Објашњене различите врсте рачунарске меморије и складишта

Први иПхоне је лансиран 2007. године и имао је 4ГБ до 8ГБ складишног простора — где су се чувале све датотеке попут фотографија и музике. Данас можете покупити Андроид паметни телефон са 512 ГБ складишног простора, 64 пута више од оригиналног иПхоне-а.

У техници, 16 година су векови. Али то није цела прича. На пример, меморија и складиште служе сличним функцијама – заклањању битова и бајтова – али раде другачије.

Која је разлика између меморије, складишта и кеша?

Људи користе "меморију" и "складиштење" као синониме. Има смисла, али је ипак погрешно. Сличност је јасна; оба садрже податке и мере се у бајтовима, али употреба се разликује.

Складиштење је фокусирано на дугорочно, добро... Складиште. Досијеи се тамо чувају, неометани, док не буду потребни. Док се меморија (меморија са случајним приступом — РАМ) односи на податке који рачунари морају брзо да приступе. На пример, датотеке које се користе, подаци који се односе на отворене апликације и важне датотеке оперативног система чувају се у системској меморији. То је зато што је меморија бржа од меморије. Нажалост, он је и скупљи, тако да су капацитети РАМ-а мањи од складишта.

Али идемо испред себе. Хајде да детаљно објаснимо сваки од њих.

ЦПУ кеш меморија

РАМ је скраћеница за меморију са случајним приступом. Као што је горе објашњено, ово је место где се подаци чувају како би били лако доступни.

Међутим, кеш меморија је створена 1980-их јер меморија тада није била довољно брза. Кеш меморија ради слично као РАМ, али брже. Налази се на врху графикона брзине и директно је интегрисан у централну процесорску јединицу (ЦПУ) око које је изграђен ваш рачунар.

Кеш меморија је невероватно брза, али кошта чак и више од РАМ-а. Његови мали капацитети то показују. На пример, већина рачунара данас има око 8-32 ГБ РАМ-а. У супротности, најбржа кеш меморија, Л1, обично има килобајте складишног простора, док се Л3 кеш (највећи) допуњава на десетак мегабајта (иако неки ЦПУ сада имају Л3 кеш меморије који се мери у стотинама мегабајта).

Меморија са случајним приступом (РАМ)

Сачувана датотека, када се отвори, копира се у РАМ. Тренутно се ту налазе апликације и неки делови оперативног система. РАМ меморија је створена око касних 1940-их, омогућавајући складиштење и преузимање података било којим редоследом — отуда и „насумични“ назив. РАМ је „нестална меморија“. Његов садржај се брише када се уређај искључи, а струја престане да тече.

Такође постоји много врста РАМ-а.

СДРАМ

Рачунари од 1990-их користе синхрони динамички РАМ (СДРАМ). На то неко мисли када каже „овај рачунар има 16 ГБ РАМ-а“.

Многи уређаји сада користе ДДР5 РАМ (Меморија 5. генерације са двоструком брзином преноса података — најновија верзија у време писања) као СДРАМ. Међутим, и даље је скуп, тако да ДДР4 остаје маинстреам. Чак ћете наћи старије ДДР3 модуле у старијим рачунарима и телефонима.

Меморијски модули су доступни у две величине: ДИММ за десктоп рачунаре и СОДИММ за лаптопове и мале рачунаре. Недавно је за лаптопове предложен нови фактор форме, ЦАММ. ЦАММ има предности у односу на СОДИММ али још увек није широко распрострањен стандард.

Сада, обично постоје две врсте СДРАМ-а: модули или залемљени. Фактори облика се разликују, али функционишу исто.

Залемљена РАМ меморија се користи у паметним телефонима, таблетима и неким лаптопима. Користе се и савремени Аппле рачунари лемљени РАМ јер може побољшати перформансе. Преносни рачунари са залемљеним РАМ-ом могу имати један или више меморијских слотова за будуће проширење, али то често није случај. Рачунари који користе само залемљени РАМ не могу се надоградити. Обично се могу прилагодити током куповине, али их касније не можете проширити.

Видео РАМ (ВРАМ)

Понекад подаци захтевају веће брзине од СДРАМ-а, али то је више од капацитета кеша. Најчешћи пример су графички интензивни задаци — тешке игре, уређивање видеа или 3Д моделирање.

За њих је потребан одговарајући видео РАМ (ВРАМ). ГДДР6Кс, тренутно најбржи тип, надмашује брзину ДДР5 20 пута. Такође је залемљен у ГПУ, обезбеђујући ниже кашњење. Нажалост, не можете само купити више ВРАМ-а јер је залемљен дискретне графичке картице, не продају се као модули.

Интегрисани ГПУ (иГПУ) су такође уобичајени. Интегрисани су у ЦПУ и имају малу количину наменског ВРАМ-а (мегабајта наспрам гигабајта за наменски ГПУ). Интегрисани ГПУ-ови користе обједињену меморију, која је СДРАМ који деле ЦПУ и иГПУ. ЦПУ дефинише колико је РАМ-а доступно за графику, узимајући део када је то потребно. Недостаци обједињене меморије су мањи пропусни опсег и капацитет.

Неиспарљива РАМ (НВРАМ)

Рекли смо да је РАМ нестабилна, зар не? Али постоји погрешан назив: Неиспарљива РАМ (НВРАМ). Створен 1960-их, има недостатке у поређењу са нестабилном РАМ меморијом, тако да је ова друга популарнија.

Недавно „успешан“ НВРАМ био је Оптане компаније Интел и Мицрон. Изгледајући као – а понекад и као – бржи ПЦИе ССД, Оптане је функционисао као РАМ са одређеним Интеловим процесорима. Није био брз као СДРАМ, са ценама и капацитетом између. Произвођачи су обуставили Оптане 2021.

Постоје два – можда један и по – врло специфична типа НВРАМ-а који се широко користе. Први се користи са УЕФИ у модерним матичним плочама (УЕФИ замењује старији БИОС). УЕФИ подешавања се чувају у НВРАМ-у јер се учитавају пре него што било какво складиште буде доступно. Сам УЕФИ је ускладиштен у РОМ чипу - више о томе ускоро.

Тип „пола“ је нестабилна РАМ меморија која користи батерије да би остала напајана док је уређај искључен. Ово се користи за чување малих количина података потребних за једноставније задатке. Матичне плоче које још увек користе старији БИОС користе ово. Старије играчке конзоле које су користиле кертриџе и/или меморијске картице чувају датотеке за чување користећи испарљиву РАМ меморију и батерију.

Меморија само за читање (РОМ)

Ти кертриџи за игре се чувају на РОМ чиповима, као и УЕФИ и БИОС. Сваки оптички диск који се не може поново уписивати, као што је Блу-раи, такође је врста РОМ-а.

Али, ту и тамо, произвођачи објављују УЕФИ ажурирања. Па како су они "само за читање" ако се могу написати?

Ово су РОМ који се може електрично избрисати (ЕЕПРОМ). Ажурирања ЕЕПРОМ-а се врше кроз веома споре и пажљиве процесе. То је зато што УЕФИ или БИОС ажурирање пошло наопако може оштетити вашу матичну плочу.

Уобичајени РОМ такође треба да буде написан. Опет, детаљи зависе од медија. На пример, оптички РОМ-ови се могу уписати једном, док РОМ чиповима треба индустријска машина, а затим постају само за читање. Програмабилни РОМ (ПРОМ) се може писати на јефтинијим уређајима, што је уобичајено међу хобистима.

Складиштење рачунара: од картона до облака

Као што је раније објашњено, складиштење података чува податке дугорочно. Први рачунари су за ово користили перфорирани картон. Они су садржали компјутерске програме и морали су да буду пажљиво пробушени бинарним кодом који је машина читала – дефинитивно није лака за коришћење.

Магнетиц Стораге

Прва масовна еволуција у компјутерском складиштењу десила се 1950-их када су магнетне траке коришћене за чување већих количина података.

Магнетна меморија је била одлична идеја, па су чврсти дискови направљени на томе. Хард дискови (ХДД) су били главни тип рачунарског складишта од 1960-их до данас. Али чак и најбољи хард дискови потребни су покретни делови који чине уређаје рањивим на оштећења и брзину удара.

Фласх меморија, као што су ССД дискови, решава оба питања. Направљен од силицијумских чипова, попут РАМ-а, овај тип складишта чита и уписује податке електричним путем.

Екстерна меморија: Подаци у покрету

Сви ти медији се називају интерна меморија: ствари које се чувају у рачунару и користе се само тамо. Али свако треба да узме податке негде с времена на време.

Екстерна меморија је заправо стара колико и сами рачунари. Перфориране картице су убачене у слот, тако да се технички може уклонити. Траке су могле да чувају трајне податке, али су ХДД-ови дошли убрзо након тога и били су знатно бољи. Трака је била јефтинија за прављење и мања је постала популарна као спољни медиј.

Прво су га замениле дискете. Оптички уређаји су требали бити следећи корак, али верзије које се могу поново уписивати биле су прескупе.

Дакле, купци су брзо прешли на флеш меморију. Тхумб драјвови и екстерни ХДД или ССД-ови — исти као и њихови унутрашњи колеге, али са УСБ-ом.

Складиштење у облаку замењује флеш као спољни медиј. Међутим, пошто му је потребна стална интернет веза, неће у потпуности заменити преносиву спољну меморију.

Складиште резервних копија

На крају, ту је и складиште резервних копија. Функционише као и сваки други тип складиштења—медији су исти. Разлика је у намери: резервна копија је сигурна.

Интерну резервну копију – када се у интерној меморији налазе два или више дискова који се копирају у реалном времену – већина људи не користи широко, али је кључна за предузећа. Спољне резервне копије, као што су УСБ ХДД или ССД, мрежно складиштење (НАС), па чак и решења у облаку, су чешћа.

Компаније којима су потребне огромне количине резервних резервних копија често прибегавају „хладном резервисању“. Ово се дешава ређе, а складиште се искључује са рачунара када се не користи. Занимљиво је да је магнетна трака, која се користи у „опораваку од катастрофе“, и данас уобичајена.

Кеш, складиште и меморија играју различите улоге

Кеш меморија, меморија и складиште играју различите, али виталне улоге у одржавању рада рачунара. У будућности ћемо вероватно видети како се капацитет свих ових типова меморије повећава, а истраживање овог подручја је конкурентна област.