMIC (Power Management IC) керує живленням модулів.
4. Резистори, транзистори, резисторні сходи, індуктивності – пасивні компоненти, які забезпечують правильне проходження струму та регулюють напругу на окремих компонентах модуля.
5. Правильна кількість штирьків з однаковою відстанню між ними певного покоління забезпечують встановлення в материнську плату. З ними відбувається обмін даними між модулями пам’яті та іншими компонентами комп’ютера.
6. У слоті RAM знаходяться бічні виїмки для фіксації модулів спеціальними кріпленнями.
7. RGB/aRGB-підсвічування та охолодження за принципом радіаторів – додаткове обладнання у розігнаних споживчих модулях. Однак часто використовуються в серверах і промисловості для того, щоб підсвічування повідомляло про можливі помилки конкретного модуля, а радіатор підвищував стабільність роботи.

Відмінність від постійної пам’яті (жорсткого диска, SSD)

1. Жорсткі диски (HDD) – один з перших основних компонентів комп’ютерної інфраструктури, який для зберігання даних використовує магнітні диски, що обертаються, та мають покриття магнітним матеріалом. Для доступу до даних механічний привід з головкою читання або запису переміщається по цих дисках, що обертаються.

Характеристика жорстких дисків:

• ємність. Порівняно з SSD пропонують велику ємність сховища із меншою вартістю за гігабайт;
• швидкість. Працюють повільніше через механічні обмеження, і забезпечують меншу швидкість передачі даних, але з більш високою затримкою;
• довговічність. Зазнають механічних несправностей через деталі, що рухаються.

1. Твердотільні накопичувачі (SSD) – вже більш сучасна технологія, яка набрала популярності через переваги у продуктивності. Використовують таку енергонезалежну флеш-пам’ять на базі напівпровідників. Завдяки цьому забезпечується швидший доступ до даних та збільшує швидкість їх передачі. Більшість сучасних комп’ютерів Dell поставляються із SSD.

Характеристики SSD:

• швидкість. Випереджають HDD, забезпечують швидкий запуск, прискорену передачу файлів та скорочують час завантаження програм;
• довговічність. Не мають деталей, що рухаються, тому менш зазнають фізичних пошкоджень і втрати даних через удари або падіння;
• енергозбереження. Споживають менше енергії, тому придатні для використання у ноутбуках та мобільних пристроях. Адже в таких гаджетах час роботи від акумулятора відіграє важливу роль.

Відмінності жорстких дисків та SSD

Основні типи ОЗП

Два основних типи оперативної пам’яті:

1. Динамічна DRAM (Dynamic Random Access Memory) – тип пам’яті, у якій кожен біт інформації зберігається в окремому конденсаторі, вбудованому в інтегральну схему. Її називають динамічною через необхідність регулярного оновлення даних. DRAM – основа оперативної пам’яті, яка найчастіше зустрічається в сучасних комп’ютерах, смартфонах, планшетах та ін.
2. Статична SRAM (Static Random Access Memory) – пам’ять, яка використовує іншу технологію зберігання даних та здійснює її на основі бістабільних тригерів. На відміну від DRAM не вимагає постійного оновлення та працює швидше, але через ціну застосовується рідше. Використовують як кеш-пам’ять другого та третього рівня (L2 та L3).

Однак існують й інші різновиди, які є лише модифікацією базових технологій, наприклад:

• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) – синхронна динамічна пам’ять, удосконалений варіант DRAM, який працює синхронно із тактовим сигналом процесора. Ключова відмінність – наявність вбудованого таймера, який дозволяє пам’яті та процесору ефективніше взаємодіяти;
• VRAM – тип DRAM, який призначений для відеокарт та більш відома як відеопам’ять;
• NVRAM та інші.

SRAM, DRAM, ECC – що це й навіщо потрібно

Два типи оперативної пам’яті RAM та DRAM мають як переваги, так і недоліки. SRAM (Static RAM) – не потребує оновлення і зберігатиме дані, поки не відключиться джерело живлення, а DRAM (Dynamic RAM) – вимагає періодичного оновлення, навіть потрібна додаткова схема й час, що створює деякі складнощі. Ці нюанси роблять DRAM повільнішим і тому менш затребуваним. Також цей тип пам’яті потребує високої потужності, що небажано для пристроїв із батарейним живленням. Тому SRAM набагато простіше у створенні інтерфейсу для доступу до пам’яті.

При цьому SRAM вимагає 6 транзисторів для збереження певного обсягу пам’яті. А модулю DRAM достатньо буде лише транзистор та конденсатор для кожного біта даних.

Від кількості транзисторів у модулі пам’яті залежить його ємність. Відповідно DRAM може мати майже в 6 разів більшу ємність з такою самою кількістю транзисторів SRAM. Все це впливає на ціну, що також є важливим критерієм.

ECC (Еrror-Сorrecting Сode) – алгоритм, який додає дані до кожного сигналу, що передається. Він дозволяє стороні визначити факт помилки, що виникають у процесі передачі даних і дає можливість виправити несуттєвий збій. ECC представлений як 8-розрядна мікросхема пам’яті, яку встановлюють поряд з основними. Його використовують в оперативній пам’яті та інших пристроїх для зберігання даних.

Така технологія дуже дорога, її підтримують деякі материнські плати для робочих станцій, ноутбуків та майже всі серверні. Модулі пам’яті з ECC мають вищу вартість, ніж ті, які підтримують цей алгоритм.

Форм-фактори оперативної пам’яті: DIMM та SO-DIMM

Form factor – типорозмір у перекладі з англійської мови, який має на увазі певний стандарт, модуля ОЗП. До нього належить:

• форма;
• розмір;
• розташування;
• призначення;
• число контактів та багато іншого.

Форм-фактор ОЗП має кілька важливих характеристик:

• DIMM (для ПК і виглядає як довга та вузька плашка);
• SO-DIMM (для ноутбуків, коротше та ширше, у порівнянні з DIMM);
• вони несумісні між собою.

Завдяки цьому створюються складні електронні пристрої з типових комплектуючих та випускаються серіями та партіями.

Оперативна пам’ять DIMM (Dual In-line Memory Module) – це форм-фактор, двосторонній модуль пам’яті із незалежними контактами з двох сторін. Сьогодні це основний вид ОЗП сучасних комп’ютерів із різними підвидами й часто так називають UDIMM, яку використовують для звичайних комп’ютерів.

SoDIMM (Small Outline DIMM) – це форм-фактор зі зменшеними розмірами, який найчастіше використовують в умовах обмеженого простору, а саме: у ноутбуках, міні-ПК, моноблоках, мережному обладнанні та принтерах.

На що впливає обсяг оперативної пам’яті

Насамперед обсяг оперативної пам’яті впливає на швидкість передачі даних. Це означає, що чим він більше, тим швидше виконуються команди, які перенаправляються через оперативну пам’ять на процесор, і більше програм можуть працювати одночасно. Саме тому прискорення роботи комп’ютера рекомендують збільшити обсяг ОЗП.

На що впливає частота ОЗП

Частота оперативної пам’яті вказує на кількість операцій за секунду, яку вона може виконувати та вимірюється в мегагерцах (МГц). Наприклад, пам’ять із частотою 3200 МГц буде швидше, ніж пам’ять на 2400 МГц. Також важливо пам’ятати, що висока чистота не гарантує миттєве підвищення продуктивності. Потрібно враховувати, що саме ви робитимете на комп’ютері й наскільки сильно відчувається нестача швидкості.

Чим вище частота – тим швидше перекидатимуться дані в комп’ютер. Однак відчутно це буде лише у певних завданнях (наприклад, в іграх чи роботі з графікою).

Режими роботи (одно-, дво- та багатоканальний режим)

1. Одноканальний режим (Single mode) – обмін даних відбувається за допомогою одного каналу. Підходить для нескладних завдань, інтернет-серфінгу чи роботи в офісних програмах. Однак майже всі  можуть підтримати мінімум два канали, тому краще віддавати перевагу таким варіантам.
2. Двухканальний режим (Dual mode) – функціонують 2 канали пам’яті одночасно, і набув популярності серед домашніх десктопних рішень та лептопів. Це тим, що швидкість ОЗП підвищується вдвічі, проти 1-канальным.
3. Триканальний режим (Triple mode) – паралельно працюють 3 канали, наявність мінімум 3 модулів, а на материнці – 6 слотів. Відповідно збільшує швидкість у 3 рази, порівняно з одноканальним режимом.
4. Чотириканальний режим – одночасно працюють 4 модулі або 4 пари планок. Використовується в топових ігрових та графічних моделях, проте відрізняється складним налаштуванням та високою ціною.

Таймінги, латентність та інші характеристики

Таймінг ОЗП – параметри, що визначають швидкість модуля оперативної пам’яті з якою можна отримувати доступ до даних і доставляти їх. Встановлюється виробником та вказується у параметрах у числовому форматі (наприклад, 16-18-18-36). Впливають на ефективність оперативної пам’яті та швидкість роботи системи. Важливо не перестаратися, адже це може спричинити нестабільність пам’яті.

Латентність пам’яті DDR3 представлена ​​затримкою DDR3, яка відноситься до тимчасової затримки між запитом даних з модуля та їх доставкою ЦП. Параметр вимірюється в наносекундах (ns) чи тактових циклах (CL). DDR3 включає кілька тимчасових параметрів, що впливають на її затримку, у тому числі затримку CAS (CL), tRCD, tRP та tRAS. Чим нижче значення DDR3, тим вища продуктивність і менше затримки.

Можна встановлювати RAM із різними таймінгами в комп’ютерну систему. Однак система з різними таймінгами ОЗП використовуватиме таймінги найповільнішого встановленого модуля. Фахівці рекомендують використовувати модулі RAM із однаковими таймінгами. Це забезпечить найкращу продуктивність та стабільність системи.

Планки оперативної пам’яті: типи, види та характеристики

Типи ОЗП поділяються в залежності від хронології, і кожен наступний стає потужнішим і швидшим:

1. DDR – найперший і вже неактуальний, адже його потужності не вистачить, щоб справитися з обробкою великого обсягу даних.
2. DDR2 — більш вдосконалений тип, швидкість якого краща, ніж перший варіант. Однак його також недостатньо.
3. DDR3 – збільшує продуктивність майже на 10% і відкриває нові можливості, тому активно використовується в сучасних комп’ютерах.
4. DDR4 — найновіший і найшвидший вид, який був створений у 2014 році.

Основні характеристики ОЗП:

1. Обсяг ОЗП – один із головних показників, і чим він більший, тим краще. Від цього залежить, скільки даних здатна запам’ятати RAM. Для офісної роботи досить 4-8 Гб, для більш важкого ПЗ потрібно від 8 Гб.
2. Частота – відбиває пропускну спроможність модульних каналів. Той самий принцип: що вона вища, то швидше обробляється і передається інформація на материнську плату й далі.
3. Таймінги оперативної пам’яті – показник затримки даних, що відбувається під час перенесення їх між модулями RAM. Чим він нижче, тим швидше переноситься інформація та працює комп’ютер.
4. Напруга – відображає мінімальний показник вольтажу, який необхідний для стабільної роботи при стандартних налаштуваннях таймінгів та частоти.
5. Оперативна пам’ять із радіатором – прозоре віконце в корпусі може додати естетичності, а сам пристрій забезпечить додаткове охолодження при високих навантаженнях.
6. Маркування модулів пам’яті обчислення її виду.

Сумісність ОЗП з материнською платою та процесором

Модулі ОЗП в ПК функціонують у повній взаємодії з материнською платою та процесором. Це важливий параметр вибору, адже якщо неправильно підібрати ОЗП, вона не працюватиме. Основна частина параметрів ОЗП під час збирання або поліпшення комп’ютера визначається материнською платою. Однак підбір оперативної пам’яті також залежить від процесора. Важливо зважати на його контролер, який працює з пам’яттю.

Оперативна пам’ять для комп’ютера та ноутбука

При виборі оптимального обсягу оперативної пам’яті потрібно враховувати можливості материнської плати та споживання енергії блоку живлення. Важливо поєднувати ці показники з типом завдань, які ви ставитимете перед комп’ютером (офісні, ігрові, графічні або мобільні моделі).

Виробники модулів пам’яті випускають 2 типи:

1. DIMM (Dual In-line Memory Module) – використовують для комплектації настільних комп’ютерних систем.
2. SO-DIMM (Small outline Dual In-line Memory Module) – для ноутбуків (нетбуків), неттопів та ультрапортативних ПК.

ОЗП в інших пристроях (смартфони, консолі, сервери)

Найчастіше у смартфонах встановлюють пам’ять LPDDR четвертого покоління об’ємом 6 – 8 Гб. Цього буде достатньо для запуску ігор та кількох програм одночасно. Більш топові моделі смартфона з комплексною відеозйомкою вже інші варіанти — LPDDR4x об’ємом 8 – 12 Гб.

Портативні та стаціонарні консолі оснащені об’ємом 16 Гб. Цього достатньо для запуску ігор на максимальному налаштуванні графіки.

Що дає оперативна пам’ять користувачеві

1. Швидшу та плавнішу роботу комп’ютера або смартфона.
2. Швидкість роботи пристрою.
3. Виступає тимчасовим сховищем даних, що використовуються у процесі роботи програм.
4. При запуску програми дані завантажуються в ОЗП, що дозволяє швидко працювати.
5. Запобігає зависанню, якщо підібрана ОЗП є достатньою для поставлених завдань.
6. Обробка великих даних, наприклад робота з графічними редакторами або відео.
7. Забезпечує багатозадачність комп’ютера, дозволяючи працювати з кількома програмами одночасно.

Для чого потрібна ОЗП у повсякденній роботі

ОЗП необхідна для звичайних користувачів та для професіоналів, які працюють з графікою, відео, 3D-моделюванням або важкими обчисленнями. Продуктивність системи залежить від параметрів об’єму та швидкості пам’яті.

ОЗП – це не просто один із компонентів вашого комп’ютера, це головна частина системи, яка відповідає за швидку обробку даних та забезпечує стабільну роботу всіх додатків. Від правильності вибору оперативної пам’яті залежить продуктивність комп’ютера.

Як ОЗП впливає на швидкість запуску програм та ігор

До кожної гри є певні вимоги щодо обсягу оперативної пам’яті. Тому важливо вивчити мінімальні та рекомендовані вимоги системи розробників конкретних ігор.

Сучасні додатки стають потужнішими, тому 16 Гб ОЗП для ігор недостатньо. Для серйозних геймерських розробок потрібно щонайменше 32 ГБ оперативної пам’яті.

Не забувайте про можливість апгрейду ПК. Більшість комп’ютерів та ноутбуків мають додаткові слоти для пам’яті. Це важливо, щоб отримати максимум від роботи з новими програмами та релізами ігор.

ОЗП та багатозадачність: як це пов’язано

При запуску програм ОС завантажує в ОЗП і процесор отримує доступ до потрібної інформації. Це дуже важливо для багатозадачності. Коли багато програм працюють одночасно, швидкість і обсяг пам’яті функціонують на повну.

Наприклад, при роботі з відео у Full роздільній здатності, запуску гри з високою графічною якістю або складні обчислення важливі модулі з високою пропускною здатністю та мінімальними затримками.

Що таке кешування оперативної пам’яті

Кешування оперативної пам’яті – процес тимчасового зберігання даних у спеціально виділеній області пам’яті (кеші), щоб забезпечити швидкий доступ у майбутньому.

У цього процесу є головна мета – підвищити продуктивність та ефективність роботи програм завдяки зменшенню часу доступу до даних.

Це відбувається, коли програма або система запитує певні дані, які спочатку шукаються в кеші. Вони можуть бути відразу повернуті та використані в роботі. Кешування також використовують у різних галузях інформаційних технологій, зокрема веб-браузери, БД, операційні системи, мережеві протоколи та інші.

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

Щоб перевірити використання ОЗП, можна скористатися диспетчером завдань Windows. Це одна з основних утиліт моніторингу системних ресурсів та найпростіший спосіб побачити, що запущено та яку частину ресурсів вони споживають. Для цього використовуйте комбінацію клавіш CTRL+Shift+Esc або натисніть правою кнопкою миші справа внизу та виберіть «Диспетчер завдань». Далі виберіть вкладку «Продуктивність» і побачите дані про оперативну пам’ять, яка використовується.

Як перевірити обсяг і тип встановленої оперативної пам’яті

Інструкція для ПК із системним блоком:

• зніміть кришку та загляньте всередину;
• подивіться на наклейки на планках пам’яті, там буде вказаний виробник, модель, тип пам’яті, частоти та інше;
• якщо немає наклейки, слід скористатися системними інструментами.

Інструкція для ПК з Windows:

• використовуйте «Диспетчер завдань»;
• відкрийте вкладку «Продуктивність», далі «Пам’ять». Ви побачите загальний обсяг оперативної пам’яті, тип, швидкість і кількість зайнятих і вільних слотів кожного з встановлених модулів пам’яті, включаючи виробника, серійний та партномір, дату виробництва, напруги та багато іншого.

Інструкція для комп’ютера з macOS:

• використовуйте меню «Про це Mac»;
• відкрийте рядок «Пам’ять», де буде вказано загальний обсяг пам’яті.

Інструкція для комп’ютера з Linux:

• використовуйте утиліту lshw, яка не має графічної оболонки та запускається з командного рядка;
• запустіть «Термінал» та введіть команду sudo apt install lshw;
• наберіть пароль адміністратора для встановлення;
• введіть sudo lshw ‑class memory та пароль для відображення інформації про пам’ять.

Скільки ОЗП потрібно для різних завдань

Оптимальний об’єм для ПК та ноутбуків – 16 Гб. Цього буде достатньо для великої частини сучасних ігор, одночасного запуску вкладок браузера та вимогливих програм, наприклад, редагування фото чи відео.

Поширені обсяги ОЗП для різних варіантів застосування:

Коли варто оновити чи додати оперативну пам’ять

Оновлення оперативної пам’яті робить комп’ютер швидшим і продуктивнішим, а робота стає набагато ефективнішою.

Основні причини оновлення ОЗП:

• збій комп’ютера, коли запускаються кілька програм або вкладок браузера;
• багато часу йде на запуск завдань комп’ютера, і що більше, тим повільніше він працює;
• для відкриття важких програм, файлів або програмного забезпечення та ефективного використання комп’ютера не вистачає швидкості;
• гра запускається неправильно або зовсім не відкривається;
• графіка гри гальмує, немає плавності та зависає.