Paaiškinta apie skirtingus kompiuterio atminties ir saugyklos tipus

Pirmasis „iPhone“ buvo išleistas 2007 m. ir turėjo nuo 4 GB iki 8 GB saugyklos, kurioje buvo saugomi visi failai, pvz., nuotraukos ir muzika. Šiais laikais galite pasiimti „Android“ išmanųjį telefoną su 512 GB atminties, 64 kartus daugiau nei originaliame „iPhone“.

Technologijoje 16 metų yra šimtmečiai. Bet tai dar ne visa istorija. Pavyzdžiui, atmintis ir saugykla atlieka panašias funkcijas – apsaugo bitus ir baitus, tačiau veikia skirtingai.

Kuo skiriasi atmintis, saugykla ir talpykla?

Žmonės „atmintis“ ir „saugykla“ vartoja kaip sinonimus. Tai prasminga, bet vis dėlto neteisinga. Panašumas aiškus; abu saugo duomenis ir yra matuojami baitais, tačiau naudojimas skiriasi.

Sandėliavimas orientuotas į ilgalaikį, gerai... Sandėliavimas. Bylos laikomos ten, netrukdomos, kol prireiks. Tuo tarpu atmintis (laisvosios kreipties atmintis – RAM) – tai duomenys, kuriuos kompiuteriai turi greitai pasiekti. Pavyzdžiui, naudojami failai, su atidarytomis programomis susiję duomenys ir svarbūs operacinės sistemos failai saugomi sistemos atmintyje. Taip yra todėl, kad atmintis yra greitesnė nei saugykla. Deja, jis taip pat yra brangesnis, todėl RAM talpa yra mažesnė nei saugyklos.

Bet mes einame į priekį. Paaiškinkime kiekvieną detaliau.

CPU talpyklos atmintis

RAM reiškia laisvosios prieigos atmintį. Kaip paaiškinta aukščiau, čia saugomi duomenys, kad juos būtų galima lengvai pasiekti.

Tačiau talpyklos atmintis buvo sukurta devintajame dešimtmetyje, nes tada atmintis nebuvo pakankamai greita. Laikinoji atmintis veikia panašiai kaip RAM, bet greičiau. Jis yra greičio diagramų viršuje ir yra tiesiogiai integruotas į centrinį procesorių (CPU), aplink kurį pastatytas jūsų kompiuteris.

Talpykla yra nepaprastai greita, tačiau kainuoja net daugiau nei RAM. Maži jo pajėgumai tai rodo. Pavyzdžiui, dauguma kompiuterių šiais laikais turi apie 8–32 GB RAM. Priešingai, greičiausia talpykla L1 paprastai turi kilobaitus saugyklos, o L3 talpykla (didžiausia) papildo keliasdešimt megabaitų (nors kai kuriuose procesoriuose dabar L3 talpyklos dydis siekia šimtus megabaitų).

Random Access Memory (RAM)

Atidarius išsaugotą failą, jis nukopijuojamas į RAM. Ten taip pat saugomos šiuo metu veikiančios programos ir kai kurios operacinės sistemos dalys. RAM buvo sukurta maždaug 1940-ųjų pabaigoje, todėl duomenis buvo galima saugoti ir gauti bet kokia tvarka, taigi ir „atsitiktinis“ pavadinimas. RAM yra „nepastovi atmintis“. Jo turinys ištrinamas, kai įrenginys išjungiamas, o srovė nustoja tekėti.

Taip pat yra daug RAM tipų.

SDRAM

Kompiuteriai nuo 1990-ųjų naudoja sinchroninę dinaminę RAM (SDRAM). Štai ką kažkas turi omenyje sakydamas: „šis kompiuteris turi 16 GB RAM“.

Daug įrenginiai dabar naudoja DDR5 RAM (Double Data Rate 5th Generation atmintis – naujausia versija rašymo metu) kaip SDRAM. Tačiau jis vis dar brangus, todėl DDR4 išlieka pagrindinis. Senesniuose kompiuteriuose ir telefonuose netgi rasite senesnių DDR3 modulių.

Atminties moduliai yra dviejų dydžių: DIMM, skirtas staliniams kompiuteriams ir SODIMM, skirtas nešiojamiesiems kompiuteriams ir mažiems kompiuteriams. Neseniai nešiojamiesiems kompiuteriams buvo pasiūlytas naujas formos faktorius CAMM. CAMM turi pranašumų prieš SODIMM bet dar nėra plačiai paplitęs standartas.

Dabar paprastai yra dviejų tipų SDRAM: moduliai arba lituojami. Formos veiksniai skiriasi, bet veikia vienodai.

Lituota RAM naudojama išmaniuosiuose telefonuose, planšetiniuose kompiuteriuose ir kai kuriuose nešiojamuosiuose kompiuteriuose. Šiuolaikiniai Apple kompiuteriai taip pat naudojami lituota RAM, nes tai gali pagerinti našumą. Nešiojamieji kompiuteriai su lituota RAM gali turėti vieną ar daugiau atminties lizdų, skirtų ateityje plėsti, tačiau dažnai taip nėra. Kompiuteriai, kuriuose naudojama tik lituota RAM, negali būti atnaujinami. Paprastai juos galima pritaikyti perkant, bet vėliau jų išplėsti nebegalėsite.

Vaizdo įrašų RAM (VRAM)

Kartais duomenims reikia didesnio greičio nei SDRAM, tačiau tai yra daugiau nei talpyklos talpa. Dažniausias pavyzdys yra daug grafikos reikalaujančios užduotys – sunkūs žaidimai, vaizdo redagavimas ar 3D modeliavimas.

Tam reikia tinkamai pavadintos vaizdo RAM (VRAM). GDDR6X, šiuo metu greičiausias tipas, viršija DDR5 greitį 20 kartų. Jis taip pat yra lituojamas į GPU, užtikrinant mažesnį delsą. Deja, jūs negalite nusipirkti daugiau VRAM, nes ji yra prilituota atskiros vaizdo plokštės, neparduodami kaip moduliai.

Integruoti GPU (iGPU) taip pat yra įprasti. Jie yra integruoti į centrinį procesorių ir turi nedidelį skirtos VRAM kiekį (megabaitai, palyginti su gigabaitais skirtam GPU). Integruoti GPU naudoja vieningą atmintį, kuri yra SDRAM, dalijamasi tarp procesoriaus ir iGPU. Centrinis procesorius apibrėžia, kiek RAM yra skirta grafikai, kai reikia, atima dalį. Vieningos atminties trūkumai yra mažesnis pralaidumas ir talpa.

Nekintamoji RAM (NVRAM)

Mes sakėme, kad RAM yra nepastovi, tiesa? Tačiau yra klaidingas pavadinimas: nepastovi RAM (NVRAM). Sukurtas septintajame dešimtmetyje, jis turi trūkumų, palyginti su nepastoviąja RAM, todėl pastaroji yra populiaresnė.

Neseniai buvo „sėkmingas“ NVRAM „Intel“ ir „Micron“ „Optane“.. Atrodo, o kartais ir kaip greitesnis PCIe SSD, „Optane“ veikė kaip RAM su konkrečiais „Intel“ procesoriais. Jis nebuvo toks greitas kaip SDRAM, o kaina ir talpa taip pat buvo tarp jų. Gamintojai nutraukė „Optane“ gamybą 2021 m.

Plačiai naudojami du – galbūt pusantro – labai specifiniai NVRAM tipai. Pirmasis naudojamas su UEFI šiuolaikinėse pagrindinėse plokštėse (UEFI pakeičia senesnę BIOS). UEFI nustatymai saugomi NVRAM atmintyje, nes ji įkeliama, kol nėra jokios saugyklos. Pats UEFI saugomas ROM mikroschemoje – apie tai netrukus.

„Pusės“ tipas yra nepastovi RAM, naudojanti baterijas, kad liktų maitinimas, kai įrenginys išjungtas. Tai naudojama mažiems duomenų kiekiams, kurių reikia paprastesnėms užduotims atlikti, saugoti. Tai naudoja pagrindinės plokštės, kuriose vis dar naudojama senesnė BIOS. Senesnėse žaidimų konsolėse, kuriose buvo naudojamos kasetės ir (arba) atminties kortelės, išsaugoti failai, naudojant nepastovią RAM ir akumuliatorių.

Tik skaitymo atmintis (ROM)

Šios žaidimų kasetės, kaip ir UEFI ir BIOS, saugomos ROM lustuose. Bet koks neperrašomas optinis diskas, pvz., „Blu-ray“, taip pat yra ROM tipas.

Tačiau čia ir ten gamintojai išleidžia UEFI atnaujinimus. Taigi kaip jie yra „tik skaitomi“, jei juos galima rašyti?

Tai elektriškai ištrinami ROM (EEPROM). EEPROM atnaujinimai atliekami labai lėtai ir atsargiai. Taip yra todėl, kad netinkamas UEFI arba BIOS naujinimas gali sugadinti pagrindinę plokštę.

Taip pat reikia parašyti įprastą ROM. Vėlgi, detalės priklauso nuo žiniasklaidos. Pavyzdžiui, optinius ROM galima įrašyti vieną kartą, o ROM lustams reikia pramoninės įrangos, tada jie tampa tik skaitomi. Programuojamąjį ROM (PROM) galima įrašyti pigesniais įrenginiais, kurie yra paplitę tarp mėgėjų.

Kompiuterio saugykla: nuo kartono iki debesies

Kaip paaiškinta anksčiau, saugojimas išsaugo duomenis ilgą laiką. Pirmieji kompiuteriai tam naudojo perforuotą kartoną. Juose buvo kompiuterinių programų ir jie turėjo būti kruopščiai perverti dvejetainiu kodu, kurį galėtų nuskaityti aparatas – tikrai nepatogūs.

Magnetinė saugykla

Pirmoji didžiulė kompiuterių saugojimo raida įvyko šeštajame dešimtmetyje, kai magnetinės juostos buvo naudojamos didesniam duomenų kiekiui saugoti.

Magnetinė saugykla buvo puiki idėja, todėl kietieji diskai buvo sukurti remiantis tuo. Kietieji diskai (HDD) buvo pagrindinis kompiuterių saugyklos tipas nuo septintojo dešimtmečio iki šių dienų. Tačiau net ir geriausi kietieji diskai reikalingos judančios dalys, kurios padaro įrenginius pažeidžiamus dėl žalos ir smūgio greičio.

Flash atmintis, pvz., kietojo kūno diskai (SSD), išsprendžia abu klausimus. Pagaminta iš silicio lustų, pavyzdžiui, RAM, tokio tipo saugykla nuskaito ir įrašo duomenis elektra.

Išorinė saugykla: duomenys keliaujant

Visa ta laikmena vadinama vidine atmintimi: daiktai laikomi kompiuterio viduje ir naudojami tik ten. Bet visiems reikia retkarčiais kur nors pasiimti duomenis.

Išorinė saugykla iš tikrųjų yra tokia pat sena, kaip ir patys kompiuteriai. Perforuotos kortelės buvo įdėtos į lizdą, todėl techniškai išimama saugykla. Juostos galėjo saugoti nuolatinius duomenis, tačiau netrukus atsirado HDD ir jie buvo žymiai geresni. Juostą pigiau pagaminti ir mažesnė tapo populiari kaip išorinė laikmena.

Pirma, jis buvo pakeistas diskeliais. Kitas žingsnis turėjo būti optiniai diskai, tačiau perrašomos versijos buvo per brangios.

Taigi klientai greitai persikėlė į „flash“ saugyklą. Thumb drives ir išoriniai HDD arba SSD – tokie patys kaip ir jų vidiniai atitikmenys, tik su USB.

Saugykla debesyje pakeičia „flash“ kaip išorinę laikmeną. Tačiau, kadangi jai reikalingas nuolatinis interneto ryšys, jis visiškai nepakeis nešiojamos išorinės saugyklos.

Atsarginė saugykla

Galiausiai yra atsarginė saugykla. Jis veikia kaip bet kuris kitas saugyklos tipas – laikmenos yra tokios pačios. Skirtumas yra tikslas: atsarginė kopija yra saugi.

Vidinė atsarginė kopija – kai vidinėje atmintyje yra du ar daugiau diskų, kopijuojami realiuoju laiku – dauguma žmonių nėra plačiai naudojami, tačiau tai labai svarbu įmonėms. Išorinės atsarginės kopijos, tokios kaip USB HDD arba SSD, prie tinklo prijungtos saugyklos (NAS) ir net debesų sprendimai, yra labiau paplitę.

Įmonės, kurioms reikia daug atsarginių kopijų pertekliaus, dažnai imasi „šalto atsarginio kopijavimo“. Taip nutinka rečiau, o saugykla atjungiama nuo kompiuterių, kai nenaudojama. Įdomu tai, kad magnetinė juosta, naudojama „atkūrimui po nelaimių“, šiandien išlieka įprasta.

Talpykla, saugykla ir atmintis atlieka skirtingus vaidmenis

Talpykla, atmintis ir saugykla atlieka skirtingus, bet gyvybiškai svarbius vaidmenis, kad jūsų kompiuteris veiktų. Tikėtina, kad ateityje visų šių atminties tipų talpa padidės, o šios srities tyrimai yra konkurencinga sritis.