Оперативная память и жесткий диск в чем разница
Перейти к содержимому

Оперативная память и жесткий диск в чем разница

  • автор:

Жесткий диск, оперативная память, кэш процессора: почему не хранить все в одном месте?

начало

Сегодня разберем в чем разница между 3 модулями хранения информации. Как они работают и взаимодействуют друг с другом.

Главная цель любой системы хранения — это иметь как можно больший объем и как можно быструю скорость передачи. Этим и обусловлено деление хранилища на 3 модуля. Современный процессор имеет очень высокую скорость обработки информации, для сложения двух 64-битных целочисленных значений, если процессор работает с частотой 4 ГГЦ, ему необходимо всего 0,00000000025 секунды. Жесткому диску за такими скоростями никогда не угнаться

Жесткий диск представляет собой магнитный диск со считывающей головкой только для того, чтобы найти информацию на этом диске ему требуется тысячи наносекунд, не говоря уже о передаче. Современные твердотельные накопители на базе флеш-памяти справляться за сотни наносекунд, но это все равно очень медленно. Жесткий диск находится отдельно от процессора, информацию необходимо отправлять по линиям передачи данных, что также снижает скорость. Необходим посредник, который будет располагаться ближе к процессору и иметь более высокую скорость передачи и этот посредник – оперативная память (RAM).

Динамическая оперативная память (DRAM) намного быстрее, так зачем тогда использовать жесткий диск? Во-первых, память является энергозависимой, т. е. при отключении питания вся информация стирается. Во-вторых, она не хранит большой объем информации (32 ГБ это уже очень много). Так, что хоть жесткий диск и очень медленный, но без него не обойтись. Динамическая оперативная память всегда располагается как можно ближе к процессору. В ней хранится информация, которая необходима процессору в данный момент.

Несмотря на то, что DRAM быстрее твердотельного диска, за процессором ей все равно не угнаться. Поэтому добавили еще один тип памяти – статическая оперативная память (SRAM) она располагается внутри самого процессора максимально близко к вычислительному блоку. Данный вид памяти называют кэшем процессора. Она имеет наименьший объем – в зависимости от уровня кеша, от нескольких кбайт до нескольких мегабайт и наибольшую скорость передачи, близкой к скорости процессора. В ней хранятся набор данных готовых к вычислению.

Давайте подведем итог. Существуют разные аппаратные способы хранения информации и чем они быстрее, тем меньший имеют объем и тем ближе расположены к процессору.

Какая бывает память

Если хотите понимать, как работают компьютеры, полезно понимать, как устроена их память. Когда вам будут говорить, что «не хватает памяти», вы будете точно знать, какой именно памяти не хватает и что с этим делать.

Оперативная память

Компьютер, телефон или любое умное устройство работает за счёт программ. Программы — это команды для процессора. Чтобы процессор знал, какую команду выполнить следующей, он должен иметь под рукой всю программу. Для этого программы сидят в оперативной памяти.

�� Оперативной память называется потому, что доступ к ней должен происходить очень быстро и в любом порядке. Представьте, что это ваш рабочий стол: вы на него сложите все приборы и бумаги, которые нужны для работы прямо сейчас.

Технически оперативная память — это микросхема или, по-другому, чип. Для пользователей она выглядит как чёрный прямоугольник, хотя сам этот прямоугольник — это лишь защитный корпус. Внутри под корпусом массивы из миллионов транзисторов.

Модуль оперативной памяти, которые вставляют в компьютеры

Чем больше объём оперативной памяти, тем проще компьютеру запускать одновременно несколько программ. Если компьютеру не хватает оперативы, он либо об этом сообщает, либо начинает складировать часть оперативной памяти на диск, и тогда общая скорость работы снижается.

Особенность оперативной памяти в том, что данные в ней зависят от внешнего электричества. Если компьютер выключить, то всё содержимое оперативной памяти исчезнет. Поэтому компьютеру при включении требуется некоторое время, чтобы всё загрузить обратно и запустить все нужные программы.

Жёсткий магнитный диск

В оперативной памяти программы не могут храниться постоянно, потому что она энергозависимая. Для долгого хранения программ и данных используют жёсткие диски. Если оперативная память — это «рабочий стол», то жёсткий диск — «книжный шкаф».

Жёсткий диск хранит данные хоть во включённом, хоть в выключенном состоянии. Принцип действия простой: внутри корпуса установлены металлические диски, которые при работе очень быстро вращаются, а специальная магнитная головка считывает или записывает на них данные. Для этого она намагничивает всё содержимое диска по кругу, разделяя всё на мелкие радиусы, секторы и ячейки. Намагниченная область — это 1, а ненамагниченная — 0.

Принцип работы очень похож на то, как устроен виниловый проигрыватель с пластинками, только тут вместо иглы — маленький магнит, который может не только читать, но и записывать данные. Чтобы объём хранимых данных и скорость работы с ними была больше, в жёсткие диски ставят одновременно несколько пластин:

Жёсткий диск со снятой крышкой

Жёсткие диски считаются довольно долговечным способом хранения: однажды намагнитившись, диск может хранить заряд 5—10 лет. Но со временем из-за квантовых эффектов заряд теряется, поэтому для долговечности архивные жёсткие диски намагничивают заново каждые 3—5 лет.

SSD-накопители

Чтобы увеличить скорость работы компьютера, вместо жёстких дисков используют SSD-диски. Они тоже направлены на то, чтобы долго хранить все данные, но работают по другому принципу.

Вместо пластин с магнитами SSD-накопители используют чипы флеш-памяти, похожие на чипы в обычных флешках. Только в SSD-накопителях используют качественные, дорогие и быстрые чипы.

Главный минус SSD — цена. Если обычный жёсткий диск на 1 терабайт можно купить за 3000 рублей, то SSD того же объёма будет стоить примерно в 3 раза дороже. Поэтому часто в компьютеры ставят два диска — SSD и обычный. На SSD устанавливается операционная система и все рабочие файлы, а на обычном хранят справочную информацию, фильмы, музыку и фотографии — то, к чему не нужен мгновенный доступ.

SSD-диск на 256 гигабайт. Подключается к тем же разъёмам, что и простой жёсткий диск

SSD расшифровывается как Solid State, то есть твердотельный. Твёрдые у него чипы памяти. Если обычный жёсткий диск имеет внутри подвижные элементы, которые легко повредить из-за тряски или ударов, то SSD убьёт только пуля или очень мощный магнитный разряд.

Компьютер тормозит. У меня мало памяти?

Компьютер может тормозить по множеству причин. Вот какие причины могут быть связаны с памятью:

  • Всю оперативную память заняла прожорливая или плохо оптимизированная программа.
  • На жёстком диске не хватает места для временных файлов.
  • SSD заполнен почти полностью, отчего он начинает естественным образом тормозить.

Что делать: перезагрузить, очистить корзину, поискать лишние большие файлы.

Телефон пишет, что не хватает места для новых фото. Пора менять?

Чаще всего достаточно поудалять старые видео, даже не фото. Одна фотография занимает не так много места, как минута видео, поэтому если нужно освободить память — удаляйте видео.

Если у вас Айфон, он автоматически заботится о том, чтобы чистить память: он в фоновом режиме отгружает ваши старые фото и видео в «облако». Когда они нужны, он их сам оттуда загрузит. Но «облако» тоже не резиновое, поэтому чистите память.

Есть компьютер 8 ГБ и 16 ГБ памяти. Какой взять?

Если есть возможность взять побольше памяти — берите. Если есть деньги только на 8 ГБ, то это неприятно, но несмертельно.

Например, на компьютере, на котором это пишется, одновременно запущено несколько вкладок Гугл-документов, работает почта, графический редактор и Телеграм. Вместе с операционной системой это хозяйство занимает 11 ГБ, из которых 2 ГБ занимает Телеграм.

Если бы у компьютера было 8 ГБ, он бы начал в какой-то момент оптимизировать память, усыплять фоновые программы, складывать часть памяти на диск. Оттого, что у вас будет 8 ГБ, компьютер не умрёт.

Раньше 8 ГБ считалось большим объёмом памяти. А сейчас?

А сейчас это средненький такой объём.

Со временем программы и файлы становятся жирнее: в видеороликах больше пикселей, в программах — больше команд и вспомогательных файлов. Поэтому один какой-нибудь современный чатик может занимать сейчас больше памяти, чем огромный архитектурный софт лет 10 назад. Такова цена прогресса.

Можно ли самостоятельно обновить память в компьютере?

В стационарном — можно и нужно. Откручиваете болты, отсоединяете провода, заменяете компоненты. Всё довольно легко, самая неприятная часть процесса — скопившаяся пыль.

В ноутбуках чем дальше — тем это сложнее. Например, лет пять назад можно было спокойно снять крышку ноутбука и заменить в нём и память, и жёсткий диск. Сейчас память и SSD распаяны на плате, поэтому заменить их можно только в авторизованном сервисном центре, да и то не в каждом.

Что лучше для телефона: больше оперативы или больше хранилища?

В оперативной памяти живут текущие программы, поэтому телефоны с кучей оперативы нужны для игр и сложных программ (но кому они нужны на телефоне?). А вот фотографии и видео живут в хранилище. Чем его больше, тем больше фото и видео вы туда запишете.

В чем разница между памятью и местом на жестком диске?

Вы знаете, в чем различие между памятью и местом на жестком диске?
Память и дисковое пространство, являются двумя, широко путающимися терминами в компьютерном мире. Чтобы понять, как работает компьютер, вы должны сначала узнать разницу между памятью и дисковым пространством.

Дисковое пространство относится к тому, сколько места у вас есть на жестком диске для хранения файлов. При сохранении документа или установки новой программы, жесткий диск получает запрос на хранение. Чем больше файлов загрузить, установить или сохранить на жесткий диск, тем меньше на нем останется свободного места.

Память, с другой стороны, не имеет сходство с дисковым пространством! Память относится к оперативно запоминающему устройству (RAM/ОЗУ) внутри компьютера. ОЗУ состоит из небольших чипов, также известных, как модулей памяти. Компьютер работает с памятью (RAM) для хранения активно работающих программ, включая операционную систему. Например, интерфейс операционной системы и другие процессы загружаются в память при включении компьютера. При открытии программы, она загружается в память компьютера, после того, как вы выходите из программы, память высвобождается для использования другими программами.

Доступ к RAM предоставляется в сотни раз быстрее, чем к жесткому диску, поэтому активные программы загружаются в оперативную память. Поскольку лишь небольшое количество данных с жесткого диска действительно должно быть загружено в память системы, компьютеры имеют гораздо больше места на жестком диске, чем в памяти. Например, современный компьютер может быть оснащен двухтерабайтным (2 ТБ или 2048 гб) жестким диском, и восьмигигабайтной (8ГБ) планкой оперативной памяти. Этого более чем достаточно для домашнего пользования.

Если ваш компьютер сообщит вам, что у вас недостаточно места на диске для установки программы, вы должны удалить файлы с жесткого диска, которые вам не нужны или купить дополнительный жесткий диск. Если ваш компьютер говорит, что не хватает памяти для запуска определенной программы, вам необходимо обновить вашу память, покупая больше оперативной памяти. Зная разницу между этими двумя компонентами компьютера, можно сэкономить время и деньги.

  • Кластер
  • Правильно покупаем память к домашнему компьютеру
  • Установка портативного внешнего жесткого диска на домашний компьютер или ноутбук
  • Правильный уход и обслуживание жесткого диска
  • Как проверить жесткий диск на ошибки в Windows 7?

Разница между оперативной памятью и жестким диском

Здравствуйте! Сегодня разберем, чем отличается жесткий диск от оперативной памяти, в чем разница между этими компонентами, в чем их предназначение и как они работают в системе. А также, являются ли они взаимозаменяемыми.

Все, что я расскажу далее, работает одинаково на стационарном ПК и ноутбуке.

Про преимущества SSD накопителя от жесткого диска HDD можно почитать здесь.

Конструкция и принцип работы HDD

Основа HDD — один или несколько намагниченных дисков, информация на которые записывается в двоичной системе. Единица — намагниченный сектор, ноль — не намагниченный.

Для считывания данных предусмотрены специальные головки, которые двигаются над поверхностями магнитных дисков. Вращаются диски с помощью небольшого электромотора.

HDD является постоянным запоминающим устройством, цельность информации на котором не зависит от наличия энергии. На нем хранятся пользовательские данные, установленные игры и приложения, некоторые сервисные файлы и сама операционная система.

От ОЗУ в числе прочих винчестер отличается объемом хранимой информации. Для современного компьютера оптимальный минимум — от 1 терабайта, меньше может попросту не хватить, особенно если вы любите компьютерные игры.

Физически жесткий диск — довольно нежное устройство. Он очень боится падений и ударов, и при неаккуратном обращении владелец может повредить этот компонент. Возможны произвольные поломки вследствие заводского брака или исчерпания ресурса — падение магнитных головок на диск или отказ электродвигателя привода.

В целом, компонент это сложный, а потому всегда остается вероятность поломки.

Как устроена и работает оперативная память

Этот модуль представляет собой печатную плату небольшого размера, на которой установлены запоминающие микросхемы.

ОЗУ — энергозависимая память, и при выключении компьютера все данные из нее пропадают.

При переходе в спящий режим или гибернацию они переносятся на винчестер, а при повторном включении обратно в ОЗУ.

Оперативка предназначена для хранения временных данных, которые генерируются запущенными приложениями и самой операционной системой. Информация нужна только для последующей обработки и постоянно обновляется.

Сегодня самые ходовые планки по 8 или 16 Гб. Для мощного игрового компьютера достаточно от 16 до 32 Гб ОЗУ.

Так как конструкция такого модуля значительно проще по сравнению с винчестером, он считается надежнее. Здесь нет движущихся частей, поэтому физический износ вследствие трения исключен.

К ударам такая деталь более устойчива, а падения на пол с высоты человеческого роста фактически не боится(но, не рекомендую вообще такие вещи ронять).

Разные у этих компонентов не только конструкция и принципы работы, но и способ подключения. Современный винчестер подключается через порт SATA с помощью специального кабеля. Оперативка монтируется в специально предназначенные для этого слоты на системной плате, которые обычно расположены ряжом с процессором.

Как видите, задачи у этих модулей абсолютно разные, поэтому они не взаимозаменяемые. Единственное исключение — если компьютеру не хватает используемого объема ОЗУ, создается файл подкачки на винчестере.

Это раздел, который страхует оперативную память, записывая данные, которые в ней не поместились.

Так как скорость обмена данными с жестким диском существенно ниже, чем с ОЗУ, то это скорее «костыль», чем полноценная рабочая конфигурация.

Адекватной замены не получится, и вообще без планок ОЗУ на одном файле подкачки компьютер работать не будет. Сам БИОС не даст его включить, выдавая характерные писки об ошибке.

Также советую почитать «Что такое интегрированная видеокарта?». Подписывайтесь на меня в социальных сетях, чтобы вовремя получать уведомления о новых публикациях. До скорой встречи!

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *