Оперативная память (ОЗУ) – это память компьютера, которая отвечает за быстрый обмен пользовательских и системных данных с процессором. ОЗУ является не менее важным устройством в системном блоке, чем материнская плата или процессор. Правильно выбрать оперативную память – очень сложно, так как их достаточно много видов и у них много важных особенностей. Именно поэтому в данной статье мы постараемся рассказать вам всё то, что вам необходимо знать для правильного выбора ОЗУ.
Особенности ОЗУ
Для чего нужна оперативная памятьПредназначение ОЗУ - хранить использующуюся пользователем или программами в данный момент информацию. Оперативная память обменивается данными с процессором непосредственно или через кэш. Быстродействие ОЗУ в десятки или даже сотни раз выше, чем скорость работы жёсткого диска. Приведем пример: скорость работы DDR3 – 12800 Мб/сек., когда скорость HDD – 80 Мб/сек. В данном случае разница в 160 раз, что согласитесь весьма и весьма существенно.
Одной из особенностей оперативной памяти является её энергозависимость, то есть она способна сохранять информацию до тех пор, пока включено питание, когда компьютер отключен, вся информация стирается. Есть правда одно исключение – режим сна, в этом случае вся информация с ОЗУ записывается в специальный временный файл на жёстком диске. Поэтому, когда вы выводите компьютер из сна или ждущего режима, то можете видеть незакрытые вами приложения, видео, музыку, документы и продолжать работу с того места, с которого её прервали.
Почему важен объём ОЗУ?
Объем оперативной памяти напрямую влияет на быстродействие отдельных программ и системы в целом. Чем больше объём оперативной памяти, тем меньше придётся системе обращаться к жёсткому диску, а соответственно не будет никаких зависаний и небольших подтормаживаний.
На практике оперативная память играет роль некого буфера между жёстким диском и процессором. К примеру, вы решили поиграть в игру. Когда игра загрузилась - вы видите игровое меню, а это значит, что данные с HDD были перенесены в RAM. Теперь вы работаете непосредственно с оперативной памятью. Далее загружаются уровни игры и ваш профиль – это также выгрузка данных с HDD в RAM. Сам игровой процесс – это взаимодействие оперативной памяти с процессором.
То же самое происходит, когда вы работаете с программами. От количества оперативной памяти будет зависеть то, со сколькими документами вы сможете работать одновременно, сколько вкладок в браузере сможете открывать без зависаний. Если у вас большой объём ОЗУ, тогда можно открывать всё вышеперечисленное в паре с игрой, да и еще в небольшом окошке в углу экрана можно смотреть фильм. Большой объём ОЗУ позволяет вам смотреть фильмы высокого разрешения без подвисаний, а также использовать различные графические эффекты.
Выбор оперативной памяти
Тип оперативной памятиПодбирая тип ОЗУ, обязательно обратите внимание на особенности вашей материнской платы, так как именно она будет диктовать вам условия. Обычно на сайте производителя вы найдете исчерпывающую информацию о том, какой тип ОЗУ поддерживает материнская плата и другие её особенности, под которые будет производиться выбор памяти.
Все современные модели материнских плат поддерживают тип оперативной памяти DDR3. Важно отметить, что ОЗУ делятся на: компьютерные и для ноутбука. То есть для компьютера используются длинные панельки, а для ноутбука короткие, поэтому они друг к другу не подходят.
Какой объём оперативной памяти выбрать
Если речь идет о стационарном компьютере, то сегодня самый оптимальный объём оперативной памяти – 8 Гб. В тандеме с хорошо сбалансированными комплектующими их вполне хватит для большинства игр, не говоря уже о различных программах и работе с мультимедиа контентом.
Ограничением в выборе объёма ОЗУ может стать , так как не все они поддерживают большие объёмы оперативной памяти. Именно это нужно узнать в первую очередь в характеристиках «материнки».
Что касается ноутбука, то для начала изучите его параметры: количество слотов для оперативной памяти и поддерживающий объём. Таким образом, вы должны также узнать есть ли свободные слоты в материнской плате для установки дополнительных панелек ОЗУ, а также будет ли поддерживаться материнской платой данный объём оперативной памяти. Для большинства ноутбуков вполне достаточным будет 4 Гб оперативной памяти.
Также при выборе ОЗУ помните о том, что 32-ух битные операционные системы не поддерживают более 4-ёх Гб оперативной памяти, а то и меньше. Поэтому смысла увеличивать её объём – нет. Покупать ОЗУ большего объёма стоит в том случае, если вы установите 64-ёх битную операционную систему, которая поддерживает вплоть до 64-ёх Гб оперативной памяти. Но для этого у вас должен быть мощный компьютер.
Количество планок
Компьютеры, в которых общий объём оперативной памяти разделён на равное количество планок, под имеющиеся для них слоты – это самый лучший вариант. Две планки по 4 Гб лучше, чем одна на 8 Гб. Дело в том, что материнские платы имеют поддержку двух- и более канальных режимов работы с оперативной памятью. В теории, активировав этот режим, пропускная способность увеличивается в 2 раза. На практике немного меньше, но это довольно ощутимо. Поэтому старайтесь рассредоточить общий объём ОЗУ по слотам, но при этом будьте расчётливыми.
Рано или поздно, а вам нужно будет делать апгрейд компьютера, поэтому дайте себе возможность в будущем увеличить и объём ОЗУ. Например, если у вас 4 слота для оперативной памяти - купите две панельки по 4 Гб, в будущем вы сможете приобрести ещё 2 по 4 Гб – и таким образом правильно увеличите объём. Если же вы купите планки меньшего объёма – то впоследствии вам придётся их положить в коробку и купить новые, так как толку от них не будет. Больший объём планок ОЗУ приветствуется, но нелогичен.
Планки ОЗУ могут продаваться как по одной, так и в комплекте. Покупать ОЗУ в комплекте выгоднее, чем по одной.
Тактовая частота, пропускная способность и напряжение питания
Когда вы будете выбирать ОЗУ, обратите внимание на то, чтобы тактовая частота, пропускная способность и напряжение питания поддерживались материнской палатой. Кстати, чем выше значение перечисленных параметров, тем мощнее оперативная память.
Радиатор
Эксперты сайта сайт настоятельно рекомендуют отдать предпочтение моделям оперативной памяти с радиатором. Радиатор ОЗУ – это металлическая пластина, которая находится на микросхемах панелек. Радиаторы используются для улучшения теплоотдачи, преимущественно в моделях, работающих на высокой частоте.
Какой фирмы лучше всего покупать оперативную память
Очень важна и фирма, которая выпускает ОЗУ. На сегодняшний день отлично проявляют себя в работе панельки ОЗУ от таких производителей как:
- Corsair;
- Kingston;
- Hynix;
- Patriot Memory;
- Transcend.
Цена
Оперативная память в сравнении с другими комплектующими, такими как: , материнская плата, и прочими, стоит довольно дешево. Пара планок DDR3 по 4 Гб (общим объёмом в 8 Гб) стоит от 2500 до 3000 рублей. Если покупать планки отдельно, то они обойдутся немного дороже.
Не нужно покупать только что вышедшие модели ОЗУ (например, 32 Гб DDR3). Во-первых, в среднем один мегабайт памяти в таком случае стоит дороже, во-вторых, вы вряд ли найдете способ задействовать весь объем памяти. Как правило, 8 Гб оперативной памяти вполне достаточно для комфортной работы любому пользователю.
Мы сердечно приветствуем вас, уважаемые гости сайта! Производительность любого современного компьютера в той или иной степени зависит от технических характеристик установленной в материнскую плату оперативной памяти. По сути дела, эти модули кэш памяти являются вторым компонентом, после процессора, по значимости для быстродействия системы. При выборе планок ОЗУ огромное значение имеет объем оперативной памяти компьютера . Частота и тип памяти - эти параметры, безусловно, очень важны с точки зрения апгрейда сверхбыстрой памяти ПК, но наиболее интересным свойством модулей RAM считается их общий размер виртуальных хранилищ. Сегодня мы постараемся доступными способами рассказать вам о самых распространенных размерах ОЗУ в настольных электронных вычислительных устройствах..
Объем оперативной памяти - это относится к тем параметрам персональной компьютерной системы, которые характеризуют производительность всего электронного вычислительного комплекса. Здесь актуально одно очень простое правило: чем больше виртуальный объем ОЗУ, тем лучше. Компьютер с планками оперативной памяти с повышенной вместимостью цифровых данных способен одновременно работать с большим количеством разнообразных приложений. К примеру, система с ОЗУ 512 Мб не сможет обеспечить своему владельцу комфортную работу одновременно с несколькими ресурсоемкими программами, а вот на компьютере с 8 Гб оперативной памяти вы можете без особого труда загружать парочку "тяжелого" софта. На более слабых (бюджетных) компьютерных сборках нехватка памяти данного типа частично компенсируется виртуальной памятью ПК. На самом деле, такая схема не компенсирует недостаток памяти ОЗУ, т.к. в качестве хранилища для системной информации используется свободное пространство жесткого диска, скорость работы которого значительно ниже скорости работы модулей оперативной памяти.
Как правило, существует несколько стандартных объемов для персональных компьютерных систем современного типа. Большинство производимых ныне планок оперативной памяти комплектуются 512 Мб, 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, либо 8 Гб перезаписываемой кэш памяти. Как вы могли заметить, на материнских платах стационарных компьютеров и ноутбуков имеются не одна, а сразу несколько слотов под данные модули ОЗУ. Установка нескольких микросхем памяти по двум (двухканальный режим) или трем (трехканальный режим) парам позволяет пользователю ПК в некоторой степени повысить быстродействие своей системы. Это значит, что вы вправе оснастить свою компьютерную сборку как абсолютно одинаковыми планками, так и совершенно разными. Согласитесь, такое решение является очень удобным в тех случаях, когда у хозяина компьютера есть в наличии разные по объему, рабочей частоте и производителям платы оперативной памяти. Например, в первые два слота вы можете закрепить идентичные модули ОЗУ, а в остальные разъемы (если есть) вставить планки с разными объемами памяти.
От суммарного объема оперативной памяти на всех установленных в системную плату модулях RAM зависит не только производительность конкретного компьютера, но и выбор типа операционной оболочки Microsoft Windows. Технические возможности таковы, что 32-битная операционная система Windows распознает только до 4 гигабайт общей памяти ОЗУ. Если такой тип платформы установить на компьютер с 5 и более гигабайтами оперативной памяти, то система будет использовать лишь 4 Гб, а остальной объем будет попросту простаивать. Мы думаем, что мало кто из вас захочет покупать модули с большой памятью и использовать только некую часть данных комплектующих. Поэтому, оптимальной версией ОС Windows для персональных компьютеров с объемом памяти RAM до 4 Гб можно считать 32-разрядную систему. 64-битная системная оболочка отлично подходит для компьютеров с 8, 16 и 32 гигабайтами памяти оперативно запоминающих устройств.
Сегодня трудно встретить на настольных компьютерах и ноутбуках оперативную память объемом 512 Мб. Время идет, и теперь такого виртуального отсека для кэш памяти для большинства современных задач уже не хватает. Ныне актуальный стандарт оперативной памяти формата DDR-3 дает нам возможность проводить качественную модернизацию своих электронных вычислительных машин. Как показывает практика, 2-х гигабайтов быстрой перезаписываемой памяти на данный момент вполне хватает для стабильной работы той или иной системы. Офис, небольшие мультимедиа редакторы, фильмы и нетребовательные видеоигры рассчитаны как раз под такой суммарный размер ОЗУ. Профессиональное программное обеспечение и многие современные игровые приложения нуждаются в солидном объеме оперативки, так что вам необходимо заранее побеспокоиться об возможном увеличении системной памяти своего железного друга.
Наверное многие помнят, или слышали про первые, на сегодняшний день уже древние компьютеры, такие как к примеру ZX Spectrum? Кто не помнит или забыл, то напомним, что оперативная память для этих динозавров измерялась в килобайтах. Да-да, именно в килобайтах, даже не в мегабайтах. Сейчас любой мобильник в разы мощнее древних Спектрумов Технология продвигается, время бежит, и оперативной памяти уже требуется не килобайты, а Гигабайты. В будущем и этого конечно будет мало, и наши сегодняшние самые мощные компьютеры, тоже будут называть динозаврами прошлого. Но вернемся в наше время.
Речь сегодня пойдет о том — Сколько оперативной памяти поддерживает Windows XP, 7, 8.1 и 10?
Допустим вы захотели в свой компьютер установить дополнительные линейки оперативки. Предположим было у вас 4 Гб, воткнули еще 4 Гб. Включаем комп, а в свойствах все те-же 4Гб (Да и то это округленный показатель, на деле максимум 3.750 Гб). Почему так? О ужас!!!
Почему остались те-же 4 Гб оперативы? Давайте разберемся с этими вопросами, раз и навсегда.
Все операционные системы Windows с разрядностью x86 (32 bit) не важно какая версия, все они видят только до 4 Гб. памяти. Вы хоть истыкайте памятью весь компьютер, как ежика с иголками, он будет видеть только до 4 гигабайта. Связано это с внутренними архитектурными ограничениями.
Если вы установите на компьютере 64 битную операционную систему, то все ваши линейки памяти система и увидит.
Сколько оперативной памяти максимально видит разная версия Windows
Windows XP
Windows XP x86 (32 bit): 4 гб
Windows XP x64 (64 bit): 128 ГбWindows 7
Windows 7 Starter x86 (32 bit): 2 Гб
Windows 7 Home Basic x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 7 Home Premium x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 7 Professional x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 7 Enterprise x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 7 Ultimate x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 7 Home Basic x64 (64 bit): 8 Гб
Windows 7 Home Premium x64 (64 bit): 16 Гб
Windows 7 Professional x64 (64 bit): 192 Гб
Windows 7 Enterprise x64 (64 bit): 192 Гб
Windows 7 Ultimate x64 (64 bit): 192 ГбWindows 8 / 8.1
Windows 8 x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 8 Professional x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 8 Enterprise x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 8 x64 (64 bit): 128 Гб
Windows 8 Professional x64 (64 bit): 512 Гб
Windows 8 Enterprise x64 (64 bit): 512 ГбWindows 10
Windows 10 Home x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 10 Home x64 (64 bit): 128 Гб
Windows 10 Pro x86 (32 bit): 4 Гб
Windows 10 Pro x64 (64 bit): 512 Гб
Как видите, 64-битные редакции поддерживает огромный объем оперативной памяти, а вот в случае с 32-битной версией нужно быть внимательным с выбором: зачастую система не поддерживает даже указанные 4 Гб.
Итог: Максимальное количество оперативной памяти, которые способны «увидеть» 32 разрядные версии Windows - это 4 Гб. Таким образом, если у вас больший объем RAM, следует установить 64-разрядную версию, чтобы воспользоваться этой памятью. Для того, чтобы узнать, какая версия Windows установлена на вашем компьютере, откройте пункт «Система» в панели управления (или кликните по «Мой компьютер» правой кнопкой мыши и выберите «Свойства»).
стоит не так остро, как раньше, сегодня он по-прежнему волнует многих пользователей. В последнее время даже самые дешевые компьютеры имеют по крайней мере 4 Гб памяти – количество, которое когда-то казалось немыслимым, а в настоящее время является стандартом де-факто. Вопреки этому многие задаются вопросом: этого достаточно? Ускорит ли работу компьютера дополнительная память, или особого эффекта не будет?
Разница между 4, 8, 16 и больше гигабайт RAM несомненно есть, но для массового пользователя связь между объемом установленной памяти и производительностью ПК остается слегка размытой. В этом материале я постараюсь пролить свет на этот вопрос и кратко ответить, каков оптимальный объем оперативной памяти и есть ли смысл в установке дополнительных модулей RAM.
Что такое Random Access Memory (RAM)?
Хотя компьютеры уже давно стали обыденностью, многие люди до сих пор путают понятия «оперативная» и «локальная» память. Заблуждение чаще исходит из того, что оба типа памяти измеряются в одних и тех же единицах – последнее время обычно в гигабайтах (GB). Вопреки тому, что и оперативная, и локальная память служат для хранения информации, они отличаются с точки зрения срока хранения данных. Оперативная память как правило в несколько раз быстрее локальной и служит для временного хранения данных. После выключения компьютера все хранящиеся в ней данные бесследно исчезают. В локальной памяти (жесткие диски и SSD устройства) информация сохраняется независимо от того, включен компьютер или выключен. Именно поэтому оперативную память обычно определяют как энергозависимую, а локальную – как энергонезависимую.
Сколько памяти нужно ПК?
Долгое время Биллу Гейтсу приписывается фраза «640 Кб памяти достаточно для всего». В конечном счете сам Гейтс выступил с официальным заявлением, сказав, что не является автором этого утверждения, которое он назвал чистой глупостью.
Однако в начале 80-х годов прошлого века это звучало не так комично, потому что объемы порядка 100-200 Мб считались огромными. Сегодня даже самые дешевые компьютерные системы имеют 2-4 Гб оперативной памяти, а локальное пространство для хранения информации измеряется в терабайтах.
Базовые конфигурации имеют от 4 до 8 Гб RAM, а high-end модели (мультимедийные или игровые) предлагают 12-16, иногда 32 (и больше) Гб оперативной памяти. Так сколько можно назвать «оптимальным»? К сожалению, дать точный ответ, выраженный в конкретной цифре весьма непросто, так как оптимальное количество зависит от задач, для которых вы используете компьютер. Так, например, на Windows PC только сама операционная система может потребовать больше одного гигабайта для своих системных библиотек. Если вы используете антивирусную программу, то это еще 30-200 мегабайт в фоновом режиме в зависимости от конкретного продукта. Большинство веб-браузеров, офисных приложений и мультимедийных проигрывателей требуют от 100-800 Мб и больше памяти. Если вы запускаете их одновременно (т.е. используете Windows по предназначению – многозадачно), эти объемы становятся совокупными – чем больше запущенных программ, тем выше потребление RAM.
Чемпионами по потреблению оперативной памяти остаются видеоигры. Популярные заглавия типа Call of Duty могут без особых проблем «проглотить» 4-5 Гб памяти.
Большинство современных ноутбуков использует интегрированную графику, которая также является потребителем RAM. Интегрированные в процессор видео ядра не располагают своей собственной памятью (в отличие от дискретных решений) и «съедают» часть доступной оперативной памяти. Поэтому если ваш ноутбук по спецификациям оснащен 4 Гб RAM и интегрированной графикой, Windows сообщит, что вам доступно только 3.9 Гб (или меньше) памяти.
Другие соображения
Оптимальное количество оперативной памяти имеет и софтверный (возможно, правильнее будет сказать системный) аспект. Старые версии операционной системы используют 32-битный метод адресации памяти. В настоящее время он уже устарел и восходит к временам, когда объемы свыше 4 Гб RAM казались немыслимыми. Вот почему 32-разрядные версии Windows просто не могут использовать больше 4 Гб оперативной памяти. Даже если у вас больше памяти 32-разрядная операционная система будет настаивать на том, что вас только 4 Гб (хотя обычно еще меньше – 3-3.5 Гб) оперативной памяти. Для полноценного использования объемов свыше 4 гигов вам понадобится 64-разрядная Windows.
Другой интересный вопрос, связанный с памятью, касается темпа заполнения RAM, а также того, что будет, если исчерпать всю доступную память.
Если системный инструмент «Диспетчер задач» показывает, что весь объем памяти почти полностью исчерпан, т.е. все запущенные процессы занимают 70-80% или даже больше RAM, это еще не повод для беспокойства. Microsoft уже давно серьезно изменила свою философию по отношению к memory management (управление памятью), а потому, начиная с Windows Vista, не используемую RAM компания считает «плохой RAM».
Так как оперативная память во много раз быстрее любого жесткого или даже твердотельного диска, в Microsoft решили, что будет лучше, если Windows будет держать как можно больше часто используемых пользовательских модулей и приложений постоянно загруженными в системную RAM. Благодаря этому при повторном обращении к ним система реагирует гораздо быстрее, нежели когда ей снова и снова приходится считывать их с локального диска.
В этом и суть технологии SuperFetch, которая развивается со времен Vista. Введение этой концепции указывает на один важный вывод – чем большем оперативной памяти есть в распоряжении современных версий Windows, тем лучше (быстрее) они работают. Конечно, речь не идет об экспоненциальном росте – наибольшая разница будет при прыжке с 2 до 4 Гб RAM. С каждым последующим удвоением – 4 до 8 Гб, 8 до 16 и так далее, влияние на общую производительность системы будет снижаться. Однако если вы регулярно работаете с тяжелыми программами, держите десятки открытых вкладок в браузере и активно играете, то принцип выбора оптимального объема памяти сводится к одной простой вещи: чем больше, тем лучше.
Если в какой-то момент имеющийся объем памяти будет исчерпан, Windows не перестанет работать. В таких случаях операционная система опирается на так называемую . Для этой цели используется выделенная на локальном диске область и на нее Windows записывает все данные из оперативной памяти, которые не используется в настоящее время, и по просьбе пользователя снова их считывает, используя ресурсы локального диска. Поскольку локальная память медленнее чипов RAM, процесс чтения данных с диска занимает значительно больше времени, в течение которого компьютер может заметно «подтормаживать». Если система регулярно обращается к виртуальной памяти, это верный признак, что настало время рассмотреть вопрос о расширении оперативной памяти.
Отличного Вам дня!
Прошло несколько лет с тех пор, как была написана статья «Четыре гигабайта памяти - недостижимая цель? », а вопросов, почему Windows не видит все четыре гигабайта, меньше не стало. К числу вопрошающих добавились и обладатели 64-разрядных систем, которых эта проблема, казалось бы, не должна была коснуться. И стало ясно, что пора писать новую статью на эту же тему. Как и раньше, речь пойдет только об операционных системах Windows, причем в основном клиентских, то есть Windows XP, Windows Vista, Windows 7 и грядущей Windows 8. В некоторых случаях намеренно будут использоваться несколько упрощенные описания тех или иных аспектов. Это даст возможность сосредоточиться на предмете данной статьи, не вдаваясь в излишние подробности, в частности, внутреннего устройства процессоров и наборов микросхем (чипсетов) для системных плат. Рекомендуем предварительно прочитать указанную выше статью, так как не всё, сказанное в ней, будет повторено здесь.
Хотя теоретически 32-разрядной системе доступны (без дополнительных ухищрений) до 4 ГБ физической памяти, 32-разрядные клиентские версии Windows не могут использовать весь этот объем из-за того, что часть адресов используется устройствами компьютера. Ту часть ОЗУ, адреса которой совпадают с адресами устройств, необходимо отключать, чтобы избежать конфликта между ОЗУ и памятью соответствующего устройства - например, видеоадаптера.
Рис. 1. Если оперативная память в адресах, используемых устройствами, не отключена, возникает конфликт
Оперативная память заполняет адреса, начиная с нулевого, а устройствам, как правило, отводятся адреса в четвертом гигабайте. Пока размер ОЗУ не превышает двух-трех гигабайт, конфликты не возникают. Как только верхняя граница установленной памяти входит в ту зону, где находятся адреса устройств, возникает проблема: по одному и тому же адресу находятся и ячейка оперативной памяти, и ячейка памяти устройства (того же видеоадаптера). В этом случае запись данных в память приведет к искажению изображения на мониторе и наоборот: изменение изображения - к искажению содержания памяти, то есть программного кода или данных (скажем, текста в документе). Чтобы конфликты не возникали, операционной системе приходится отказываться от использования той части ОЗУ, которая перекрывается с адресами устройств.
В середине девяностых годов прошлого века для расширения доступного объема ОЗУ была разработана технология PAE (Physical Address Extension), увеличивающая число линий адреса с 32 до 36 - тем самым максимальный объем ОЗУ вырастал с 4 до 64 ГБ. Эта технология первоначально предназначалась для серверов, однако позже появилась и в клиентской Windows XP. Некоторые особенности реализации этой технологии в современных контроллерах памяти дают возможность не только использовать PAE по ее прямому назначению, но и «перекидывать» память в другие адреса. Таким образом, часть памяти, которая ради предотвращения конфликтов не используется, может быть перемещена в старшие адреса, например в пятый гигабайт - и снова стать доступной системе.
В обсуждении первой статьи было высказано замечание, что некорректно отождествлять наличие в контроллере памяти системной платы поддержки PAE - и способность платы переадресовывать память; что это вполне могут быть вещи, друг с другом не связанные. Однако практика показывает, что в «железе» для настольных систем это понятия взаимозаменяемые. К примеру, Intel в документации к своему набору микросхем G35 ни слова не говорит о возможности (реально существующей) переадресации памяти, зато подчеркивает поддержку РАЕ. А не поддерживающий PAE набор i945 не имеет и переадресации памяти. С процессорами AMD 64 и последними моделями процессоров Intel дело обстоит еще проще: в них контроллер памяти встроен в процессор, и поддержка PAE (и ОЗУ размером более 4 ГБ) автоматически подразумевает поддержку переадресации.
Рис. 2. Переадресация
Рисунок достаточно условный, переадресация совсем не обязательно выполняется блоками именно по одному гигабайту, дискретность может быть другой и определяется контроллером памяти (который, напомним, является либо частью оборудования системной платы, либо частью процессора). В программе BIOS Setup компьютера обычно бывает настройка, разрешающая или запрещающая переадресацию. Она может иметь различные наименования - например, Memory remap, Memory hole, 64-bit OS и тому подобное. Ее название лучше всего выяснить в руководстве к системной плате. Необходимо отметить, что если используется 32-разрядная система, то на некоторых системных платах, преимущественно достаточно старых, переадресацию необходимо отключать - в противном случае объем доступного системе ОЗУ может уменьшиться.
По умолчанию в Windows XP режим РАЕ был отключен, поскольку реальной надобности в нем не было (напомним, что в 2001 году типичный объем памяти настольного компьютера составлял 128-256 МБ). Тем не менее, если его включить, то ХР могла бы использовать все четыре гигабайта памяти - при условии, конечно, что системная плата поддерживала бы РАЕ. Но, повторим, реальной надобности включать этот режим в те годы не было. При желании читатель может для пробы установить на современный компьютер Windows XP или Windows XP SP1 (делать это для работы, конечно, не стоит), включить режим PAE и своими глазами убедиться, что системе доступны четыре гигабайта ОЗУ.
В 2003 году «Майкрософт» начала разрабатывать второй пакет исправлений для Windows XP (вышедший в 2004 году), поскольку столкнулась с необходимостью существенно снизить число уязвимостей в компонентах ОС. Одним из путей было использование предотвращения выполнения данных (Data Execution Prevention, DEP) - набора программных и аппаратных технологий, позволяющих выполнять дополнительные проверки содержимого памяти и в ряде случаев предотвращать запуск вредоносного кода. Эти проверки выполняются как на программном уровне, так и на аппаратном (при наличии соответствующего процессора). AMD назвала эту функцию процессора «защита страниц от выполнения» (no-execute page-protection, NX), а Intel использовала термин «запрет на выполнение» (Execute Disable bit, XD).
Однако использование такой аппаратной защиты требует перевода процессора в режим PAE, поэтому Windows XP SP2 при обнаружении подходящего процессора стала включать этот режим по умолчанию. И вот тут «Майкрософт» столкнулась с довольно серьезной проблемой: оказалось, что не все драйверы могут работать в режиме PAE. Попробуем пояснить эту особенность, не слишком углубляясь в устройство процессоров и механизмы адресации.
В Windows используется так называемая плоская модель памяти. Тридцать два разряда адреса обеспечивают обращение к пространству размером четыре гигабайта. Таким образом, каждой ячейке ОЗУ или ячейке памяти другого устройства соответствует определенный адрес, и никаких двусмысленностей тут быть не может. Включенный режим PAE дает возможность использовать 36 разрядов адреса и увеличить количество ячеек памяти в 16 раз. Но ведь система команд процессора остается той же самой и может адресовать только 4 миллиарда (двоичных) байтов! И вот, чтобы обеспечить возможность доступа к любому из 64 миллиардов байтов, указав только 32 разряда адреса, в процессоре включается дополнительный этап трансляции адресов (те, кого интересуют подробности, могут обратиться к специальной литературе - например, книге Руссиновича и Соломона «Внутреннее устройство Windows»). В результате 32-разрядный адрес в программе может указывать на любой из байтов в 36-разрядном пространстве.
Прикладных программ эта особенность никак не касается, они работают в своих собственных виртуальных адресах. А вот драйверам, которые должны обращаться к реальным адресам конкретных устройств, приходится решать дополнительные задачи. Ведь сформированный этим драйвером 32-разрядный адрес может после дополнительного этапа трансляции оказаться совсем другим, и выданная драйвером команда может, например, вместо вывода значка на экран изменить значение в одной из ячеек таблицы Excel. А если окажутся запорченными какие-либо системные данные, то тут и до аварийного завершения работы с выводом синего экрана рукой подать. Поэтому для успешной работы в режиме PAE драйверы должны быть написаны с учетом особенностей этого режима.
Однако поскольку исторически сложилось так, что до того времени в клиентских компьютерах PAE не использовался, некоторые компании не считали нужным поддерживать этот режим в написанных ими драйверах. Ведь оборудование, которое они выпускали (звуковые платы, к примеру), не предназначалось для серверов, и драйверы не имели серверной версии - так зачем без необходимости эти драйверы усложнять? Тем более, что для тестирования работы в режиме PAE раньше требовалось устанавливать серверную ОС и использовать серверное оборудование (системные платы для настольных компьютеров лишь относительно недавно стали поддерживать PAE). Так что разработчикам драйверов проще и выгоднее было просто забыть про этот PAE и обеспечить работоспособность на обычных клиентских компьютерах с обычными персональными, а не серверными ОС.
И вот с такими драйверами и возникли проблемы в XP SP2. Хотя количество фирм, драйверы которых переставали работать или даже вызывали крах системы, оказалось невелико, количество выпущенных этими фирмами устройств исчислялось миллионами. Соответственно, и количество пользователей, которые могли бы после установки SP2 получить неприятный сюрприз, оказывалось весьма значительным. В результате многие пользователи и сами отказались бы устанавливать этот пакет, и разнесли бы о нем дурную славу, что повлияло бы и на других пользователей. Они, хоть и без каких-либо веских причин, тоже отказались бы его устанавливать.
А необходимость повышения безопасности ХР компания «Майкрософт» ощущала очень остро. Впрочем, рассуждения на тему, почему мы увидели Windows XP SP2 и не увидели чего-то наподобие Windows XP Second Edition, выходят за рамки данной статьи.
Главное, что нас интересует, это то, что для обеспечения совместимости с плохо написанными драйверами функциональность PAE в SP2 для Windows XP была обрезана. И хотя сам этот режим существует и, более того, на компьютерах с современными процессорами включается по умолчанию, никакого расширения адресного пространства он не дает, просто передавая на выход те же адреса, которые были поданы на вход. Фактически система ведет себя как обычная 32-разрядная без PAE.
То же самое поведение было унаследовано Windows Vista, а затем перешло к Windows 7 и будущей Windows 8. Конечно, 32-разрядным. Причина, по которой это поведение не изменилось, осталась той же самой: обеспечение совместимости. Тем более что необходимость выгадывать доли гигабайта отпала: те, кому нужны большие объемы памяти, могут использовать 64-разрядные версии ОС.
Иногда можно услышать вопрос: если именно этот обрезанный режим PAE мешает системе видеть все четыре гигабайта - так, может, отключить его вовсе, чтобы не мешал, и, вуаля, системе станут доступны 4 ГБ? Увы, не станут: для этого требуется как раз наличие PAE, притом полноценного. Другой не так уж редко задаваемый вопрос звучит так: если устройства действительно мешают системе использовать всю память и резервируют ее часть под свои нужды, то почему же они ничего не резервировали, когда в компьютере стояло два гигабайта ОЗУ?
Вернемся к первому рисунку и рассмотрим ситуацию подробнее. Прежде всего отметим, что нужно четко различать два понятия: размер адресного пространства и объем ОЗУ. Смешение их воедино препятствует пониманию сути вопроса. Адресное пространство - это набор всех существующих (к которым может обратиться процессор и другие устройства) адресов. Для процессоров семейства i386 это 4 гигабайта в обычном режиме и 64 ГБ с использованием PAE. У 64-разрядных систем размер адресного пространства составляет 2 ТБ.
Размер адресного пространства никак не зависит от объема ОЗУ. Даже если вытащить из компьютера всю оперативную память, размер адресного пространства не изменится ни на йоту.
Адресное пространство может быть реальным, в котором работает сама операционная система, и виртуальным, которое ОС создает для работающих в ней программ. Но особенности использования памяти в Windows будут описаны в другой статье. Здесь же отметим только, что к реальному адресному пространству программы доступа не имеют - по реальным адресам могут обращаться только сама операционная система и драйверы.
Рассмотрим, как же в компьютере используется адресное пространство. Сразу подчеркнем, что его распределение выполняется оборудованием компьютера («железом») и операционная система в общем случае не может на это повлиять. Есть только один способ: изменить настройки оборудования с помощью технологии Plug&Play. О ней много говорили в середине 90-х годов прошлого века, но теперь она воспринимается как что-то само собой разумеющееся, и всё увеличивается число людей, которые о ней даже не слышали.
С помощью этой технологии можно изменять в определенных, заданных изготовителем, пределах адреса памяти и номера портов, используемых устройством. Это, в свою очередь, дает возможность избежать конфликтов между устройствами, которые могли бы произойти, если бы в компьютере оказалось два устройства, настроенных на использование одних и тех же адресов.
Базовая программа в системной плате, часто обобщенно называемая BIOS (хотя на самом деле BIOS (базовой системой ввода-вывода) она не является) при включении компьютера опрашивает устройства. Она определяет, какие диапазоны адресов каждое устройство может использовать, потом старается распределить память так, чтобы ни одно устройство не мешало другому, а затем сообщает устройствам свое решение. Устройства настраивают свои параметры согласно этим указаниям, и можно начинать загрузку ОС.
Раз уж об этом зашла речь, заметим, что в ряде системных плат есть настройка под названием «P&P OS». Если эта настройка выключена (No), то системная плата выполняет распределение адресов для всех устройств. Если включена (Yes), то распределение памяти выполняется только для устройств, необходимых для загрузки, а настройкой остальных устройств будет заниматься операционная система. В случае Windows XP и более новых ОС этого семейства данную настройку рекомендуется включать, поскольку в большинстве случаев Windows выполнит требуемую настройку по крайней мере не хуже, чем BIOS.
Поскольку при таком самоконфигурировании распределяются адреса памяти, не имеет никакого значения, сколько ОЗУ установлено в компьютере - процесс все равно будет протекать одинаково.
Когда в компьютер вставлено некоторое количество ОЗУ, то адресное пространство для него выделяется снизу вверх, начиная с нулевого адреса и дальше в сторону увеличения адресов. Адреса устройств, наоборот, выделяются в верхней области (в четвертом гигабайте) в сторону уменьшения адресов, но не обязательно смежными блоками - чаще, наоборот, несмежными. Как только зоны адресов, выделяемых для ОЗУ (с одной стороны) и для устройств (с другой стороны), соприкоснутся, становится возможным конфликт адресов, и объем используемого ОЗУ приходится ограничивать.
Поскольку изменение адреса при настройке устройств выполняется с некоторым шагом, определяемым характеристиками устройства, заданными изготовителем, то сплошной участок адресов для устройств получить невозможно - между адресами отдельных устройств появляются неиспользуемые промежутки. Теоретически эти промежутки можно было бы использовать для обращения к оперативной памяти, но это усложнило бы работу диспетчера памяти операционной системы. По этой и по другим причинам Windows использует ОЗУ до первого адреса памяти, занятого устройством. ОЗУ, находящееся от этого адреса и выше, останется неиспользуемым. Если, конечно, контроллер памяти не организует переадресацию.
Иногда задают вопрос: а можно ли повлиять на распределение адресов, чтобы сдвинуть все устройства в адресном пространстве как можно выше и сделать как можно больше памяти доступной системе. В общем случае без вмешательства в конструкцию или микропрограммы самих устройств это сделать невозможно. Если же руки все-таки чешутся, а времени не жалко, можно попробовать следующий метод: в BIOS Setup включить настройку «PnP OS» (она может или вовсе отсутствовать или называться по-другому), чтобы адреса для большинства устройств распределяла Windows, а затем переустанавливать драйверы, используя отредактированные файлы inf с удаленными областями памяти, которые, на ваш взгляд, расположены слишком низко.
В интернете можно найти разные советы, которые, якобы, должны дать системе возможность использовать все четыре гигабайта, основанные на принудительном включении PAE. Как легко понять из изложенного, никакого выигрыша это дать не может, поскольку не имеет значения, включен ли PAE автоматически или принудительно - работает этот режим в обоих случаях одинаково.
Может возникнуть также вопрос: а что будет, если установить видеоадаптер с четырьмя гигабайтами памяти. Ведь тогда получается, что система останется совсем без ОЗУ и работать не сможет. На самом деле ничего страшного не произойдет: видеоадаптеры уже довольно давно используют участок адресного пространства размером 256 МБ, и доступ ко всему объему памяти видеоускорителя осуществляется через окно такого размера. Так что больше 256 мегабайт видеоадаптер не отнимет. Возможно, в каких-то моделях размер этого окна увеличен вдвое или даже вчетверо, но автору в руки они пока не попадали.
64 разряда
Итак, с 32-разрядными системами мы разобрались. Теперь перейдем к 64-разрядным.
Вот уж тут-то, казалось бы, никаких подводных камней быть не должно. Система может использовать куда больше четырех гигабайт, так что, на первый взгляд, достаточно воткнуть в системную плату память и установить систему. Но оказывается, не все так просто. Прежде всего, отметим, что специального оборудования, предназначенного только для 64-разрядных систем, найти не удастся (мы говорим об обычных ПК). Любая системная плата, сетевая плата, видеоадаптер и пр., работающие в 64-разрядной системе, должны с одинаковым успехом работать в 32-разрядной.
А это означает, что адреса устройств должны оставаться в пределах первых четырех гигабайт. И значит, все ограничения, накладываемые на объем памяти, доступный 32-разрядной системе, оказываются применимыми и к 64-разрядной - конечно, в том случае, если системная плата не поддерживает переадресацию или если эта переадресация отключена в настройках.
Не поддерживают переадресацию системные платы на наборах микросхем Intel до 945 включительно. Новыми их, конечно, не назовешь, но компьютеры на их базе еще существуют и используются. Так вот, на таких платах и 64-разрядная, и 32-разрядная системы смогут увидеть одинаковое количество памяти, и оно будет меньше 4 ГБ. Почему меньше - описано выше.
С 64-разрядными процессорами AMD дело обстоит проще: у них контроллер памяти уже довольно давно встроен в процессор, и переадресация отсутствует только в устаревших моделях. Все процессоры для 939-контактного гнезда и более новые поддерживают больше 4 ГБ и, соответственно, умеют выполнять переадресацию памяти. То же самое относится к процессорам Intel семейств Core i3, i5, i7.
Впрочем, и тут может быть загвоздка: если на системной плате не выполнена разводка дополнительных адресных линий, то не будет и возможности обратиться к переадресованной памяти. А некоторые младшие модели системных плат для удешевления выпускают именно такими, так что необходимо смотреть описание конкретной системной платы.
И здесь нас поджидает сюрприз, подобный тому, с которым мы сталкиваемся в 32-разрядной системе: использование адресного пространства для работы устройств может ограничить объем памяти, доступный Windows.
Например, если системная плата поддерживает до 8 ГБ ОЗУ (скажем, использующая набор микросхем G35), и установить все эти 8 ГБ, то использоваться будут только ≈7-7,25 ГБ. Причина заключается в следующем: на такой системной плате разведены 33 линии адреса, что, с точки зрения изготовителя, вполне логично - зачем усложнять конструкцию, если больше 8 ГБ плата все равно не поддерживает? Поэтому даже если контроллер памяти сможет перекинуть неиспользуемый участок ОЗУ в девятый гигабайт, обратиться к нему все равно будет невозможно. Для этого потребуется 34-разрядный адрес, который физически нельзя сформировать на 33-разрядной системной шине. Точно так же на платах, поддерживающих 16 ГБ, Windows сможет использовать ≈15-15,25 ГБ и так далее.
С переадресацией связан еще один малоизвестный нюанс. Ограничение размера памяти, выполняемое в программе msconfig (или соответствующими настройками конфигурации загрузки) относится не к собственно величине памяти, а к верхней границе адресов используемой памяти.
Рис. 3. Эта настройка ограничивает верхнюю границу адресов, а не размер памяти
То есть если задать эту величину равной 4096 МБ, то память, расположенная выше этой границы (переадресованная в пятый гигабайт, например), использоваться не будет, и фактически объем памяти будет ограничен примерно тремя гигабайтами. Эту особенность в некоторых случаях удается использовать для диагностики того, работает переадресация или нет. Например, автору встретился случай, когда на ноутбуке Windows использовала 3,75 ГБ из четырех, и было неясно: то ли не работает переадресация, то ли память используется на какие-то нужды. Установка флажка и ограничение размера памяти четырьмя гигабайтами привели к тому, что стали использоваться только 3,25 ГБ. Из этого можно сделать вывод, что переадресация работала, а четверть гигабайта, следовательно, использовалась для видеоадаптера или каких-то других целей.
Ну и напоследок стоит сказать о том, что даже при работающей переадресации и 64-разрядной системе несколько десятков или даже сотен мегабайт памяти все равно могут оказаться зарезервированными для оборудования. Причины такого резервирования лучше всего выяснить у изготовителя системной платы, но чаще всего можно предположить, что она используется для встроенных видеоадаптера или контроллера RAID.