Важность памяти в компьютерной технике трудно переоценить. Микросхемы памяти присутствуют не только в персональных компьютерах, но и в принтерах, в структуре портативной техники и многих других компьютеризированных устройствах, для которых важным является процесс некоей буферизации данных для последующей обработки.     

В современном компьютере принято различать память оперативную и постоянную. В постоянной памяти или ПЗУ (ROM) хранятся сведения о BIOS. Эта память считается энергонезависимой, так как ее параметры не требуется сохранять при выключении. В самом начале своего производства этот вид памяти записывался только лишь в заводских условиях и в дальнейшем не подлежал стиранию и перезаписи. Но с совершенствованием технологий разработки памяти память вида ROMстала не только электронно стираемой (EPROM), но и записываемой (EEPROM). Последняя носит также название Flash-памяти. Память вида ROMтакже имеется и в арсенале некоторых плат расширения (видеоадаптеры), в средствах жесткого диска и в других устройствах.     

Другой вид памяти – это память оперативная, носителем которой являются оперативные запоминающие устройства. Оперативное запоминающее устройства по другому еще называется памятью с произвольным доступом или RAM (RandomAccessMemory). Этот вид памяти считается энергозависимым, так как для того, чтобы не потерять данные при выключении питания компьютера эти данные следует предварительно сохранить.     

Память типа RAMможно сравнить со столом, размещенным в архиве, где есть множество шкафов с книгами. Книги – это наши данные, так как подсистема процессор-память работает с потоком данных в виде последовательности битов. Шкафы с книгами в архиве представят собой жесткий диск компьютера вне зависимости от того какого типа он есть – твердотельный SSDили же классический  HDD. Количество шкафов в архиве представляет собой емкость нашего жесткого. Читатель в архиве располагает столом с определенного размера крышкой, на который он может положить некоторое, сейчас необходимое количество данных – книг. Мозг нашего читателя можно рассматривать в виде процессора. Находящиеся под рукой данные представляют собой данные загруженные в оперативную память, только в реальности здесь они размещаются в виде битов информации. Чем больше стол – тем больше можно расположить на его поверхности данных – книг. Когда пользователь запускает нужную программу, тогда данные загружаются в оперативную память, где постоянно размещается лишь только ядро операционной системы – т.е. ядро ОС считается резидентным, а приложения загружаемые в ОЗУ – нерезидентные.     

ОЗУ бывает статическая и динамическая – SRAMи DRAM. Статическая память считается более быстродействующей, чем динамический ее тип, однако такая память более сложна и дорогостояща, чем динамическая. Преимуществом статической памяти перед динамической считается тот факт, что она не нуждается в периодическом обновлении и регенерации сигнала. DRAMоснована на сохранении заряда в емкости и для ее функционирования используются конденсаторы. Бит информации в таком случае запоминается очень просто – заряд конденсатора – это его 1, а отсутствие заряда в емкости – 0. Именно потому, что конденсаторы периодически разряжаются, требуется регенерация заряда на емкости – его поддержание и возобновление. Вследствие этого процессор при очередном обращении к памяти вынужден иногда простаивать, вследствие необходимости возобновления заряда. Тип памяти, используемый в современной оперативной памяти, относится к типу DRAM, тогда как статическая память используется как кэш-память в процессоре.     

Оперативная память бывает асинхронная и синхронная. Суть асинхронной памяти в том, что данные, поступающие по шине данных, поступают в память на меньшей частоте, чем та частота, на которой работает память. Таким образом, память в этом случае очень часто простаивает в ожидании очередной порции данных, поступающих по шине данных памяти. Синхронная же память работает на одной частоте с шиной данных, так что за один такт своей работы она обслуживает такт шины. Такая память носит название SDRAM – Synchronous Dynamic Access Memory.     

Носителем оперативной памяти современного вида представляется в большинстве своем модуль памяти типа DIMM, с несколькими или с одним отверстием для установки – ключ. На одном модуле DIMMнаходится несколько чипов (микросхем) памяти, которые в логической своей структуре можно представить в виде нескольких листов бумаги заданного размера. Такие чипы еще характеризуются глубиной. Каждый чип обладает своей разрядностью, которая в суммарном своем количестве с другими чипами модуля должна полностью перекрыть все каналы шины данных памяти, с помощью которой происходит обмен данными контроллера памяти, размещенного в рамках северного моста чипсета и собственно самой памяти. Через контроллер памяти эти данные поступают на системную шину, с которой работает процессор, если контроллер памяти не интегрирован в сам процессор.      

Кроме модулей типа DIMMранее еще существовали модули типа SIMM, а также модули типа RIMM(под  Rumbus). В ноутбуках применяются модули памяти типа SODIMM, которые меньше по своим размерам, чем DIMM.      

Современным типом оперативной памяти считается память типа DDR3, позволяющая передавать за такт работы памяти в 8 раз больше данных, чем при работе в обыкновенном синхронном режиме. Таким образом, если ранее в синхронном режиме за один такт происходила передача данных одного пакета данных, то уже при появлении памяти типа DDR произошло увеличение передачи данных за тот же один такт работы памяти в 2 раза. При этом появилась новая характеристика работы памяти DDR– пропускная способность памяти и ее маркировка в виде  PC<пропускная способность>. Вычисление пропускной способности представляло собой вычисление с помощью формулы:

 

T= 2* 64*FSB;

 

где – T–пропускная способность;         

 

        64-разрядность системной шины в битах;        

        

        FSB – частота системной шины;      

 

Чтобы получить пропускную способность в байтах, необходимо еще разделить полученную величину на 8 бит, что содержатся в одном байте.      

С дальнейшим совершенствованием разработки памяти появилась возможность увеличить ее пропускную способность еще в два раза – DDR2. Память типа DDR3 работает еще быстрее, чем DDR2. При той же пропускной способности ядро памяти типа DDR3 будет работать с вдвое меньшей частотой и в 4 раза меньшей частотой, чем в сравнении с DDR. Примером может послужить такая работа памяти. Ядро памяти DDR400, функционирующее на частоте в 200 МГц обеспечивает пропускную способность в 3200Мб в секунду. Та же пропускная способность в 3200Мб в секунду может быть обеспечена памятью DDR2-400, однако частота ядра памяти в этом случае будет 100 МГц. Т.е. за меньшее количество тактов память типа DDR2-400 сможет обработать такое же количество информации как обработает DDR, но за количество тактов большее ровно в 2 раза. Таким образом, DDR2 быстрее, чем DDR. А показатель 400 в маркировке памяти – это эффективная частота памяти, которая в зависимости от типа памяти будет в 2 или 4, или в 8 раз выше частоты ядра памяти.       

В истории компьютерной техники существовал еще один тип памяти, который не нашел широкого применения в компьютерах. Это так называемая память типа Rumbus. Производители этого вида памяти основывали ее работу на очень высокочастотной и одновременно узкой шине. Корпорация Intelдаже однажды выпустила процессоры к этому типу памяти, однако Rumbusне прижилась.       

Еще одним типом памяти считается кэш-память процессора. Как уже говорилось выше, кэш-память представляет собой статическую память, которая быстрее динамической, но немного дороже. Ее работа основана на сохранении данных триггерами, положение которого включено считается за единицу, а выключено – за ноль. Такая память может работать на одной частоте с процессором и размещается она, как правило, в процессоре. Можно сказать, что в этом случае память работает в режиме прогноза следующего обращения, так сказать необходимое на следующем шаге уже под рукой – оно не возвращается назад в ОЗУ, а сохраняется в кратковременном буфере, играющего роль кэш-памяти процессора. Сделано это для того, чтобы процессор не простаивал в случае необходимости получения требуемых данных из ОЗУ. Эти данные на короткое время записываются в кэш-память с нулевым периодом ожидания, так как процессору не нужно ожидать регенерации сигнала как в случае с динамической памятью. Процессор, обращаясь в кэш, обнаруживает требуемые данные. Это состояние называется попадание в кэш. Но если он не обнаруживает требуемого, что тоже случается, тогда такое состояние называют промахом мимо кэша.