Какую "оперативку" лучше выбрать
Какую "оперативку" лучше выбрать
В наше время компьютерный рынок меняется едва ли не каждый день, потому рано или поздно следует подумать о модернизации своего "железа", а т.к. этот вопрос не раз затрагивался в "КГ", я решил заполнить некоторые его пробелы и остановился на выборе оперативной памяти.
Немаловажным компонентом в компьютере является оперативная память.
Объем оперативной памяти в значительной степени определяет вычислительную мощность и быстродействие компьютера и нередко оказывается ключевой характеристикой системы, более важной, чем тип и тем более тактовая частота центрального процессора. В последние несколько лет требования к объему оперативной памяти резко возросли.
Если в последние два-три года один мегабайт считался вполне разумным количеством, а два и более мегабайт воспринимались как атрибут весьма продвинутых систем, то для нормальной работы в наши дни использование даже 16 "мег" чревато неудобствами в работе из-за чрезмерного свопинга, и базовым объемом для таких систем, например, как Windows 95 и Windows NT можно считать 32 Мбайт.
Одна из особенностей рынка компьютерной памяти - его быстрая динамика, выражающаяся не столько в непрерывном совершенствовании микросхем и повышении их технических характеристик, сколько в прогрессе разработки новых процессоров, приводящих к устареванию как самих модулей, так и компьютерных плат (системных), в которые их предлагается устанавливать. Старая память становится едва ли не главным препятствием на пути дешевой и безболезненной модернизации компьютеров.
Три года назад начали свое безраздельное господство 30-контактные модули SIMM (Single In Line Memory Module), содержащие, как правило, по две-три микросхемы памяти. Вскоре, после перехода к процессорам класса Pentium, имеющих 64-разрядную шину данных, удвоилась и требуемая ширина банка памяти. В связи с этим, спустя некоторое время, начали появляться 72-контактные модули памяти. Если раньше полный банк памяти составлялся из четырех 30-контактных модулей SIMM или одного 72-контактного, то теперь потребовалось либо два 72-контактного модуля, либо восемь 30-контактных. Через некоторое время 72-контактные модули вовсе вытеснили своих младших собратьев.
В последнее же время все большее распространение получают 168-контактные модули DIMM (Dual In Line Memory Module). В отличие от SIMM, они допускают работу с современными платами Pentium при установке нечетного числа модулей, кроме того, уже один модуль DIMM образует полный 64-разрадный банк памяти. Существует несколько различных стандартов на устройство модулей DIMM.
К тому же, применяемые в них микросхемы могут быть рассчитаны на разные напряжения или даже, вообще, не поддерживаются набором микросхем, что необходимо учитывать при подборе компонентов.
Так, отдельные системные платы на основе набора микросхем Intel 430VX, оснащенные слотами под DIMM, способны работать либо с памятью EDO в модулях SIMM, либо с памятью SDRAM в DIMM-исполнении, но не с памятью EDO в модулях DIMM. И напротив, существуют (встречаются редко) системные платы на основе набора Intel 430HX, имеющие в дополнение к разъемам SIMM один или два 168-кантрактных слота DIMM, допускающие работу с памятью EDO в любом исполнении и не поддерживающие модули памяти типа SDRAM.
С увеличением производительности процессоров традиционно используемая в компьютерах память неоднократно становилась основным препятствием к достижению наивысшей эффективности системы, и на разных этапах эволюции ПК применялись разные способы решения этой проблемы. Как известно, основная оперативная память компьютера собирается из микросхем DRAM (динамическая память с произвольным доступом). Информация в DRAM сохраняется на матрице из конденсаторов, где единице соответствует наличие заряда на конденсаторе, а нулю - его отсутствие.
Выборка из матрицы конденсаторов и запись в нее требует большого числа подготовительных действий, а поэтому модули памяти на основе DRAM в принципе не могут быть столь же быстрыми, как схемы центрального процессора. Лучшими скоростными характеристиками обладает статическая память SRAM, но стоимость ее значительно выше, т.к. для хранения одного бита здесь уже требуется тригер, включающий в себя четыре транзистора. Схемы статической памяти, к тому же, менее компактны, чем динамические.
В настоящее время схемы SRAM находят широкое применение в системе кэш-памяти, однако в качестве основной памяти компьютера используются схемы DRAM, и в ближайшее время не приходится ожидать, что положение дел изменится.
Применение кэш-памяти несколько отодвинуло проблему быстродействия основной оперативной памяти, но все-таки возросшие тактовые частоты требуют ускорения работы основной памяти, иначе вся вычислительная мощность процессора уйдет в песок: большую часть времени он будет простаивать в ожидании данных. Уже сейчас внутренние силы процессора нередко работают с частотой в 4 и более раза выше, чем память.
Дальнейшее увеличение этого соотношения не приводит к ожидаемому росту производительности компьютера при решении реальных задач, а поэтому проблема ускорения работы основной памяти приобретает особую актуальность.
Долгое время стандартной считалась память типа FPM. Это как раз та память, к которой мы привыкли еще со времен РС АТ. Она обеспечивала некоторое преимущество в скорости при чтении/записи данных, расположенных друг за другом, однако даже в лучшем случае, для выборки последующего слова приходилось затрачивать не менее трех циклов системной шины. Этот параметр мог быть сравнительно легко улучшен без существенного удорожания самих микросхем, и, как только почувствовалась насущная потребность в ускорении работы основной памяти, решение было найдено.
Новый тип микросхем динамической оперативной памяти EDO RAM отличался несколько лучшими характеристиками, чем память FPM. Не давая никакого преимущества при работе на запись, она обеспечивает возможность меньшего количества состояний ожидания при чтении за счет увеличения промежутка времени, в течение которого данные в схеме готовы к считыванию процессором.
Сегодня EDO RAM стала фактически стандартом для систем на базе Pentium и Pentium Pro, тогда как применение этого вида памяти в компьютерах класса 486, как правило, не приводит к росту производительности по сравнению с FPM. На сегодняшний день модули памяти EDO стоят примерно столько же, сколько и FPM, и для владельцев Pentium-систем выбор между двумя этими типами памяти, похоже, очевиден. Более высокими по сравнению с EDO RAM характеристиками, обладают схемы BEDO RAM и SDRAM. Они поддерживаются далеко не всеми наборами микросхем для Pentium, а потому могут быть не на любых системных платах. К тому же модули SDRAM выпускаются только в 168-контактном DIMM-исполнении, что еще больше ограничивает выбор системных плат. Из широко распространенных наборов для Pentium поддержку SDRAM обеспечивают: Intel 430 VX (Triton VX), Intel 430 TX (Triton TX), SiS 5571 (Trinity), VIA 580 (Apollo VP1), но не Intel 430 HX. Отсутствует поддержка SDRAM в современных наборах микросхем для Pentium Pro производства Intel: Intel 440 FX (Natroma), Intel 440 KX и Intel 440 GX (Orion).
Микросхемы BEDO RAM распространены значительно меньше, чем EDO RAM и даже SDRAM. Найти их сегодня в свободной продаже практически невозможно. Хотя при соответствующей аппаратной поддержке, BEDO способна обеспечить такую же производительность, как и SDRAM, производители наборов микросхем отнеслись к этому типу памяти спокойно. Вполне возможно, это связано с тем, что BEDO, в отличие от SDRAM, не рассчитана на работу с тактовыми частотами более 66 МГц.
Тем не менее говорить о бессмысленности использования EDO вместо FPM и SDRAM или BEDO вместо EDO неправильно. Во-первых, существует ряд программ, для которых обычно применяемые схемы кэширования неэффективны, и процессор оказывается, так сказать, "один на один" с основной памятью. Во-вторых, в многозадачных операционных системах эффективность кэш-памяти вследствие частого переключения между задачами несколько ниже, чем в однозадачных, а поэтому быстродействие оперативной памяти становится критическим фактором, особенно в серверных приложениях.
Еще одна характеристика памяти - номинальное время доступа. Спорность данной характеристики обусловлена, во-первых, путаницей в обозначениях, углубившейся с появлением микросхем памяти типа SDRAM, а во-вторых - весьма порочной, но от того не менее распространенной, практикой "перетирки" микросхем производителями модулей, когда указанное фирмой-изготовителем кристалла значение времени доступа зашлифовывается и на его место наносится другое, то есть меньшее. Для выявления действительного времени доступа, обеспечиваемого модулем памяти, существует существенная аппаратура, с помощью которой можно выявить реальное время доступа.
Правила маркировки различны для микросхем памяти типа FPM и EDO, с одной стороны, и SDRAM - с другой. В первом случае указывается время доступа к случайно расположенным данным, тогда как во втором за основу берется время чтения/записи последовательных слов после того, как было записано или прочитано первое. По причине синхронизированности этого процесса в SDRAM с тактами шины, указываемое на микросхемах SDRAM время доступа однозначно определяется максимальной тактовой частотой, с которой способна работать данная память, и связано с простой обратной зависимостью: МГц - для 12-наносекундных микросхем SDRAM, 100 МГц - для 10-наносекундных и 125 МГц - для 8-наносекундных.
Таким образом, ожидать от SDRAM быстродействия в 6 раз лучшего, чем у EDO RAM, и характеристик, сравнимых со статической кэш-памятью, нет никаких оснований. При тактовой частоте шины до 66 МГц превосходство SDRAM над EDO не может достигать и двукратного уровня.
Основная цель моего обзора в том, чтобы установить влияние оперативной памяти, ее объем и времени доступа к данным на итоговую производительность системы с целью облегчить покупателю выбор конфигурации нового компьютера или модернизацию старого.
Леонид Лебедевский - титульная страница
В наше время компьютерный рынок меняется едва ли не каждый день, потому рано или поздно следует подумать о модернизации своего "железа", а т.к. этот вопрос не раз затрагивался в "КГ", я решил заполнить некоторые его пробелы и остановился на выборе оперативной памяти.
Немаловажным компонентом в компьютере является оперативная память.
Объем оперативной памяти в значительной степени определяет вычислительную мощность и быстродействие компьютера и нередко оказывается ключевой характеристикой системы, более важной, чем тип и тем более тактовая частота центрального процессора. В последние несколько лет требования к объему оперативной памяти резко возросли.
Если в последние два-три года один мегабайт считался вполне разумным количеством, а два и более мегабайт воспринимались как атрибут весьма продвинутых систем, то для нормальной работы в наши дни использование даже 16 "мег" чревато неудобствами в работе из-за чрезмерного свопинга, и базовым объемом для таких систем, например, как Windows 95 и Windows NT можно считать 32 Мбайт.
Одна из особенностей рынка компьютерной памяти - его быстрая динамика, выражающаяся не столько в непрерывном совершенствовании микросхем и повышении их технических характеристик, сколько в прогрессе разработки новых процессоров, приводящих к устареванию как самих модулей, так и компьютерных плат (системных), в которые их предлагается устанавливать. Старая память становится едва ли не главным препятствием на пути дешевой и безболезненной модернизации компьютеров.
Три года назад начали свое безраздельное господство 30-контактные модули SIMM (Single In Line Memory Module), содержащие, как правило, по две-три микросхемы памяти. Вскоре, после перехода к процессорам класса Pentium, имеющих 64-разрядную шину данных, удвоилась и требуемая ширина банка памяти. В связи с этим, спустя некоторое время, начали появляться 72-контактные модули памяти. Если раньше полный банк памяти составлялся из четырех 30-контактных модулей SIMM или одного 72-контактного, то теперь потребовалось либо два 72-контактного модуля, либо восемь 30-контактных. Через некоторое время 72-контактные модули вовсе вытеснили своих младших собратьев.
В последнее же время все большее распространение получают 168-контактные модули DIMM (Dual In Line Memory Module). В отличие от SIMM, они допускают работу с современными платами Pentium при установке нечетного числа модулей, кроме того, уже один модуль DIMM образует полный 64-разрадный банк памяти. Существует несколько различных стандартов на устройство модулей DIMM.
К тому же, применяемые в них микросхемы могут быть рассчитаны на разные напряжения или даже, вообще, не поддерживаются набором микросхем, что необходимо учитывать при подборе компонентов.
Так, отдельные системные платы на основе набора микросхем Intel 430VX, оснащенные слотами под DIMM, способны работать либо с памятью EDO в модулях SIMM, либо с памятью SDRAM в DIMM-исполнении, но не с памятью EDO в модулях DIMM. И напротив, существуют (встречаются редко) системные платы на основе набора Intel 430HX, имеющие в дополнение к разъемам SIMM один или два 168-кантрактных слота DIMM, допускающие работу с памятью EDO в любом исполнении и не поддерживающие модули памяти типа SDRAM.
С увеличением производительности процессоров традиционно используемая в компьютерах память неоднократно становилась основным препятствием к достижению наивысшей эффективности системы, и на разных этапах эволюции ПК применялись разные способы решения этой проблемы. Как известно, основная оперативная память компьютера собирается из микросхем DRAM (динамическая память с произвольным доступом). Информация в DRAM сохраняется на матрице из конденсаторов, где единице соответствует наличие заряда на конденсаторе, а нулю - его отсутствие.
Выборка из матрицы конденсаторов и запись в нее требует большого числа подготовительных действий, а поэтому модули памяти на основе DRAM в принципе не могут быть столь же быстрыми, как схемы центрального процессора. Лучшими скоростными характеристиками обладает статическая память SRAM, но стоимость ее значительно выше, т.к. для хранения одного бита здесь уже требуется тригер, включающий в себя четыре транзистора. Схемы статической памяти, к тому же, менее компактны, чем динамические.
В настоящее время схемы SRAM находят широкое применение в системе кэш-памяти, однако в качестве основной памяти компьютера используются схемы DRAM, и в ближайшее время не приходится ожидать, что положение дел изменится.
Применение кэш-памяти несколько отодвинуло проблему быстродействия основной оперативной памяти, но все-таки возросшие тактовые частоты требуют ускорения работы основной памяти, иначе вся вычислительная мощность процессора уйдет в песок: большую часть времени он будет простаивать в ожидании данных. Уже сейчас внутренние силы процессора нередко работают с частотой в 4 и более раза выше, чем память.
Дальнейшее увеличение этого соотношения не приводит к ожидаемому росту производительности компьютера при решении реальных задач, а поэтому проблема ускорения работы основной памяти приобретает особую актуальность.
Долгое время стандартной считалась память типа FPM. Это как раз та память, к которой мы привыкли еще со времен РС АТ. Она обеспечивала некоторое преимущество в скорости при чтении/записи данных, расположенных друг за другом, однако даже в лучшем случае, для выборки последующего слова приходилось затрачивать не менее трех циклов системной шины. Этот параметр мог быть сравнительно легко улучшен без существенного удорожания самих микросхем, и, как только почувствовалась насущная потребность в ускорении работы основной памяти, решение было найдено.
Новый тип микросхем динамической оперативной памяти EDO RAM отличался несколько лучшими характеристиками, чем память FPM. Не давая никакого преимущества при работе на запись, она обеспечивает возможность меньшего количества состояний ожидания при чтении за счет увеличения промежутка времени, в течение которого данные в схеме готовы к считыванию процессором.
Сегодня EDO RAM стала фактически стандартом для систем на базе Pentium и Pentium Pro, тогда как применение этого вида памяти в компьютерах класса 486, как правило, не приводит к росту производительности по сравнению с FPM. На сегодняшний день модули памяти EDO стоят примерно столько же, сколько и FPM, и для владельцев Pentium-систем выбор между двумя этими типами памяти, похоже, очевиден. Более высокими по сравнению с EDO RAM характеристиками, обладают схемы BEDO RAM и SDRAM. Они поддерживаются далеко не всеми наборами микросхем для Pentium, а потому могут быть не на любых системных платах. К тому же модули SDRAM выпускаются только в 168-контактном DIMM-исполнении, что еще больше ограничивает выбор системных плат. Из широко распространенных наборов для Pentium поддержку SDRAM обеспечивают: Intel 430 VX (Triton VX), Intel 430 TX (Triton TX), SiS 5571 (Trinity), VIA 580 (Apollo VP1), но не Intel 430 HX. Отсутствует поддержка SDRAM в современных наборах микросхем для Pentium Pro производства Intel: Intel 440 FX (Natroma), Intel 440 KX и Intel 440 GX (Orion).
Микросхемы BEDO RAM распространены значительно меньше, чем EDO RAM и даже SDRAM. Найти их сегодня в свободной продаже практически невозможно. Хотя при соответствующей аппаратной поддержке, BEDO способна обеспечить такую же производительность, как и SDRAM, производители наборов микросхем отнеслись к этому типу памяти спокойно. Вполне возможно, это связано с тем, что BEDO, в отличие от SDRAM, не рассчитана на работу с тактовыми частотами более 66 МГц.
Тем не менее говорить о бессмысленности использования EDO вместо FPM и SDRAM или BEDO вместо EDO неправильно. Во-первых, существует ряд программ, для которых обычно применяемые схемы кэширования неэффективны, и процессор оказывается, так сказать, "один на один" с основной памятью. Во-вторых, в многозадачных операционных системах эффективность кэш-памяти вследствие частого переключения между задачами несколько ниже, чем в однозадачных, а поэтому быстродействие оперативной памяти становится критическим фактором, особенно в серверных приложениях.
Еще одна характеристика памяти - номинальное время доступа. Спорность данной характеристики обусловлена, во-первых, путаницей в обозначениях, углубившейся с появлением микросхем памяти типа SDRAM, а во-вторых - весьма порочной, но от того не менее распространенной, практикой "перетирки" микросхем производителями модулей, когда указанное фирмой-изготовителем кристалла значение времени доступа зашлифовывается и на его место наносится другое, то есть меньшее. Для выявления действительного времени доступа, обеспечиваемого модулем памяти, существует существенная аппаратура, с помощью которой можно выявить реальное время доступа.
Правила маркировки различны для микросхем памяти типа FPM и EDO, с одной стороны, и SDRAM - с другой. В первом случае указывается время доступа к случайно расположенным данным, тогда как во втором за основу берется время чтения/записи последовательных слов после того, как было записано или прочитано первое. По причине синхронизированности этого процесса в SDRAM с тактами шины, указываемое на микросхемах SDRAM время доступа однозначно определяется максимальной тактовой частотой, с которой способна работать данная память, и связано с простой обратной зависимостью: МГц - для 12-наносекундных микросхем SDRAM, 100 МГц - для 10-наносекундных и 125 МГц - для 8-наносекундных.
Таким образом, ожидать от SDRAM быстродействия в 6 раз лучшего, чем у EDO RAM, и характеристик, сравнимых со статической кэш-памятью, нет никаких оснований. При тактовой частоте шины до 66 МГц превосходство SDRAM над EDO не может достигать и двукратного уровня.
Основная цель моего обзора в том, чтобы установить влияние оперативной памяти, ее объем и времени доступа к данным на итоговую производительность системы с целью облегчить покупателю выбор конфигурации нового компьютера или модернизацию старого.
Леонид Лебедевский - титульная страница
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 09 за 1998 год в рубрике разное :: страна советов
