Главная › Тарифы › Максимум памяти для 64 разрядной системы. Увеличение оперативной памяти компьютера: основные и альтернативные способы решение проблемы. Габариты планок или так называемый Форм — фактор

Максимум памяти для 64 разрядной системы. Увеличение оперативной памяти компьютера: основные и альтернативные способы решение проблемы. Габариты планок или так называемый Форм — фактор

Сколько памяти может использовать 32 битная операционная система

Сначала немного теории.
Простейший элемент информации – бит. Он является минимальной единицей информации и может принимать значение 0 или 1. За ним идет байт, он состоит из 8 бит. Так как бит может принимать 2 значения, то всего получается 2 8 =256 значений байта.

Теперь рассмотрим адресацию памяти. У любого компьютера имеется оперативная память (ОЗУ) — адресное пространство, необходимое для хранения данных, используемых в данный момент. Для получения информации из ОЗУ вначале процессор должен выбрать адрес нужного бита, который храниться в одной из микросхем памяти, а уже потом его прочитать. Этот процесс и называется адресацией памяти. Одним из свойств архитектуры компьютера является количество битов, используемых при адресации памяти.

32 битные ОС для адресации памяти используют 2 32 бит, что составляет 4294967296 бит или 4 Гигабайт (Гб). Это значит, что максимальный объем памяти, к которому может обращаться 32 битная операционная система, составляет 4 Гб. Однако даже этот объем использовать в полной мере нам не удасться, поскольку компоненты операционной системы и устройства требуют выделенного адресного пространства в пределах первых 32 бит (4 Гбайт) оперативной памяти. Например, видеокарта с 512 Мбайт памяти потребует синхронизации этой памяти с оперативной, что снизит доступную ёмкость на 512 Мбайт.

Таким образом, общий объем памяти, доступной в 32 – битной ОС Windows обычно составляет 3.25-3.75 Гб в зависимости от используемого железа.

Некоторые версии Windows поддерживают функцию под названием Physical Address Extension (PAE) , позволяющую использовать больше 4 Гбайт памяти благодаря специальной технологии переадресации. Данная технология позволяет процессору работать не с 32-битной, а с 36-битной адресацией, теоретически расширяя доступные ему адреса до 2 36 = 68719476736 байт (64 Гб). При этом само адресное пространство остается 32-битным, то есть равным 4 Гб, но за счет измененного отображения на него физической памяти становится возможным использование большего ее объема.

Согласно официальной информации Microsoft, режим PAE можно использовать в следующих 32-битных операционных системах:

Microsoft Windows Server 2000 Enterprise/Datacenter Edition
Microsoft Windows Server 2003 Enterprise/Datacenter Edition
Microsoft Windows Server 2008 Enterprise/Datacenter Edition

В Server 2008 PAE включен по умолчанию, если на сервере на хардварном уровне включена технология DEP (Data Execution Prevention), либо сервер имеет возможность горячего добавления памяти (hot-add memory). В противном случае PAE необходимо включить принудительно с помощью BCDEdit, следующей командой:

BCDEdit /set [{ID}] pae ForceEnabled

Чтобы включить PAE в Server 2000\2003, необходимо указать в файле Boot.ini ключ /PAE . Вот пример файла Boot.ini, содержащего ключ PAE:

timeout=30
default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)\WINDOWS
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)\WINDOWS=″Windows Server 2003, Enterprise″ /fastdetect /PAE

Стоит заметить, что возможность использовать режим PAE для клиентских ОС была реализована во втором сервис-паке к Windows XP. Однако в процессе тестирования выяснилось, что при использовании этого режима происходит большое количество сбоев. Дело в том, что драйверы некоторых устройств, в основном таких как аудио- и видео, жестко запрограммированы на работу с адресами памяти в пределах 4ГБ. Они обрезают все адреса выше этого объема, что приводит к повреждению содержимого памяти со всеми сопутствующими последствиями. Поскольку, как правило, сервера не используют подобные устройства, то с серверными системами подобных проблем не возникало.

В связи с выявленными недостатками решено было убрать из 32-разрядных клиентских систем возможность работать с памятью свыше 4ГБ, хотя теоретически это возможно. Поэтому в клиентских ОС семейства Windows данная технология хотя и присутствует, однако не активирована на уровне ядра, и попытка ее использовать ни к чему не приведет.

Подводя итог скажу, что если есть необходимость в объеме памяти больше 4Гб, то наилучший вариант — это использовать 64 битную ОС, ведь в ней ограничение на размер памяти составляет до 192 Гб для настольных и 2 Тб для серверных ОС.

Мое почтенье дорогие посетители сайта. В прошлой статье я писал о том, . Теперь, узнав что это такое и для чего и как оно служит, многие из Вас наверно подумываете о том, чтобы приобрести для своего компьютера более мощную и производительную оперативку. Ведь увеличение производительности компьютера с помощью дополнительного объёма памяти ОЗУ является самым простым и дешевым (в отличии например от видеокарты) методом модернизации вашего любимца.

И… Вот вы стоите у витрины с упаковками оперативок. Их много и все они разные. Встают вопросы: А какую оперативную память выбрать? Как правильно выбрать ОЗУ и не прогадать? А вдруг я куплю оперативку, а она потом не будет работать? Это вполне резонные вопросы. В этой статье я попробую ответить на все эти вопросы. Как вы уже поняли, эта статья займет свое достойное место в цикле статей, в которых я писал о том, как правильно выбирать отдельные компоненты компьютера т.е. железо. Если вы не забыли, туда входили статьи:
—
—
—
Этот цикл будет и дальше продолжен, и в конце вы сможете уже собрать для себя совершенный во всех смыслах супер компьютер 🙂 (если конечно финансы позволят:))
А пока учимся правильно выбирать для компьютера оперативную память .
Поехали!

Оперативная память и её основные характеристики.

При выборе оперативной памяти для своего компьютера нужно обязательно отталкиваться от вашей материнской платы и процессора потому что модули оперативки устанавливаются на материнку и она же поддерживает определенные типы оперативной памяти. Таким образом получается взаимосвязь между материнской платой, процессором и оперативной памятью.

Узнать о том, какую оперативную память поддерживает ваша материнка и процессор можно на сайте производителя, где необходимо найти модель своей материнской платы, а также узнать какие процессоры и оперативную память для них она поддерживает. Если этого не сделать, то получится, что вы купили супер современную оперативку, а она не совместима с вашей материнской платой и будет пылиться где нибудь у вас в шкафу. Теперь давайте перейдем непосредственно к основным техническим характеристикам ОЗУ, которые будут служить своеобразными критериями при выборе оперативной памяти. К ним относятся:

Вот я перечислил основные характеристики ОЗУ, на которые стоит обращать внимание в первую очередь при её покупке. Теперь раскроем каждый из ни по очереди.

Тип оперативной памяти.

На сегодняшний день в мире наиболее предпочтительным типом памяти являются модули памяти DDR (double data rate). Они различаются по времени выпуска и конечно же техническими параметрами.

DDR или DDR SDRAM (в переводе с англ. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных). Модули данного типа имеют на планке 184 контакта, питаются напряжением в 2,5 В и имеют тактовую частоту работы до 400 мегагерц. Данный тип оперативной памяти уже морально устарел и используется только в стареньких материнских платах.
DDR2 — широко распространенный на данное время тип памяти. Имеет на печатной плате 240 контактов (по 120 на каждой стороне). Потребление в отличие от DDR1 снижено до 1,8 В. Тактовая частота колеблется от 400 МГц до 800 МГц.
DDR3 — лидер по производительности на момент написания данной статьи. Распространен не менее чем DDR2 и потребляет напряжение на 30-40% меньше в отличии от своего предшественника (1,5 В). Имеет тактовую частоту до 1800 МГц.
DDR4 — новый, супер современный тип оперативной памяти, опережающий своих собратьев как по производительности (тактовой частоте) так и потреблением напряжения (а значит отличающийся меньшим тепловыделением). Анонсируется поддержка частот от 2133 до 4266 Мгц. На данный момент в массовое производство данные модули ещё не поступили (обещают выпустить в массовое производство в середине 2012 года). Официально, модули четвертого поколения, работающие в режиме DDR4-2133 при напряжении 1,2 В были представлены на выставке CES, компанией Samsung 04 января 2011 года.

Объём оперативной памяти.

Про объём памяти много писать не буду. Скажу лишь, что именно в этом случае размер имеет значение 🙂
Все несколько лет назад оперативная память объёмом в 256-512 МБ удовлетворяла все нужды даже крутых геймерских компьютеров. В настоящее же время для нормального функционирования отдельно лишь операционной системы windows 7 требуется 1 Гб памяти, не говоря уже о приложениях и играх. Лишней оперативка никогда не будет, но скажу Вам по секрету, что 32-х разрядная windows использует лишь 3,25 Гб ОЗУ, если даже вы установите все 8 Гб ОЗУ. Подробнее об этом вы можете прочитать .

Габариты планок или так называемый Форм — фактор.

Form — factor — это стандартные размеры модулей оперативки, тип конструкции самих планок ОЗУ.
DIMM (Dual InLine Memory Module — двухсторонний тип модулей с контактами на обоих сторонах) — в основном предназначены для настольных стационарных компьютеров, а SO-DIMM используются в ноутбуках.

Тактовая частота.

Это довольно таки важный технический параметр оперативной памяти. Но тактовая частота есть и у материнской платы и важно знать рабочую частоту шины этой платы, так как если вы купили например модуль ОЗУ DDR3-1800 , а слот (разъём) материнской платы поддерживает максимальную тактовую частоту DDR3-1600 , то и модуль оперативной памяти в результате будет работать на тактовой частоте в 1600 МГц . При этом возможны всяческие сбои, ошибки в работе системы и .

Примечание: Частота шины памяти и частота процессора — совершенно разные понятия.

Из приведенных таблиц можно понять, что частота шины, умноженная на 2, дает эффективную частоту памяти (указанную в графе «чип»), т.е. выдает нам скорость передачи данных. Об этом же нам говорит и название DDR (Double Data Rate) — что означает удвоенная скорость передачи данных.
Приведу для наглядности пример расшифровки в названии модуля оперативной памяти — Kingston/PC2-9600/DDR3(DIMM)/2Gb/1200MHz , где:
— Kingston — производитель;
— PC2-9600 — название модуля и его пропускная способность;
— DDR3(DIMM) — тип памяти (форм фактор в котором выполнен модуль);
— 2Gb — объем модуля;
— 1200MHz — эффективная частота, 1200 МГц.

Пропускная способность.

Пропускная способность — характеристика памяти, от которой зависит производительность системы. Выражается она как произведение частоты системной шины на объём данных передаваемых за один такт. Пропускная способность (пиковый показатель скорости передачи данных) – это комплексный показатель возможности RAM , в нем учитывается частота передачи данных , разрядность шины и количество каналов памяти. Частота указывает потенциал шины памяти за такт – при большей частоте можно передать больше данных.
Пиковый показатель вычисляется по формуле: B = f * c , где:
В — пропускная способность, f — частота передачи, с — разрядность шины. Если Вы используете два канала для передачи данных, все полученное умножаем на 2. Чтобы получить цифру в байтах/c, Вам необходимо полученный результат поделить на 8 (т.к. в 1 байте 8 бит).
Для лучшей производительности пропускная способность шины оперативной памяти и пропускная способность шины процессора должны совпадать. К примеру, для процессора Intel core 2 duo E6850 с системной шиной 1333 MHz и пропускной способностью 10600 Mb/s , можно установить два модуля с пропускной способностью 5300 Mb/s каждый (PC2-5300 ), в сумме они будут иметь пропускную способность системной шины (FSB ) равную 10600 Mb/s .
Частоту шины и пропускную способность обозначают следующим образом: «DDR2-XXXX » и «PC2-YYYY «. Здесь «XXXX » обозначает эффективную частоту памяти, а «YYYY » пиковую пропускную способность.

Тайминги (латентность).

Тайминги (или латентность) — это временные задержки сигнала, которые, в технической характеристике ОЗУ записываются в виде «2-2-2 » или «3-3-3 » и т.д. Каждая цифра здесь выражает параметр. По порядку это всегда «CAS Latency » (время рабочего цикла), «RAS to CAS Delay » (время полного доступа) и «RAS Precharge Time » (время предварительного заряда).

Примечание

Чтобы вы могли лучше усвоить понятие тайминги, представьте себе книгу, она будет у нас оперативной памятью, к которой мы обращаемся. Информация (данные) в книге (оперативной памяти) распределены по главам, а главы состоят из страниц, которые в свою очередь содержат таблицы с ячейками (как например в таблицах Excel). Каждая ячейка с данными на странице имеет свои координаты по вертикали (столбцы) и горизонтали (строки). Для выбора строки используется сигнал RAS (Raw Address Strobe) , а для считывания слова (данных) из выбранной строки (т.е. для выбора столбца) — сигнал CAS (Column Address Strobe) . Полный цикл считывания начинается с открытия «страницы» и заканчивается её закрытием и перезарядкой, т.к. иначе ячейки разрядятся и данные пропадут.Вот так выглядит алгоритм считывания данных из памяти:

выбранная «страница» активируется подачей сигнала RAS ;
данные из выбранной строки на странице передаются в усилитель, причем на передачу данных необходима задержка (она называется RAS-to-CAS );
подается сигнал CAS для выбора (столбца) слова из этой строки;
данные передаются на шину (откуда идут в контроллер памяти), при этом также происходит задержка (CAS Latency );
следующее слово идет уже без задержки, так как оно содержится в подготовленной строке;
после завершения обращения к строке происходит закрытие страницы, данные возвращаются в ячейки и страница перезаряжается (задержка называется RAS Precharge ).

Каждая цифра в обозначении указывает, на какое количество тактов шины будет задержан сигнал. Тайминги измеряются в нано-секундах. Цифры могут иметь значения от 2 до 9 . Но иногда к трем этим параметрам добавляется и четвертый (например: 2-3-3-8 ), называющийся «DRAM Cycle Time Tras/Trc ” (характеризует быстродействие всей микросхемы памяти в целом).
Случается, что иногда хитрый производитель указывает в характеристике оперативки лишь одно значение, например «CL2 » (CAS Latency ), первый тайминг равный двум тактам. Но первый параметр не обязательно должен быть равен всем таймингам, а может быть и меньше других, так что имейте это в виду и не попадайтесь на маркетинговый ход производителя.
Пример для наглядности влияния таймингов на производительность: система с памятью на частоте 100 МГц с таймингами 2-2-2 обладает примерно такой же производительностью, как та же система на частоте 112 МГц , но с задержками 3-3-3 . Другими словами, в зависимости от задержек, разница в производительности может достигать 10 % .
Итак, при выборе лучше покупать память с наименьшими таймингами, а если Вы хотите добавить модуль к уже установленному, то тайминги у покупаемой памяти должны совпадать с таймингами установленной памяти.

Режимы работы памяти.

Оперативная память может работать в нескольких режимах, если конечно такие режимы поддерживаются материнской платой. Это одноканальный , двухканальный , трехканальный и даже четырехканальный режимы. Поэтому при выборе оперативной памяти стоит обратить внимание и на этот параметр модулей.
Теоретически скорость работы подсистемы памяти при двухканальном режиме увеличивается в 2 раза, трехканальном – в 3 раза соответственно и т.д., но на практике при двухканальном режиме прирост производительности в отличии от одноканального составляет 10-70%.
Рассмотрим подробнее типы режимов:

Single chanell mode (одноканальный или асимметричный) – этот режим включается, когда в системе установлен только один модуль памяти или все модули отличаются друг от друга по объему памяти, частоте работы или производителю. Здесь неважно, в какие разъемы и какую память устанавливать. Вся память будет работать со скоростью самой медленной из установленной памяти.
Dual Mode (двухканальный или симметричный) – в каждом канале устанавливается одинаковый объем оперативной памяти (и теоретически происходит удвоение максимальной скорости передачи данных). В двухканальном режиме модули памяти работают попарно 1-ый с 3-им и 2-ой с 4-ым.
Triple Mode (трехканальный) – в каждом из трех каналов устанавливается одинаковый объем оперативной памяти. Модули подбираются по скорости и объему. Для включения этого режима модули должны быть установлены в 1, 3 и 5/или 2, 4 и 6 слоты. На практике, кстати говоря, такой режим не всегда оказывается производительнее двухканального, а иногда даже и проигрывает ему в скорости передачи данных.
Flex Mode (гибкий) – позволяет увеличить производительность оперативной памяти при установке двух модулей различного объема, но одинаковых по частоте работы. Как и в двухканальном режиме платы памяти устанавливаются в одноименные разъемы разных каналов.

Обычно наиболее распространенным вариантом является двухканальный режим памяти.
Для работы в многоканальных режимах существуют специальные наборы модулей памяти — так называемая Kit-память (Kit-набор) — в этот набор входит два (три) модуля, одного производителя, с одинаковой частотой, таймингами и типом памяти.
Внешний вид KIT-наборов:
для двухканального режима

для трехканального режима

Но самое главное, что такие модули тщательно подобраны и протестированы, самим производителем, для работы парами (тройками) в двух-(трёх-) канальных режимах и не предполагают никаких сюрпризов в работе и настройке.

Производитель модулей.

Сейчас на рынке ОЗУ хорошо себя зарекомендовали такие производители, как: Hynix , amsung , Corsair , Kingmax , Transcend , Kingston , OCZ …
У каждой фирмы к каждому продукту имеется свой маркировочный номер , по которому, если его правильно расшифровать, можно узнать для себя много полезной информации о продукте. Давайте для примера попробуем расшифровать маркировку модуля Kingston семейства ValueRAM (смотрите изображение):

Расшифровка:

KVR – Kingston ValueRAM т.е. производитель
1066/1333 – рабочая/эффективная частота (Mhz)
D3 — тип памяти (DDR3 )
D (Dual) – rank/ранг . Двухранговый модуль – это два логических модуля, распаянных на одном физическом и пользующихся поочерёдно одним и тем же физическим каналом (нужен для достижения максимального объёма оперативной памяти при ограниченном количестве слотов)
4 – 4 чипа памяти DRAM
R – Registered , указывает на стабильное функционирование без сбоев и ошибок в течение как можно большего непрерывного промежутка времени
7 – задержка сигнала (CAS=7 )
S – термодатчик на модуле
K2 – набор (кит) из двух модулей
4G – суммарный объем кита (обеих планок) равен 4 GB.

Приведу еще один пример маркировки CM2X1024-6400C5 :
Из маркировки видно, что это модуль DDR2 объемом 1024 Мбайт стандарта PC2-6400 и задержками CL=5 .
Марки OCZ , Kingston и Corsair рекомендуют для оверклокинга, т.е. имеют потенциал для разгона. Они будут с небольшими таймингами и запасом тактовой частоты, плюс ко всему они снабжены радиаторами, а некоторые даже кулерами для отвода тепла, т.к. при разгоне количество тепла значительно увеличивается. Цена на них естественно будет гораздо выше.
Советую не забывать про подделки (их на прилавках очень много) и покупать модули оперативной памяти только в серьезных магазинах, которые дадут Вам гарантию.

Напоследок:
На этом все. С помощью данной статьи, думаю, вы уже не ошибетесь при выборе оперативной памяти для своего компьютера. Теперь вы сможете правильно выбрать оперативку для системы и повысить её производительность без каких либо проблем. Ну, а тем кто купит оперативную память (или уже купил), я посвящу следующую статью, в которой я подробно опишу как правильно устанавливать оперативную память в систему. Не пропустите…

История оперативной памяти , или ОЗУ , началась в далёком 1834 году, когда Чарльз Беббидж разработал «аналитическую машину» - по сути, прообраз компьютера. Часть этой машины, которая отвечала за хранение промежуточных данных, он назвал «складом». Запоминание информации там было организовано ещё чисто механическим способом, посредством валов и шестерней.

В первых поколениях ЭВМ в качестве ОЗУ использовались электронно-лучевые трубки, магнитные барабаны, позже появились магнитные сердечники, и уже после них, в третьем поколении ЭВМ появилась память на микросхемах.

Сейчас ОЗУ выполняется по технологии DRAM в форм-факторах DIMM и SO-DIMM , это динамическая память, организованная в виде интегральных схем полупроводников. Она энергозависима, то есть данные исчезают при отсутствии питания.

Выбор оперативной памяти не является сложной задачей на сегодняшний день, главное здесь разобраться в типах памяти, её назначении и основных характеристиках.

Типы памяти

SO-DIMM

Память форм-фактора SO-DIMM предназначена для использования в ноутбуках, компактных ITX-системах, моноблоках - словом там, где важен минимальный физический размер модулей памяти. Отличается от форм-фактора DIMM уменьшенной примерно в 2 раза длиной модуля, и меньшим количеством контактов на плате (204 и 360 контактов у SO-DIMM DDR3 и DDR4 против 240 и 288 на платах тех же типов DIMM-памяти).
По остальным характеристикам - частоте, таймингам, объёму, модули SO-DIMM могут быть любыми, и ничем принципиальным от DIMM не отличаются.

DIMM

DIMM - оперативная память для полноразмерных компьютеров.
Тип памяти, который вы выберете, в первую очередь должен быть совместим с разъёмом на материнской плате. ОЗУ для компьютера делится на 4 типа – DDR , DDR2 , DDR3 и DDR4 .

Память типа DDR появилась в 2001 году, и имела 184 контакта. Напряжение питания составляло от 2.2 до 2.4 В. Частота работы – 400МГц . До сих пор встречается в продаже, правда, выбор невелик. На сегодняшний день формат устарел, - подойдёт, только если вы не хотите обновлять систему полностью, а в старой материнской плате разъёмы только под DDR.

Стандарт DDR2 вышел уже в 2003-ем, получил 240 контактов, которые увеличили число потоков, прилично ускорив шину передачи данных процессору. Частота работы DDR2 могла составлять до 800 МГц (в отдельных случаях – до 1066 МГц), а напряжение питания от 1.8 до 2.1 В – чуть меньше, чем у DDR. Следовательно, понизились энергопотребление и тепловыделение памяти.
Отличия DDR2 от DDR:

· 240 контактов против 120
· Новый слот, несовместимый с DDR
· Меньшее энергопотребление
· Улучшенная конструкция, лучшее охлаждение
· Выше максимальная рабочая частота

Также, как и DDR, устаревший тип памяти - сейчас подойдёт разве что под старые материнские платы, в остальных случаях покупать нет смысла, так как новые DDR3 и DDR4 быстрее.

В 2007 году ОЗУ обновились типом DDR3 , который до сих пор массово распространён. Остались всё те же 240 контактов, но слот подключения для DDR3 стал другим – совместимости с DDR2 нет. Частота работы модулей в среднем от 1333 до 1866 МГц . Встречаются также модули с частотой вплоть до 2800 МГц .
DDR3 отличается от DDR2:

· Слоты DDR2 и DDR3 несовместимы.
· Тактовая частота работы DDR3 выше в 2 раза – 1600 МГц против 800 МГц у DDR2.
· Отличается сниженным напряжением питания – порядка 1.5В, и меньшим энергопотреблением (в версии DDR3L это значение в среднем ещё ниже, около 1.35 В).
· Задержки (тайминги) DDR3 больше, чем у DDR2, но рабочая частота выше. В целом скорость работы DDR3 на 20-30% выше.

DDR3 - на сегодня хороший выбор. Во многих материнских платах в продаже разъёмы под память именно DDR3, и в связи с массовой популярностью этого типа, вряд ли он скоро исчезнет. Также он немного дешевле DDR4.

DDR4 – новый тип ОЗУ, разработанный только в 2012 году. Является эволюционным развитием предыдущих типов. Пропускная способность памяти снова повысилась, теперь достигая 25,6 Гб/с. Частота работы также поднялась – в среднем от 2133 МГц до 3600 МГц . Если же сравнивать новый тип с DDR3, который продержался на рынке целых 8 лет и получил массовое распространение, то прирост производительности незначителен, к тому же далеко не все материнские платы и процессоры поддерживают новый тип.
Отличия DDR4:

· Несовместимость с предыдущими типами
· Пониженно напряжение питания – от 1.2 до 1.05 В, энергопотребление тоже снизилось
· Рабочая частота памяти до 3200 МГц (может достигать 4166 МГц в некоторых планках), при этом, конечно, выросшие пропорционально тайминги
· Может незначительно превосходить по скорости работы DDR3

Если у вас уже стоят планки DDR3, то торопиться менять их на DDR4 нет никакого смысла. Когда этот формат распространится массово, и все материнские платы уже будут поддерживать DDR4, переход на новый тип произойдёт сам собой с обновлением всей системы. Таким образом, можно подытожить, что DDR4 – скорее маркетинг, чем реально новый тип ОЗУ.

Какую частоту памяти выбрать?

Выбор частоты нужно начинать с проверки максимально поддерживаемых частот вашим процессором и материнской платой. Частоту выше поддерживаемой процессором имеет смысл брать только при разгоне процессора.

На сегодняшний день не стоит выбирать память с частотой ниже 1600 МГц. Вариант 1333 МГц допустим в случае DDR3, если это не завалявшиеся у продавца древние модули, которые явно будут медленнее новых.

Оптимальный вариант на сегодня - это память с интервалом частот от 1600 до 2400 МГц . Частота выше почти не имеет преимущества, но стоит гораздо дороже, и как правило является разогнанными модулями с поднятыми таймингами. Для примера, разница между модулями в 1600 и 2133 Мгц в ряде рабочих программ будет не более 5-8 %, в играх разница может быть ещё меньше. Частоты в 2133-2400 Мгц стоит брать, если вы занимаетесь кодированием видео/аудио, рендерингом.

Разница же между частотами в 2400 и 3600 Мгц обойдётся вам довольно дорого, при этом не прибавив ощутимо скорости.

Какой объём оперативной памяти брать?

Объём, который вам понадобится, зависит от типа работы, производимой на компьютере, от установленной операционной системы, от используемых программ. Также не стоит упускать из виду максимально поддерживаемый объём памяти вашей материнской платой.

Объём 2 ГБ - на сегодняшний день, может хватить разве что только для просмотра интернета. Больше половину будет съедать операционная система, оставшегося хватит на неторопливую работу нетребовательных программ.

Объём 4 ГБ – подойдёт для компьютера средней руки, для домашнего пк-медиацентра. Хватит, чтобы смотреть фильмы, и даже поиграть в нетребовательные игры. Современные – увы, с потянет с трудом. (Станет лучшим выбором, если у вас 32-разрядная операционная система Windows, которая видит не больше 3 ГБ оперативной памяти)

Объём 8 ГБ (или комплект 2х4ГБ) – рекомендуемый объём на сегодня для полноценного ПК. Этого хватит для почти любых игр, для работы с любым требовательным к ресурсам софтом. Лучший выбор для универсального компьютера.

Объём 16 ГБ (или наборы 2х8ГБ , 4х4ГБ)- будет оправданным, если вы работаете с графикой, тяжёлыми средами программирования, или постоянно рендерите видео. Также отлично подойдёт для ведения онлайн-стримов – здесь с 8 ГБ могут быть подвисания, особенно при высоком качестве видео-трансляции. Некоторые игры в высоких разрешениях и с HD-текстурами могут лучше себя вести с 16 ГБ оперативной памяти на борту.

Объём 32 ГБ (набор 2х16ГБ , или 4х8ГБ)– пока очень спорный выбор, пригодится для каких-то совсем экстремальных рабочих задач. Лучше будет потратить деньги на другие комплектующие компьютера, это сильнее отразится на его быстродействии.

Режимы работы: лучше 1 планка памяти или 2?

ОЗУ может работать в одно-канальном, двух-, трёх- и четырёх-канальном режимах. Однозначно, если на вашей материнской плате есть достаточное количество слотов, то лучше взять вместо одной планки памяти несколько одинаковых меньшего объёма. Скорость доступа к ним вырастет от 2 до 4 раз.

Чтобы память работала в двухканальном режиме, нужно устанавливать планки в слоты одного цвета на материнской плате. Как правило, цвет повторяется через разъём. Важно при этом, чтобы частота памяти в двух планках была одинаковой.

- Single chanell Mode – одноканальный режим работы. Включается, когда установлена одна планка памяти, или разные модули, работающие на разной частоте. В итоге память работает на частоте самой медленной планки.
- Dual Mode – двухканальный режим. Работает только с модулями памяти одинаковой частоты, увеличивает скорость работы в 2 раза. Производители выпускают специально для этого комплекты модулей памяти , в которых может быть 2 или 4 одинаковых планки.
- Triple Mode – работает по тому же принципу, что и двух-канальный. На практике не всегда быстрее.
- Quad Mode - четырёх-канальный режим, который работает по принципу двухканального, соответственно увеличивая скорость работы в 4 раза. Используется, там где нужна исключительно высокая скорость - например, в серверах.

- Flex Mode – более гибкий вариант двухканального режима работы, когда планки разного объёма, а одинаковая только частота. При этом в двухканальном режиме будут использоваться одинаковые объёмы модулей, а оставшийся объём будет функционировать в одноканальном.

Нужен ли памяти радиатор?

Сейчас уже давно не те времена, когда при напряжении в 2 В достигалась частота работы в 1600 МГц, и в результате выделялось много тепла, которое надо было как-то отводить. Тогда радиатор мог быть критерием выживаемости разогнанного модуля.

В настоящее время же энергопотребление памяти сильно снизилось, и радиатор на модуле может быть оправдан с технической точки зрения, только если вы увлекаетесь оверклокингом, и модуль будет работать у вас на запредельных для него частотах. Во всех остальных случаях радиаторы можно оправдать, разве что, красивым дизайном.

В случае, если радиатор массивный, и заметно увеличивает высоту планки памяти – это уже существенный минус, поскольку он может помешать вам поставить в систему процессорный суперкулер. Существуют, кстати, специальные низкопрофильные модули памяти , предназначенные для установки в компактные корпуса. Они несколько дороже модулей обычного размера.

Что такое тайминги?

Тайминги , или латентность (latency) – одна из самых важных характеристик оперативной памяти, определяющих её быстродействие. Обрисуем общий смысл этого параметра.

Упрощённо оперативную память можно представить, как двумерную таблицу, в которой каждая ячейка несёт информацию. Доступ к ячейкам происходит по указанию номера столбца и строки, и указание это происходит при помощи стробирующего импульса доступа к строке RAS (Row Access Strobe ) и стробирующего импульса доступа к столбцу CAS (Acess Strobe ) путём изменения напряжения. Таким образом, за каждый такт работы происходят обращения RAS и CAS , и между этими обращениями и командами записи/чтения существуют определённые задержки, которые и называются таймингами.

В описании модуля оперативной памяти можно увидеть пять таймингов, которые для удобства записываются последовательностью цифр через дефис, например 8-9-9-20-27 .

· tRCD (time of RAS to CAS Delay) - тайминг, который определяет задержку от импульса RAS до CAS
· CL (timе of CAS Latency) - тайминг, определяющий задержку между командой о записи/чтении и импульсом CAS
· tRP (timе of Row Precharge) - тайминг, определяющий задержку при переходах от одной строки к следующей
· tRAS (time of Active to Precharge Delay) - тайминг, который определяет задержку между активацией строки и окончанием работы с ней; считается основным значением
· Command rate – определяет задержку между командой выбора отдельного чипа на модуле до команды активации строки; этот тайминг указывают не всегда.

Если говорить ещё проще, то о таймингах важно знать только одно – чем их значения меньше, тем лучше. При этом планки могут иметь одинаковую частоту работы, но разные тайминги, и модуль с меньшими значениями всегда будет быстрее. Так что стоит выбирать минимальные тайминги, для DDR4 ориентиром средних значений будут тайминги 15-15-15-36, для DDR3 - 10-10-10-30. Также стоит помнить, что тайминги связаны с частотой памяти, так что при разгоне скорее всего придётся поднять и тайминги, и наоборот - можно вручную опустить частоту, снизив при этом тайминги. Выгоднее всего обращать внимание на совокупность этих параметров, выбирая скорее баланс, и не гнаться за крайними значениями параметров.

Как определиться с бюджетом?

Располагая большей суммой, вы сможете позволить себе больший объём оперативной памяти. Основное отличие дешёвых и дорогих модулей будет в таймингах, частоте работы, и в бренде – известные, разрекламированные могут стоить немного дороже noname модулей непонятного производителя.
Кроме того, дополнительных денег стоит радиатор, установленный на модули. Далеко не всем планкам он нужен, но производители сейчас на них не скупятся.

Цена будет также зависеть от таймингов, чем они ниже- тем выше скорость, и соответственно, цена.

Итак, имея до 2000 рублей , вы сможете приобрести модуль памяти объёмом 4 ГБ, или 2 модуля по 2 ГБ, что предпочтительнее. Выбирайте в зависимости от того, что позволяет конфигурация вашего пк. Модули типа DDR3 обойдутся почти вдвое дешевле чем DDR4. При таком бюджете разумнее брать именно DDR3.

В группу до 4000 рублей входят модули объёмом в 8 ГБ, а также наборы 2х4 ГБ. Это оптимальный выбор для любых задач, кроме профессиональной работы с видео, и в любых других тяжёлых средах.

В сумму до 8000 рублей обойдётся объём памяти в 16 ГБ. Рекомендуется для профессиональных целей, или для заядлых геймеров - хватит даже про запас, в ожидании новых требовательных игр.

Если не проблема потратить до 13000 рублей , то самым лучшим выбором будет вложить их в набор из 4 планок по 4 ГБ. За эти деньги можно выбрать даже радиаторы покрасивее, возможно для последующего разгона.

Больше 16 ГБ без цели работы в профессиональных тяжёлых средах (да и то не во всех) брать не советую, но если очень хочется, то за сумму от 13000 рублей вы сможете залезть на Олимп, приобретя комплект на 32 ГБ или даже 64 ГБ . Правда, смысла для рядового пользователя или геймера в этом будет не много – лучше потратить средства, скажем, на флагманскую видеокарту.

Информация, с которой работает центральный процессор (ЦП) хранится в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) или оперативной памяти персонального компьютера (ПК). Теоретически, чем больше этот объём, тем выше общая производительность системы.

В настоящее время ОЗУ организовано в виде отдельных модулей или планок, которые подключаются к (МП) при помощи специальных разъёмов. Каждая МП может работать только с одним видом таких модулей, имеющим сходную организацию, но разные рабочие частоты. Современные ПК используют ОЗУ стандарта DDR3 и DDR4.

Важно! Несмотря на развитие компьютерной индустрии, во многих устройствах до сих пор используются устаревший тип ОЗУ DDR3. Связано это с тем, что быстродействие даже устаревших ПК для решения большинства задач является избыточным.

Многие пользователи для ускорения работы своих ПК либо добавляют дополнительные планки ОЗУ к уже установленным, либо приобретают их на этапе сборки ПК. В этой связи часто возникает вопрос, как узнать сколько оперативной памяти поддерживает материнская плата, чтобы не ошибиться с количеством и не приобрести лишних планки, которые потом невозможно будет использовать. Не менее важно выбрать правильные микросхемы ОЗУ.

Как узнать какую оперативную память поддерживает материнская плата

Существует несколько способов, чтобы определить, тип ОЗУ, с которым работает та или иная МП:

прочитать инструкцию к МП;
визуально обследовать системную плату.
использовать программу системной диагностики;

Первый способ наиболее прост. В спецификации к каждой МП идёт подробное описание вида и объёма используемого ОЗУ. Если инструкция отсутствует, и Интернете можно найти информацию о материнке на сайте производителя и проверить тип памяти поддерживаемой материнкой.

Очень часто непосредственно на поверхности МП рядом с разъёмами для ОЗУ указывается, какие планки используются. Даже если этого не написано, можно при помощи обыкновенной линейки измерить расстояние от левого края разъёма до ключа-выемки. Эта длина составляет 5.4 см для DDR3 и 7.2 см для DDR4.

На работающем ПК рекомендуется воспользоваться любой программой системной диагностики, которая покажет не только тип ОЗУ, но и количество планок, быстродействие, фирму-производителя. В качестве таких программ можно использовать следующие продукты:

AIDA-64;
CPU-Z;
HW-info.

Максимальное адресуемое пространство ОЗУ, поддерживаемое МП, либо указано в спецификации, либо может быть определено визуально по количеству установленных на ней разъёмов.

Теоретически объём одного модуля DD4 составляет 128 Гб, модуля DDR3 – 16 Гб. Соответственно, МП с 4 слотами DDR3 может обращаться к 64 Гб ОЗУ; 8-ми слотовая плата с DDR4 – к 1 Тб.

Однако, не следует слишком надеяться на то, что этот объём будет использован полностью. Существенные ограничения на него накладывает конструкция ЦП, поскольку в современных процессорах устройство прямого доступа к ОЗУ находится внутри его кристалла.

То есть, нельзя говорить о максимальном объёме ОЗУ для МП, определить его можно только для связки МП+ЦП. Так, например, процессора i5 третьего и четвертого поколений поддерживают не более 32 Гб ОЗУ.

Какую частоту оперативной памяти поддерживает материнская плата

Быстродействие системы в целом определяется не только быстротой работы ЦП или количеством ОЗУ на МП. Очень важна и синхронная работа устройств, когда все операции делаются в строгом соответствии с их правильной последовательностью. При этом не желательно, чтобы какой-то из элементов системы обладал меньшим быстродействием, чем другие.

Для этой цели введено понятие системной частоты – показателя работы ПК, определяющего, как быстро будет происходить обмен информацией внутри системы. Грубо говоря, все компоненты системы должны работать синхронно с этой скоростью. Обычно, она задаётся процессором и у каждого процессора имеет строго определённое значение.

Важно! Собственная частота процессора – это не одно и то же, что и системная. Обычно, МП поддерживают несколько её значений.

Поэтому для оптимизации работы ПК недостаточно просто найти или посмотреть максимальный объём оперативной памяти материнской платы, необходимо выбрать именно такие планки памяти, которые поддерживают нужную частоту.

Каждая планка ОЗУ в своём наименовании имеет индекс, указывающий его быстродействие и, соответственно, эффективную скорость передачи. Например, PC4-19200 означает, что максимально возможная скорость передачи данных составляет 19200 Мбит/с. Другое название такого модуля DDR4-2400, где 2400 – это т.н. эффективная скорость, выраженная в миллионах передач в секунду. Для указанного модуля частота шины должна быть 1200 МГц, что для микросхем ОЗУ соответствует 300 МГц собственной.

Обычно, говоря о типе ОЗУ, или о его быстродействии, из этих четырёх цифр указывают либо скорость передачи данных 19200 Мбит/с, либо эффективную скорость 2400. В настоящее время существует семь стандартов быстродействия: от DDR4-1600 (или РС4-12800) до DDR4-3200 (или РС4-25600). Как нетрудно заметить быстродействие последних в два раза выше быстродействия первых.

Поэтому выбирая микросхемы ОЗУ, следует убедиться, будет ли его частота соответствовать тому ряду, которые способна «выдавать» МП.

Обычно, в спецификациях на платы пишут именно эффективную скорость для упрощения выбора микросхем ОЗУ. Например, это может выглядеть так: «Поддержка DDR4-1600/2400/3200»; в некоторых редких случаях могут указать другой параметр.

Узнать эту информацию можно только из инструкции к МП или на сайте поддержки производителя, поскольку визуальная разница между модулями ОЗУ разного быстродействия и разъёмами для них отсутствует.

Так же вы можете посмотреть статьи на темы и .

Не секрет, что наличие большого объема оперативной памяти благотворно сказывается на скорости работы многих приложений. В этом материале мы поговорим о взаимодействии ОЗУ и системы Windows, а так же ответим на многие распространенные вопросы по этой теме.

Вступление

Технологический прогресс не стоит на месте и с каждым годом компьютеры становятся все совершеннее и совершеннее. При этом с ростом технических характеристик, неумолимо снижается цена на комплектующие и сегодня ПК, которые еще три года назад стоили несколько тысяч долларов, продаются за несколько сотен.

Не обошла эта тенденция и оперативную память, которая в последнее время очень сильно подешевела. Лет 15 назад, модуль памяти объемом четыре мегабайта (только вдумайтесь!) стоил около 100 долларов, а на сегодняшний день стоимость четырех гигабайт ОЗУ (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство или оперативная память) составляет всего около 700 рублей. Не секрет, что наличие большого объема оперативной памяти благотворно сказывается на скорости работы многих приложений, поэтому именно этот объем является минимальным для большинства современных компьютеров даже начального уровня. Более же продвинутые системы содержат 8, 16 и более гигабайт «оперативки».

И все бы хорошо, но наверняка многие пользователи сталкивались с одной неприятностью, в том случае, если в компьютере установлено четыре и более гигабайт оперативной памяти, 32-разрядная операционная система Windows их попросту не видит.

В этой статье вы узнаете, как операционная система работает с оперативной памятью, какие объемы ОЗУ поддерживают различные редакции Windows, почему в некоторых случаях ОС не видит всю установленную память, из-за чего это происходит и можно ли что-то сделать в этой ситуации, что такое файл подкачки, а так же многое другое. Но для начала давайте сделаем небольшой экскурс в теорию организации физической памяти компьютера, а так же разберемся, как вообще ОЗУ влияет на производительность системы.

Адресное пространство

Базовой единицей измерения количества информации является бит , который может принимать только два значения - ноль и один. В современных вычислительных архитектурах минимальной единицей обработки и хранения информации является байт , равный восьми битам. По сути, память компьютера является огромным массивом байт.

Один байт может хранить одно из 256 значений (2 8), которые в зависимости от их интерпретации могут быть как числами, так символами или буквами. Например, значение 56, может обозначать как обычное число, так и букву «V» в кодировке ASCII. В нескольких байтах, можно хранить гораздо большие значения. Например, три байта могут принимать уже 16 777 216 значений (256 3), в которых может быть закодировано целиком короткое слово.

Что бы какое-либо устройство или программа могли иметь возможность обратиться к конкретному байту в памяти (адресовать его) для того, что бы записать туда или получить оттуда данные, ему присваивается уникальный индекс, называемый адресом . Диапазон адресов от нуля до максимума получил название адресного пространства .

Физическая и виртуальная память

В первых ЭВМ, размер адресного пространства был тождественно равен размеру установленной оперативной памяти. То есть, если в компьютере было установлено 128 Кб памяти, то и максимальный объем памяти, который могла использовать программа при работе, равнялся 128 Кб. При этом адрес какого-либо объекта приложения равнялся адресу физической ячейки запоминающего устройства.

Такой способ адресации был весьма простым, но имел пару существенных недостатков. Во-первых, память выполняемого приложения была ограничена оперативной памятью, которая на тот момент была сильно дорогой и устанавливалась на компьютер в очень маленьких количествах. Во-вторых, все запущенные программы выполнялись в одном адресном пространстве, что приводило к вероятности ошибочной записи данных несколькими приложениями в одну и ту же ячейку. В случае возникновения такой ситуации, о последствиях догадаться несложно.

В современных компьютерах устройства и программы работают не с реальной (физической ) памятью, а виртуальной , которая ее имитирует. Это дает возможность приложению считать, что на машине установлено максимальное теоритически возможное количество ОЗУ, а так же то, что оно является единственной программой, запущенной на компьютере.

Таким образом, адресное пространство ЭВМ наших дней, больше не ограничено размером ее физической (оперативной) памяти и имеет свой максимальный возможный размер, зависящий от рабочей среды, которой является операционная система.

На сегодняшний день операционная система Windows имеет как 32-разрядную, так и 64-разрядную версии. В первой, исходя из названия, для адресации используется 32-битное адресное пространство, максимальный размер которого равен 2 32 = 4 294 967 296 байт или 4 Гб (гигабайт). 64-битная версия операционной системы увеличивает размер адресного пространства до невероятных 2 64 = 18 446 744 073 709 551 616 байт - более 18 квинтиллионов байт или 16 Эб (эксабайт). Правда стоит отметить, что современные клиентские операционные системы Windows 7 x64 в силу объективных причин поддерживают максимальное адресное пространство размером 16 Тб (2 44).

При этом объемы в 4 Гб и 16 Тб, в зависимости от системы, выделяются каждому работающему приложению! То есть любая запущенная программа получает свое собственное адресное пространство, которое не пересекается с другими.

Влияние объема оперативной памяти на скорость работы системы

А что же происходит, когда записи в адресном пространстве по размеру начинают превышать реально установленный объем физической памяти? В этом случае, часть временно не использующихся данных переносится из ОЗУ на жесткий диск в так называемый файл подкачки или «своп» (swap). Если программам вновь понадобятся эти данные, то система по первому требованию, вернет их обратно с диска в оперативную память.

Если в компьютере установлен небольшой объем оперативной памяти, то ОС возможно довольно часто придется перемещать данные из ОЗУ в файл подкачки и обратно, вследствие чего сильно возрастает нагрузка на жесткий диск, что в свою очередь приводит к замедлению работы всей системы. В случае запуска сразу нескольких приложений, может получиться так, что все свое время система начнет тратить на обмен информацией между памятью и диском, вместо того чтобы выполнять программы. Визуально, в этот момент, система «зависает», то есть перестает отвечать на команды пользователя.

Чем больше реальный объем оперативной памяти, тем реже идет обращение к винчестеру, а вследствие этого возрастает и общая производительность компьютера. Именно поэтому, увеличение размера ОЗУ практически всегда положительно сказывается на скорости работы системы, а с учетом нынешних цен на память, многим пользователям вполне доступна установка 8, 16 или даже 32 Гб «оперативки». Особенно благоприятно большой объем памяти сказывается при работе с графическими приложениями (включая современные трехмерные игры) и программами видеомонтажа.

Стоит знать, что разные версии 64-битной операционной системы Windows могут поддерживать разный максимальный объем оперативной памяти. И если пользователям старших редакций Vista или 7 (Professional, Enterprise, Ultimate), поддерживающих до 192 Гб памяти, волноваться особо нечего, так как на домашних компьютерах такой объем практически не достижим, то тем, у кого установлены версии Home Basic и Home Premium есть над чем задуматься. Возможности этих редакций сильно урезаны, и если Premium поддерживает до 16 Гб «оперативки», то Basic только 8 Гб. Максимально доступный объем оперативной памяти, поддерживаемый уже устаревшей Windows XP (64-битной версии) составляет 16 Гб.

Почему 32-битная система Windows не видит 4 Гб ОЗУ

Наверняка, многие пользователи хотят воспользоваться падением цен на память и нарастить ее объем в собственных компьютерах. Процедура эта нехитрая - вынуть старые планки из системной платы и вставить новые можно за считанные минуты без каких-либо специальных инструментов. Далее включаем компьютер, тихо радуемся, когда при загрузке программа самотестирования отображает новый объем установленной ОЗУ (хотя и здесь могут быть проблемы, но об этом чуть ниже). Затем, дожидаемся загрузки Windows, заходим в свойства компьютера и… видим, что в разделе «Установленная память» красуется цифра в три с лишним гигабайта, вместо, например, реально установленных четырех. Так что же произошло и можно ли это исправить?

Как мы уже знаем, чисто теоретически 32-х разрядной системе без каких-либо дополнительных ухищрений доступны до 4 гигабайт оперативной памяти (2 32), но Windows не может использовать весь этот объем, так как часть его отводится под устройства компьютера.

Теперь, самое время сделать небольшой экскурс в историю. В первых настольных ПК, выпущенных в начале 80-ых годов, адресное пространство их физической памяти было поделено на две части в соотношении пять к трем. Первая часть отводилось под оперативную память (ОЗУ), а вторая предназначалась для размещения программы самотестирования (POST), базовой системы ввода-вывода (BIOS) и памяти устройств. При этом та часть адресного пространства, которая отводилась под устройства, не могла быть одновременно использована под оперативную память компьютера.

Все изменилось, когда в 1985 году компания Intel выпустила на рынок процессор 80386. Тогда были приняты сразу два решения об изменении распределения физической памяти в компьютерах, основанных на новых чипах. Распределение адресов в первом мегабайте памяти было принято оставить неизменным для совместимости со старым программным обеспечением и предыдущими моделями ЭВМ. Для компьютерных же устройств, нуждающихся в использовании памяти, теперь выделялся четвертый гигабайт. Все остальное пространство отводилось под ОЗУ.

Возможно, сегодня это решение многим покажется не совсем верным, но в то время несколько гигабайт оперативной памяти казалось просто фантастикой! Да и вряд ли кто предполагал, что сама архитектура и такой порядок распределения адресов проживет столько лет. Но и посей день, во всех современных компьютерах оперативная память начинает занимать адреса, начиная с нулевого, а оборудование - начиная с отметки 4 Гб в обратном направлении.

Теперь давайте более наглядно рассмотрим, как же распределяется память с момента начала загрузки компьютера. Здесь важно помнить, что все программы и компьютерные устройства работают не с физической памятью напрямую, а с адресным пространством, размер которого никак не зависит от реального объема установленной ОЗУ. То есть если убрать из компьютера всю установленную в него оперативную память, то размер адресного пространства ни капли не изменится. Напомним, что для 32-битных систем он равен 4 Гб.

Сразу же после включения машины, специальная программа, называемая БИОС (BIOS), начинает обращаться к установленным устройствам. Ее задача, сначала собрать сведения о том, какие диапазоны адресов то или иное устройство может использовать, а потом распределить память так, что бы они не мешали друг другу при работе. После того, как необходимые виртуальные адреса под оборудование становятся зарезервированными в адресном пространстве (от четвертого гигабайта сверху вниз), начинается загрузка операционной системы.

Как мы уже говорили ранее, под установленную оперативную память адресное пространство выделяется снизу вверх - от нуля и далее. Таким образом, после загрузки системы физическая память «проецируется» на адресное пространство (от 0 до 2 Гб) и Windows не видя никаких конфликтов с адресами, зарезервированными под устройства, показывает вам весь установленный объем оперативной памяти.

Таким образом, пока объем оперативной памяти не превышает двух-трех гигабайт, в большинстве случаев никаких проблем не возникает, но как только этот рубеж превышается, возможны появления конфликтов. В четвертом гигабайте вполне вероятно возникновение ситуации, когда на один и тот же адрес будут претендовать как ячейка оперативной памяти, так и ячейка памяти устройства, например видеокарты. Если туда будут записаны данные ОЗУ, то это приведет к искажению изображения на экране, в случае же смены картинки на мониторе - исказится содержимое памяти. Чтобы не допустить таких конфликтов, операционная система не использует под ОЗУ ту часть физической памяти, которая отведена под адреса устройств.

После установки 4 Гб физической памяти, теоретически ее адреса займут все доступное адресное пространство для 32-битных систем. Но доступными останутся только те, которые попадут в незарезервированную устройствами область. В нашем примере, Windows будет считать, что объем установленной оперативной памяти равен 3,5 Гб.

Довольно долгое время никого особенно проблема четвертого гигабайта не волновала. Под нужды устройств использовалось совсем немного места - десятки килобайт для контроллеров дисков и сетевого адаптера, плюс несколько мегабайт под память видеокарты. Сами же объемы оперативной памяти были тоже небольшими, а значит, пересечение адресов используемых ОЗУ и устройствами в доступном адресном пространстве было практически невозможным.

Первый тревожный звонок прозвенел с появлением технологии AGP. На тот момент, видеоадаптеры с аппаратным ускорением трехмерной графики резко увеличили свою потребность в использовании собственной оперативной памяти. А AGP дала возможность графическим адаптерам использовать для собственных нужд часть памяти компьютера, в случае нехватки собственной. При этом вне зависимости от типа адаптера и количества у него собственной памяти, резервируется 256 Мбайт адресов, так как этот размер задается не самой видеоплатой, а оборудованием шины AGP. С приходом технологии PCI-Express ситуация принципиально не изменилась и размер резервируемого места остался тем же.

Помимо увеличившихся аппетитов графических подсистем, постоянно росло и количество интегрированных устройств в системную плату. К ним добавились высокоскоростные сетевые интерфейсы, многоканальные звуковые карты и различные виды контроллеров. Ко всему прочему под устройства адресное пространство отводится не в точном необходимом количестве, а блоками, определяемыми их характеристиками, заданными изготовителями. Из-за этого между адресами различных устройств появляются свободные промежутки, которые еще больше увеличивают зарезервированное пространство памяти.

В некоторых случаях, правда, довольно редких, объем адресного пространства, отведённого под устройства, может достигать и двух гигабайт. В большинстве же случаев, заблокированным оказывается пространство от 500 Мб до 1 Гб.

Технология PAE

Так можно все-таки увидеть все 4 Гб памяти в 32-разрядной Windows? Да, если у вас установлена серверная ОС, например Windows Server 2003 или Server 2008.

В середине 90-х годов была разработана технология расширения доступного объема ОЗУ, получившая название PAE (Physical Address Extension). Впервые она была воплощена в процессорах Intel Pentium Pro, в результате чего они смогли использовать не 32-х, а 36-битную шину адреса, что теоретически позволяло использовать максимально не 4, а 64 Гб оперативной памяти.

Но что самое примечательное, некоторые особенности использования этой технологии в контроллерах памяти, предоставляют возможность не только использовать ее по прямому назначению, но и перебрасывать некоторые участки памяти в другие адреса. Таким образом, появляется возможность переместить в область выше 4 Гб, например, в пятый гигабайт адресного пространства, ту часть ОЗУ, которая была заблокирована из-за возможности возникновения конфликтов с устройствами, после чего она вновь становится доступной. Правда, для этого необходимо соблюсти два условия.

Первое - процессор должен быть установлен в системную плату, оснащенную специальным диспетчером памяти, осуществляющим поддержку расширения физических адресов. Как правило, в микропрограмме BIOS Setup (БИОС), запускающейся сразу же после включения компьютера, существует специальная настройка, запрещающая или разрешающая переадресацию. В разных моделях материнских плат ее наименование может быть различным, например: Memory Remap, 64-bit OS, Memory Hole и другое. Точное название этой опции можно выяснить из руководства конкретной системной платы. Кстати, старые материнские платы могут вообще не поддерживать режим расширения адресов (это так же можно выяснить из инструкции).

Второе - в операционной системе должен быть включен режим PAE. Так вот в серверных системах он задействован по умолчанию. Поэтому, если у вас установлена 32-битная Windows подобного типа и не слишком старый компьютер (нет вышеуказанных ограничений по железу), то благодаря использованию технологии PAE, будут доступны все 4 Гб оперативной памяти.

Вполне логично, что данную технологию можно было бы применить в клиентских системах и ее применяют, но с некоторыми ограничениями.

Изначально, в первой версии Windows XP данный режим был отключен, так как в 2001 году средний объем ОЗУ в персональных компьютерах составлял 128 - 256 Мб, и никакой необходимости в его включении не было. Возможно, положение дел оставалось бы таким еще довольно долго, но в 2003 году компания Microsoftприступила к разработке второго пакета исправлений для XP, призванного существенно снизить количество уязвимостей в системе. Одним из нововведений, принесенным вторым сервис паком, стало использование аппаратных и программных технологий, предотвращающих запуск вредоносного кода путем дополнительной проверки содержимого памяти. На аппаратном уровне эту проверку выполняет процессор. При этом в компании Intel данная функция носит названия Execute Disable bit (запрет на выполнение), а в AMD - No-execute page-protection (защита страниц от выполнения).

Однако, что бы такая аппаратная защита стала возможна, необходим перевод процессора в режим PAE. Именно поэтому, начиная с Windows XP SP2, данный режим, при наличии подходящего процессора, включается автоматически. Но самое основное, что в 32-разрядных Windows XP с пакетами обновлений SP2 и SP3, а так же последующих Windows Vista и Windows 7, расширение физических адресов реализовано только частично. Эти системы не поддерживают 36-битную адресацию памяти и включенный режим PAE, не добавляет в их распоряжение ни байта адресного пространства, что делает невозможным переброску в верхние участки заблокированных адресов ОЗУ. Причина такой реализации - обеспечение совместимости с драйверами устройств.

Как мы помним, операционная система и все программы используют виртуальные адресные пространства и соответственно виртуальные адреса, которые впоследствии пересчитывается в физические. Процедура эта происходит в два этапа при выключенном режиме PAE и в три, при включенном расширении физических адресов. Драйверы, в отличие от обычных программ, работают напрямую с реальными адресами и для корректной работы в режиме PAE должны понимать усложненную процедуру трансляции адресов. Ведь сформированный драйвером 32-битный адрес после дополнительного (третьего) этапа трансляции может измениться и чтобы выданная им команда достигла цели, необходимо это учитывать.

Разработчики драйверов, предназначенных для серверных систем это принимали в расчет, а вот драйвера для клиентских Windows, устанавливаемых на обычные домашние ПК, во многих случаях были написаны без учета алгоритма работы с включенным PAE. Ведь так было проще - меньше времени уходило на программирование и тестирование, да и сам драйвер занимал меньше места. Тем более к тому моменту, до выхода Windows XP SP2, режим PAE в настольных системах не использовался, а оборудование, которое выпускалось для «персоналок», во многих случаев не было предназначено для серверов (например, звуковые платы). Так что никакой острой необходимости усложнять драйвера, и выпускать их серверные версии у производителей не было.

Именно с такими, неадаптированными драйверами, и возникли серьезные проблемы в Windows со вторым пакетом обновлений. Не смотря на то, что, общее количество драйверов, вызывавших сбои или крах системы, было не таким уж и большим, количество устройств их использующих исчислялось миллионами. В результате огромное количество пользователей после установки второго сервис-пака могли столкнуться с неприятностями и в дальнейшем отказаться от его использования. Поэтому Microsoft пришлось идти на компромисс.

Для обеспечения совместимости с некорректно написанными драйверами функционал PAE в Windows XP SP2 было решено обрезать. Выразилось это в том, что на третьем этапе трансляции адресов на выход передавались те же адреса, которые были поданы на вход. Таким образом, никакого расширения адресного пространства не происходило, и система продолжала оперировать теми же четырьмя гигабайтами.

Как уже упоминалось выше, такой обрезанный режим PAE унаследовали все современные 32-разрядные системы, включая Windows 7 и Windows 8. А вот если вы установите ради эксперимента на свой компьютер оригинальную Windows XP или XP SP1 и включите режим PAE (там он по умолчанию отключен), то увидите собственными глазами, что системе будет доступно все 4 Гб ОЗУ.

ОЗУ и 64-битные системы Windows

Казалось бы, что у 64-разрядных систем никаких проблем с установкой больших объемов памяти быть недолжно. Сколько ОЗУ установили, столько «операционка» и будет видеть. И все же здесь есть свои подводные камни.

Не смотря на то, что 64-битная Windows может использовать адресное пространство и оперативную память, объемы которых далеко превышают четыре гигабайта, правило размещения адресов устройств, здесь точно такое же, как и в 32-битных системах, то есть устройства занимают ячейки в четвертом гигабайте сверху вниз. Сохранение этого принципа опять же обеспечивает нормальную работоспособность любого оборудования, предназначенного для обычных ПК, которое должно с одинаковым успехом работать, как в 32-разрядной системе, так и в 64-разрядной.

Получается, что все ограничения, накладываемые на физическую память в 32-битной системе, должны остаться и в 64-битной, а значит, видимый объем оперативной памяти будет опять неполным, если ваша материнская плата не поддерживает переадресацию или она отключена в настройках. Конечно, такие системные платы уже не выпускаются, но все еще используются во многих компьютерах.

Еще один «сюрприз» вас может ожидать, если в материнскую плату будет установлен максимальный поддерживаемый объем памяти. Например, еще недавно популярный чипсет для бюджетных решений Intel G41 позволяет устанавливать до 8 Гб оперативной памяти. Как правило, в этом случае, на системной плате разведены 33 адресные линии (2 33 = 8 589 934 592 байт = 8 Гб). С точки зрения производителя это вполне объяснимо - зачем делать шину более высокой разрядности, если набор системной логики все равно не поддерживает большие объемы памяти? Но из-за этого, даже если контроллер памяти и может перекинуть заблокированный участок ОЗУ в девятый гигабайт, сделать это у него не получиться, так как для этого потребуется 34-разрядная шина, а не 33-х, как в нашем случае. В итоге пользователю будет доступно только семь с небольшим гигабайт ОЗУ. Тоже самое касается плат поддерживающих 16 и 32 Гб.

В некоторых случаях, даже при работающей переадресации в 64-битной системе несколько десяткой или сотен мегабайт могут все равно оказаться заблокированы системой под оборудование. Виной тому могут стать технологические особенности системной платы, которая в любой ситуации будет резервировать какой-то объем памяти, например, для нужд встроенного видеоадаптера или RAID-контроллера.

Заключение

В заключение давайте сделаем несколько основополагающих выводов, исходя из всего вышесказанного.

Хотя 32-битные системы Windows чисто теоретически могут использовать до 4 Гб оперативной памяти, некоторый ее объем всегда оказывается зарезервированным под нужды устройств, после чего в доступности оказывается обычно не более 3-3,5 Гб.

Однако эта проблема решена в 32-разрядных серверных ОС. Благодаря использованию технологии расширения физических адресов (PAE), в системе может быть виден весь максимальный установленный объем ОЗУ (4 Гб).

В клиентских 32-разрядных версиях Windowsрежим PAE был урезан для обеспечения совместимости с драйверами устройств из-за чего в WindowsXP SP2/SP3, Windows Vista, Windows 7, а так же Windows 8 увидеть все максимально допустимые четыре гигабайта ОЗУ невозможно и исправить это нельзя.

Таким образом, если вы собираетесь установить в компьютер более трех гигабайт оперативной памяти, то необходимо использовать 64-битные версии операционных систем, которые позволяют видеть до 192 Гб ОЗУ и имеют неурезанный режим PAE. В противном случае весь остальной объем памяти будет недоступен для использования.

Так же следует помнить, что для работы PAE, либо процессор, либо системная плата должны иметь специальный контроллер памяти, поддерживающий технологию расширения физических адресов.