Устройство оперативной памяти

1.

Министерство образования и науки Калужской области
Государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение Калужской области
«Сосенский политехнический техникум»
Тема индивидуального проекта:
Устройство оперативной памяти
Разработчик: Асеенков Максим Евгеньевич
Группа: ИСП-11-24
Специальность: Информационные системы и программирование
Руководитель:
2025 г.

2. Введение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проекта заключается в повышении
интереса школьников и студентов к устройству
компьютера, в частности, к оперативной памяти. Этот
компонент играет ключевую роль в работе
современных вычислительных систем, влияя на их
быстродействие и эффективность. Изучение
оперативной памяти помогает лучше понять
принципы работы компьютера, что особенно важно
в условиях стремительного развития технологий.
Проект способствует развитию технического
мышления, аналитических навыков и может стать
основой для дальнейшего углубления знаний в
компьютерных науках.

3.

Цели проекта: Привлечь внимание участников к
устройству компьютера и углубить их понимание
принципов работы оперативной памяти.
Задачи проекта: Проверить и расширить знания
об оперативной памяти: её структуре, функциях,
типах и особенностях работы. Рассмотреть
взаимосвязь ОЗУ с другими компонентами
компьютера. Разобрать современные технологии
в области оперативной памяти и перспективы её
развития.
Объект проекта: Образовательная деятельность,
направленная на изучение архитектуры
компьютера и принципов работы оперативной
памяти.
Предмет проекта: Исследование оперативной
памяти как ключевого компонента
вычислительных систем, влияющего на
производительность компьютера.

4. История развития Оперативной памяти

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЕРАТИВНОЙ
ПАМЯТИ
1940–1950-е: Первые шаги Ферритовая память (основана на магнитных сердечниках) — использовалась в
первых ЭВМ (например, IBM 704, 1954).
Недостатки: Низкая скорость, большие габариты, энергопотребление.
1960–1970-е: Эпоха DRAM Изобретение DRAM (Dynamic RAM, 1966, IBM) — ячейки на конденсаторах.
Первый коммерческий модуль: Intel 1103 (1970, 1 Кбит, частота ~2 МГц).
1980–1990-е: SDRAM и стандартизация Появление SDRAM (Synchronous DRAM) — синхронизация с частотой
процессора.
Модули SIMM/DIP: 30-pin SIMM (1980-е), 72-pin SIMM (1990-е).
2000-е: DDR-революция DDR SDRAM (Double Data Rate) — передача данных на 2 тактах (DDR1, 2000).
Эволюция: DDR2 (2003), DDR3 (2007), DDR4 (2014), DDR5 (2020).
Пример: DDR5 vs DDR4 — удвоенная частота (до 6400 МГц) и энергоэффективность.
2020-е и будущее DDR6 (ожидается к 2025–2026) — до 12 800 МГц.
Альтернативы: HBM (High Bandwidth Memory) для видеокарт и ИИ.

5. Физическая структура модуля

ФИЗИЧЕСКАЯ
СТРУКТУРА
МОДУЛЯ
Основные компоненты модуля
Форм-факторы
1. Печатная плата (многослойная основа)
DIMM (ПК)
2. Чипы памяти (4-16 микросхем)
SODIMM (ноутбуки)
3. Контакты (240-288 позолоченных pin)
MicroDIMM (спец. Устройства)
4. SPD-чип(настройки модуля)

6. Логическая организация памятИ

ЛОГИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
ПАМЯТИ
Основные элементы:
• Банки памяти (4-16 независимых блоков)
• Строки и столбцы (матричная структура)
• Ячейки (1 бит = конденсатор + транзистор)
Процесс доступа:
• 1. Активация строки
• 2. Чтение/запись столбца
• 3. Регенерация (каждые 64 мс)

7. Принцип работы озу

Главная задача
• Временное хранилище данных для быстрого доступа процессора
ПРИНЦИП
РАБОТЫ
ОЗУ
Как происходит работа?
1. Запрос — процессор отправляет адрес нужных данных
2. Поиск — контроллер памяти находит нужную ячейку
3. Чтение/запись — передача электрического заряда
Важные особенности
✔ Молниеносная скорость — доступ за 10-15 наносекунд
✔ Автообновление — данные перезаписываются 500 раз в секунду
✖ Энергозависимость — все стирается при выключении питания

8. Разновидности оперативной памяти

РАЗНОВИДНОСТИ ОПЕРАТИВНОЙ
ПАМЯТИ
1. DDR (ПК и ноутбуки)
2. GDDR (Видеокарты)
3. LPDDR (Мобильные устр-ва)
- Особенности:
- Особенности:
- Особенности:
- Двухканальный режим работы
- Сбалансированная скорость
энергопотребление
- Примеры:
- DDR4 в игровых ПК, DDR5 в
новых рабочих станциях
- Чрезвычайно высокая пропускная
способность
- Оптимизирована для параллельных
вычислений
- Примеры:
- GDDR6 в видеокартах NVIDIA RTX 3000 серии
- Минимальное энергопотребление
- Компактный размер чипов
- Примеры:
- LPDDR5 в флагманских смартфонах

9. Ключевые характеристики Озу

КЛЮЧЕВЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИК
И ОЗУ
Основные параметры
• Объем памяти
▸ 8 ГБ — минимум для офисных задач
▸ 16 ГБ — комфорт для игр и монтажа
▸ 32+ ГБ — профессиональные
• Тактовая частота
▸ 2400-3200 МГц (DDR4)
▸ 4800-6400 МГц (DDR5)
→ Чем выше, тем быстрее передача данных

10. Производители и стандарты озу

ПРОИЗВОДИТЕЛИ И СТАНДАРТЫ
ОЗУ
ТОП - 4 производителя
• Samsung – лидер качества
• Micron – лучшая цена
• SK Hynix – инновации
• Kingston – массовый рынок
2 типа стандартов
• JEDEC – заводские настройки
• XMP/DOCP – разгонные профили (игры)

11. Двух/четырехканальный режим

ДВУХ/ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНЫЙ
РЕЖИМ
Суть технологии
- Параллельная работа 2/4 модулей
- Увеличение пропускной способности
Реальный прирост
- +15-30% производительности
- Особенно заметно в:
- Интегрированной графике
- Профессиональных приложениях
Условия работы
1. Поддержка материнской платы
2. Парные модули (желательно одинаковые)

12. ЕСС и серверная память

ЕСС И СЕРВЕРНАЯ ПАМЯТЬ
ECC-память
- Автоматически исправляет ошибки данных
- Используется в:
- Серверах
- Медицинском оборудовании
- Финансовых системах
Факт:
Обычная память в серверах вызывает 1 ошибку каждые 5 часов

13. Оптимизация озу в Windows/linux

ОПТИМИЗАЦИЯ ОЗУ В
WINDOWS/LINUX
Windows
⚙ Настройки:
- Отключить ненужные службы
- Настроить файл подкачки
- Очистка кэша
Linux
⚙ Команды:
sudo sysctl vm.swappiness=10
Очистка: echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

14. Будущее озу

БУДУЩЕЕ ОЗУ
DDR6 (2025-2026)
- Скорость: выше на 20%
- Эффективность: На 30% меньше энергии
Перспективные технологии
- HBM3 – для ИИ и суперкомпьютеров
- MRAM – энергонезависимая память
- Optane – гибрид RAM/SSD (Intel)

15.

16. Улучшение в будущем

УЛУЧШЕНИЕ В
БУДУЩЕМ

17. заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Работа над проектом показала, насколько важно продумывать каждый этап проведения
викторины — от подготовки вопросов и привлечения участников до анализа результатов
и получения обратной связи. Викторины доказали свою эффективность как инструмент
популяризации науки, способствующий не только проверке и углублению знаний по
биологии, но и развитию памяти, критического мышления, а также поддержанию
интереса к учебному процессу.

18. Спасибо за внимание

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ