Учимся разбираться в различных видах памяти компьютера. Знания помогут при покупке или модернизации ПК. Позволят выбрать подходящее хранилище данных.
Оперативная память устройства
Содержание
- Оперативная память устройства
- ПЗУ — постоянная память
- Что такое накопители данных
- Классический жесткий диск — дешевый, но шумный и медленный
- SSD — быстрый и тихий носитель данных
- Оптические носители информации — CD, DVD, Blu-ray
- Ленточные накопители — надежные, но медленные
- Дисковые массивы — NAS, DAS
- Облака — доступ к данным через интернет
В оперативной памяти (ОЗУ, RAM) хранятся лишь те данные, которые в данный момент используются процессором. ОЗУ — очень быстрая память, хотя и медленнее, чем сам центральный процессор. Применение оперативной памяти ускоряет работу ПК. Процессору не приходится обращаться к медленному накопителю, когда ему требуются данные или инструкция. RAM — один из самых дорогих компонентов компьютера. Оперативная память бывает в основном двух видов — динамическая и статическая.
Что такое DRAM — динамическая оперативная память
Динамическое ОЗУ (DRAM) получило наиболее широкое распространение. В каждой ячейке содержится как транзистор, так и конденсатор. За последние десятилетия появилось много версий DRAM. Самая старая известна как SDR — DRAM с одинарной скоростью передачи данных. В дальнейшем появились новые поколения ОЗУ: DDR2, DDR3, DDR4, DDR5. Чем больше цифра после DDR, тем производительнее и энергоэффективнее память. В одном устройстве используется только один вид DRAM, разные между собой обычно несовместимы.
Что такое SRAM — статическое ОЗУ
SRAM (статическое ОЗУ) быстрее, чем DRAM. При этом значительно дороже и габаритнее, поскольку в каждой ячейке 6 транзисторов. Почти всегда применятеся в качестве кэш-памяти — буфера между основной оперативной памятью и ЦП. Самая быстрая и маленькая SRAM — кэш-память внутри ядра ЦП.
ПЗУ — постоянная память
Постоянная память (ПЗУ, ROM) получила свое название, поскольку данные в ней неизменяемы — не могут быть удалены или изменены обычными методами. Находится в непосредственной близости от процессора устройства. Инструкции в ПЗУ — первое, что ЦП читает и выполняет при включении устройства. Обычно содержит BIOS, который позволяет компьютеру выполнить необходимые шаги для старта ОС.
ПЗУ — энергонезависимая память, которая не теряет свои данные, когда не подается электропитание (например, когда компьютер выключается). ПЗУ применяется не только в ноутбуках и «стационарах», но и другой электронике, в том числе: игровых консолях, автомобильных радиоприемниках и навигационных системах.
Бывают различные виды ПЗУ. Программируемое ПЗУ (ППЗУ, PROM) производится пустым. Можно запрограммировать с помощью программатора или специального записывающего устройства. Информация в СППЗУ (стираемом программируемом ПЗУ) может быть стерта, а затем перепрограммирована. Сегодня ПЗУ зачастую называют также накопитель устройства — телефона, планшета или компьютера.
Что такое накопители данных
Накопители данный порой также называют «вторичной памятью». Отличаются сравнительно большой емкостью. Стоят дешевле ОЗУ. Предназначены для установки операционной системы и ПО — игр, приложений и сервисов. Используются для хранения файлов — документов, таблиц, баз данных, мультимедийного контента: фото, видео, музыки. Для этих задач применяют диски (жесткие, твердотельные и оптические), а также дисковые массивы. Широкое распространение получили облачные хранилища. В архивах применяют ленточные накопители.
Классический жесткий диск — дешевый, но шумный и медленный
Жесткие диски (классические HDD) порой также называют «винтами» или «винчестерами». Являются электромеханическими устройствами, предназначенными для длительного хранения данных. Состоят из стопки вращающихся дисков, удерживаемых шпинделями. Пластины покрыты магнитным материалом, который и хранит данные. Оснащены головкой, которая перемещается по пластине, чтобы читать и записывать информацию. Диск вращается быстро, что позволяет головке довольно эффективно считывать данные.
Жесткие диски — самое дешевое долгосрочное хранилище данных из рассчета на гигабайт информации. И не самое надежное решение — можно потерять данные, если поверхность пластины поцарапана. В HDD много движущихся частей, каждая из которых может сломаться или сбойнуть. Жесткий диск издает довольно громкие звуки, потребляет много электричества. Довольно медленны для операционных систем, игр и приложений. Зато отлично подходят для длительного хранения и архивирования.
SSD — быстрый и тихий носитель данных
SSD (твердотельные диски, «твердотельники») — полупроводниковые долговременные энергонезависимые накопители. Для хранения данных применяется флэш-память NAND. Альтернатива жесткому диску в ноутбуке или настольном ПК для ОС, ПО, личных или рабочих файлов. Содержат контроллеры, флэш-памяти NAND для хранения информации и DRAM. Три компонента работают в связке. Каждая микросхема флэш-памяти состоит из массива блоков, расположенных в виде сетки. Внутри отдельных блоков находятся ячейки памяти, в которых хранятся данные.
SSD лишен движущихся компонентов, поэтому шума не производит. Отсутствие механических компонентов сводит к минимуму риск физического повреждения. «Твердотельники» менее долговечны, чем HDD — служат до 5 лет. Поэтому менее эффективны для архивного хранения. Впрочем, ситуация меняется. На некоторые модели производители дают гарантию до 10 лет. Быстрее и компактнее, чем HDD. И дороже жестких дисков.
Оптические носители информации — CD, DVD, Blu-ray
Наиболее распространенные оптические носители информации:
Больше статей и видео в нашем Дзен-канале
- CD — компакт-диски: ~640 МБ.
- DVD — цифровые видеодиски: от 4,7 ГБ до 18 ГБ.
- Blu-ray: до 128 ГБ (для четырехслойного диска).
Для записи и считывания данных используется лазер. Некоторые оптические диски могут быть многократно перезаписаны: старые данные стерты и записаны новые. Для чтения (порой записи) CD, DVD или Blu-ray требуется специальный оптический привод. Дисковод может быть встроен в ноутбук или «стационар». Или подключаться с помощью кабеля — в таком случае будет внешним устройством.
Оптический привод посылает лазерный луч, который сканирует поверхность вращающегося диска. Скорость записи и чтения зависит от скорости вращения диска. На оптическим дисках есть миниатюрные канавки и выступы, которые оптический привод обнаруживает, анализируя, как лазер отражается от поверхности диска.
Изначально CD предназначались для музыки, а DVD — для фильмов. Но благодаря невысокой стоимости как дисков, так и приводов, использовались также для автономного (без интернета и локальной сети) обмена данными между людьми. Применяются до сих пор, хотя и реже. В значительной мере вытеснены вместительными флэшками, внешними дисками и облачными хранилищами.
Ленточные накопители — надежные, но медленные
Ленточные накопители — энергонезависимые устройства для долговременного хранения данных. Для хранения, чтения и записи битов информации применяется магнитная лента. Гибкую ленту защищает корпус. Чтобы записать или считать данные, требуется специальное оборудование. Оптимальное решение для архивного и долговременного хранения, поскольку средний срок эксплуатации накопителя — до 30 лет.
Экономичны и просты в обслуживании, поэтому подходят для хранения больших объемов данных. Редко используются с домашними и офисными настольными ПК и ноутбуками, поскольку громоздкие и медленные. Ведь ленточному накопителю приходится перематывать ленту, чтобы достичь определенной точки и считать данные. Метод доступа к информации менее эффективен, чем в твердотельных и жестких дисках.
Дисковые массивы — NAS, DAS
Для хранения больших объемов данных применяют дисковые массивы. Кроме дисков такое хранилище оснащено блоком питания, вентилятором для охлаждения, лотками для дисков и контроллерами. Позволяют установить несколько дисков и получать доступ к данным с одного или нескольких устройств — в том числе: компьютеров, смартфонов, планшетов.
Широко используются NAS (Network Attached Storage, сетевые хранилища). Такое хранилище подключено к компьютерной сети. Позволяет группам пользователей и разным устройствам получать доступ к информации — извлекать и записывать данные по мере необходимости.
NAS представляют собой специальные серверы с лотками для дисков. Оснащены процессорами и оперативной памятью. Термин NAS относится как к программному, так и к аппаратному обеспечению. ПО содержит набор протоколов связи и обмена файлами по сети. Контролируют, как авторизированные устройства и учетные записи пользователей могут получать доступ к данным. NAS применяются корпорациями и предприятиями. Могут быть полезны небольшим группам профессионалов. Оптимальны для сценариев работы, когда к одним и тем же данным требуется доступ с нескольких устройств. Удобны для совместной работы.
Применяются также DAS — хранилища с прямым подключением. Соединены с компьютером кабелем. В корпусе — несколько дисков с данными. Своего рода большие внешние диски. В ряде моделей предусмотрен продвинутый функционал, характерный для NAS — настройка зеркалирования RAID. Разъяснил в «Блоге системного администратора», как RAID защищает данные при выходе из строя SSD или HDD:
Облака — доступ к данным через интернет
Облачное хранилище — данные находятся вне дома или офиса на серверах дата-центра. Термин «облако» относится к физическим устройствам хранения, которые охватывают несколько серверов. Сервера принадлежат провайдеру сервиса, который также обслуживает и содержит оборудование. Крупные компании с удаленными друг от друга филиалами предпочитают создавать собственные облачные хранилища. Необходимые составляющие облачного хранения: программное обеспечение, оборудование и услуги.
Чтобы получить доступ к данным в «облаке», нужен интернет. Преимущество — доступ к файлам можно получить из любой точки мира и с любого устройства. Не требуется локальный накопитель. Облачное хранилище не рекомендуется компаниям, которые работают с конфиденциальной информацией. Лучше не использовать для данных, которые критически важны в работе. Ведь потеря соединения ведет к простою.
Сколько памяти у вашего компьютера? Напишите в комментариях.
