ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство) или RAM (Random Access Memory) — два термина, которые означают одно и то же, при этом часто интересуют пользователей различной техники, в том числе сенсорных устройств, то бишь смартфонов. Что же такое ОЗУ или RAM (используется в английском языке)?
ОЗУ или RAM — это один из видов памяти устройства, в данном случае оперативная, в которой хранятся выполняемый машинный код, а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.
Отчасти скорость работы современных устройств, в том числе смартфонов, напрямую зависит от объема оперативной памяти. Получается, что чем больший объем оперативной памяти используется в устройстве, тем выше скорость его работы, но на деле это не всегда применимо, что доказывает iPhone и iOS. Большой объем оперативной памяти необходим при работе с несколькими энергозатратными приложениями.
Объем оперативной памяти может быть различным. Если ранние смартфоны довольствовались 128 Мб и 256 Мб, то на момент написания статьи один из серийных смартфонов обладает аж 10 Гб ОЗУ — больше, чем у многих компьютеров! Объем памяти действительно огромен и насколько он оправдан, каждый решает сам. Но, согласитесь, здорово, когда у тебя в руке находится смартфон, готовый дать фору многим компьютерам по части мощности и скорости работы.
Вы можете узнать как общий объем ОЗУ, так и доступной памяти. В первом случае обратитесь к спецификации своего устройства. Так, в нашем примере общий объем ОЗУ составляет 3 Гб. Доступной, ясное дело, куда меньше, поскольку устройство и программы потребляют ресурсы.
Заходим в настройки.
Открываем раздел «Память».
Здесь видим общий объем памяти 2,7 Гб, объем свободной памяти — 1,9 Гб.
Можно воспользоваться сторонним приложением, например, CPU-Z.
Устанавливаете, открываете вкладку Device и видите объем общей памяти, а также доступной.
Чем больше работает приложений, тем больший объем ОЗУ используется. Не забывайте их закрывать.
Некоторое время назад был показан смартфон, который целиком состоит из заменяемых модулей и пользователь, как задумано, мог бы сам менять те или иные модули, в том числе и модуль RAM (ОЗУ). Но тот смартфон остался концептом.
В обычных смартфонах физически ОЗУ увеличить невозможно, то есть нельзя добавить к уже имеющимся 3 Гб памяти, допустим, еще 3 Гб, как в случае с домашним ПК. Объем физической памяти не изменяется, однако вы можете увеличивать объем доступной памяти, закрывая приложения и оптимизируя устройство.
Типы памяти
ROM
(Read Only Memory), ПЗУ
– это память, который не требует питания для хранения его данных (“нестираемая” память).
В смартфонах это – внутренняя память, где хранится ОС (операционная система).
RAM
(Random Access Memory), ОЗУ
– это память, где хранится информация для текущих запущенных процессов; эти и данные немедленно доступны для процессов. Объём этой памяти показывают Менеджеры задач (Task Managers), сообщая в данный момент о приложениях и доступной для них памяти. Данные, хранящиеся в оперативной памяти (RAM/ОЗУ), требует постоянного питания и пропадают при отключении питания (“стираемая” память).
Internal storage
(“Внутренняя память”)
– часть пространства встроенной flash-памяти, отведенная для устновки приложений (apk-файлов) их баз данных, настроек и других локальных файлов. Все Android-телефоны имеют “Внутреннюю память”. Все Андроид-телефоны могут хранить приложения на “Внутренней памяти”, но не все – на внешней SD-карте.
Android: Виды памяти телефона и их функции
В Android-телефоне есть различные виды внутренней памяти и внешняя память хранения данных.
1. RAM (ОЗУ)
RAM
(ОЗУ) – это память “с произвольным доступом”, то есть т.н. оперативная память, куда программное обеспечение (ПО) записывает и считывает информацию быстро (и без эмуляции). Содержимое оперативной памяти очистится при пропадании питания, например, если телефон выключить. Объём оперативной памяти решает, сколько приложений можно запускать одновременно, или как большой файл может быть загружен в память для работы (просмотр, редактирование и т.д.). Возможна ошибка “Недостаточно памяти”, если память исчерпана и не получается запустить программу. Android 2.2 знает, какие приложения можно убрать из RAM, когда необходимо. До Android 2.2, максимум 256 Мб оперативной памяти поддерживалось.
2. ROM
(ПЗУ)
ROM (ПЗУ) – это память только для чтения (Read-Only Memory). То, что в ней хранится, никогда не может быть изменено (записывается однократно на при изготовлении телефона); и ROM (ПЗУ) хранит данные даже без питания.
В Android-телефоне ROM разбита на несколько разделов. Одна часть для ОС (операционной системы). Раздел ОС защищён, и вы не сможете писать в него без прав root. Root – это получение прав супер-пользователя операционной системы, тогда будет можно читать/писать в разделе ОС, например, заменить образ ОС (что, таким образом, позволяет использовать несколько разных операционных систем).
3. Internal phone storage
(“Внутренняя память телефона”)
Internal phone storage (“Внутренняя память телефона”) – это вторая часть памяти, предназначенная для пользовательских данных, включая загруженные приложения и их сохраненные данные (из RAM). В Android 2.2, она монтируется в /mnt/asec, и в котором – apk-файлы загруженных приложений. Поэтому этот вид памяти называют Internal phone storage (“Ёмкость внутренней памяти телефона”). Этот раздел подобен компьютерному внутреннему HDD (диску “С:” у Windows или “file system” у Ubuntu/Linux). Свободного пространства в Internal phone storage (“Внутренняя память телефона”) становится меньше, когда вы устанавливаете больше приложений. Это место можно проверит так: “Настройки” -> “SD-карта и память телефона” -> “Внутренняя память” (Internal storage). Может наступить момент, когда уже нельзя установить приложения – когда на Internal phone storage (“Внутренняя память телефона”) слишком мало свободного пространства; тогда нужно удалить ненужные программы.
4. MicroSD
/ SDHC
Это единственный тип памяти, которую пользователь может расширить. Он аналогичен внешнему жесткому диску (External HDD) для компьютера. МикроSD монтируется в /etc/SDCARD на телефоне. Эту память можно увидеть в разделе “Настройки” -> “SD-карта и память телефона” -> “SD карта”.
На MicroSD-карте можно хранить любые данные в виде файлов (фильмы, музыку, фотографии и так далее). По сути, можно использовать телефон в качестве т.н. “флэшки”, то есть в качестве микроSD-карты. В Android 2.2 часть установленных приложений можно перенести из “Внутренняя память” (Internal storage) сюда – на SD-карту; следовательно, это экономит драгоценное пространство “Внутренней памяти” (Internal storage). Но не все приложения могут быть перемещены из “Внутренней памяти” на карту памяти SD. Поэтому даже добавление большой SD-карты не поможет, если “Внутренняя память” близка к заполнению.
При желании заменть SD-карту (например, на другую с большей пропускной способностью), не забудьте отключить (“отмонтировать”) текущую SD-карту, прежде чем физически вынимать её: “Настройки” -> “SD-карта и память телефона” -> “SD карта” -> “Отключить SD-Card” (ведь Android основан на Linux-е). Вставленная новая SD-карта будет автоматически установлена (“примонтирована”).
RAM (Random Access Memory) - оперативная память устройств с произвольным доступом. Память какого-либо устройства, в нашем случае мобильного телефона, это одна или несколько микросхем, которые выполнены по специальным технологиям с особыми требованиями. Такие микросхемы предназначены для временного или постоянного хранения информации, а также данных во время выполнения программных процессов. То есть, запущенные программы и сопутствующая им информация хранится памятью RAM.
Существуют две категории микросхем - RAM и ROM. Основное отличие RAM от ROM - высокая скорость работы, а также отсутствие способности хранить данные при отключенном питании. Устройства с маленькой оперативной памятью способны запустить немного программ, а это значит, что чем больше памяти, тем больше программ можно одновременно запустить. RAM характеризуется объемом в мегабайтах.
Оперативная память существует у многих устройств - телефонов, смартфонов, ноутбуков, навигаторов. Каждое устройство требует нужное себе количество мегабайтов памяти, поскольку назначение и количество задач у них разное. Как правило, оперативной памяти в 128 Мб для мобильных телефонов вполне хватает. Основные задачи одновременно вполне могут вместиться в данный размер RAM. Чтение книг, прослушивание музыки, просмотр видеоклипов, а также работа в Интернете - все это входит в основные задачи. Если же вы планируете использовать смартфон для навигатора, а также для одновременной работы специальных приложений, то оперативная память должна быть в два или даже три раза больше.
Оперативная память является одной из важнейших составляющих успешной работы системы. Приобретая мобильный телефон, внимательно ознакомьтесь с характеристиками RAM. Параметр памяти особо на влияет на смартфоны с платформой Symbian. Если для работы вам нужно устройство с большим объемом памяти, то для Symbian она практически не имеет значения.
Все компьютеры требуют где-то хранить информацию, которую они обрабатывают. Такое хранилище информации обычно организовывается на двух уровнях: основная память (состоящая из полупроводниковой памяти RAM и ROM) и массовая память (обычно реализуемая с помощью магнитных и оптических дисков разных типов). Память ROM является энергонезависимой и применяется для хранения программ и данных, которые должны сохраняться мри отключенном питании компьютера. Память RAM удерживает информацию только до тех пор, пока на нее подается питание. Любое, самое короткое прерывание питания вызовет потерю содержимого RAM. Такая память называется энергозависимой (volatile). С другой стороны, память ROM является энергонезависимой и продолжает удерживать информацию, даже когда на нее не подается питание.
В зависимости от их внутренней архитектуры полупроводниковые устройства памяти RAM и ROM могут хранить разные объемы данных. Базовой единицей измерения объема полупроводниковой памяти является байт, который состоит из восьми битов информации. Бит (от англ. bit, binary digit - двоичная цифра) - это наименьшая единица информации, которая может быть представлена в цифровой системе.
В большей части архитектуры ПК информация обрабатывается в той или иной кратности байтов, называемой словом. Например, 64-разрядный процессор обрабатывает информацию во фрагментах по 8 байт. Это число и называется словом процессора. Размер слова разных устройств ПК не всегда совпадает. Например, размер слова процессора может быть 8 байт (64 бита), устройства памяти - 4 байта (32 бита), а шины (канала связи между устройствами системы)- 1 байт (8 бит). В случаях, когда требуется выполнить обмен данными между устройствами с разными размерами слова, большее слово нужно разбить на слова размера, применяемого в устройстве с меньшим размером слова, и переслать его за несколько раз.
Память RAM для системных плат на основе процессоров Pentium поставляется в виде модулей DIMM (Dual Inline Memory Module, модуль памяти с двухрядным расположением выводов). Эти модули состоят из микросхем памяти, смонтированных на обеих сторонах небольшой печатной платы, которая вставляется в специальные разъемы с защелкивающимися фиксаторами на системной плате. Когда модуль DIMM вставляется до упора в разъем, фиксаторы на обоих концах разъема автоматически защелкиваются и удерживают модуль памяти в разъеме. Чтобы модуль нельзя было вставить в разъем наоборот, на разъеме модуля имеются пазы, а в разъеме платы - соответствующие перемычки. Типичный модуль DIMM показан на рис. 1.12.
Рис. 1.12. Модуль памяти DIMM
Объем информации, вмещающейся в модули DIMM, типично указывается в мегабайтах (Мбайт) или гигабайтах (Гбайт). Типичный модуль памяти может хранить от 256 Мбайт до 1 Гбайт информации. Но по мере развития технологий производства памяти эти объемы продолжают увеличиваться.
Геометрия модуля памяти указывается в формате XÍY, где X означает размер слова в битах, а Y- количество слов. Так, модуль памяти объемом в 512 Мбайт, предназначенный для работы с 64-разрядным микропроцессором, будет рассчитан поставлять данные в 8-байтовых словах (64 бита Í 8 млн слов).
ПК обычно продаются, оснащенные не полным объемом RAM. Это позволяет пользователю дешевле приобрести компьютер, который будет удовлетворять его текущим требованиям, но предоставляет возможность установить дополнительную RAM, если это потребуется в будущем.
Каждая системная плата содержит ROM, в которой хранится программа системы базового ввода/вывода BIOS. Программа BIOS содержит инструкции для основных видов взаимодействия между микропроцессором и различными устройствами ввода/вывода системы. До недавних пор информацию в чипах ROM изменить было нельзя и для самого незначительного обновления программы BIOS необходимо было менять ROM.
Достижения в технологии производства памяти EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read Only Memory, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, ЭСППЗУ) позволили выпускать память ROM, называющуюся флэш-памятью (от англ. flash memory; процесс записи новой информации в такую память называется flashing), содержимое которой можно обновлять. Новую информацию в ИС ROM можно загрузить с диска обновлений или по сети с другого компьютера. Количество обновлений, которые можно записывать во флэш-память, неограниченно. В отличие от ИС RAM, содержимое флэш ROM не исчезает при отключении питания. В любом случае новая программа BIOS должна быть самой последней версии, а также совместимой с системной платой, для которой выполняется обновление.
Используется для хранения массива неизменяемых данных. В английской терминологии Read Only Memory - это память, работающая только на считывание. Информация, находящаяся в такой памяти, заранее закладывается при ее изготовлении («зашивается») и при отключении питания не разрушается.
Постоянные запоминающие устройства стали находить применение в технике задолго до появления ЭВМ и электронных приборов. В частности, одним из первых типов ПЗУ был кулачковый валик, применявшийся в шарманках, музыкальных шкатулках, часах с боем.
С развитием электронной техники и ЭВМ возникла необходимость в быстродействующих ПЗУ. В эпоху вакуумной электроники находили применение ПЗУ на основе потенциалоскопов, моноскопов, лучевых ламп. В ЭВМ на базе транзисторов в качестве ПЗУ небольшой ёмкости широко использовались штепсельные матрицы. При необходимости хранения больших объёмов данных (для ЭВМ первых поколений - несколько десятков килобайт) применялись ПЗУ на базе ферритовых колец (не следует путать их с похожими типами ОЗУ).
Именно от этих типов ПЗУ и берёт своё начало термин «прошивка» - логическое состояние ячейки задавалось направлением навивки провода, охватывающего кольцо. Поскольку тонкий провод требовалось протягивать через цепочку ферритовых колец для выполнения этой операции применялись металлические иглы, аналогичные швейным. Да и сама операция наполнения ПЗУ информацией напоминала процесс шитья.
Упрощенная структура ПЗУ
По своему функциональному назначению запоминающие устройства можно разделить на классы:
Запоминающие устройства, входящие в состав основной памяти, составляют важнейший модуль любого компьютера, в них хранятся программы и данные, обрабатываемые центральным процессором. В составе основной памяти выделим оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
В постоянной памяти хранятся программы, обеспечивающие работу технического устройства (телевизор, сотовый телефон, различные контроллеры и компьютеры) после его включения в сеть (Basic Input Output System, BIOS) или OpenBoot на машинах SPARC . Здесь же хранятся данные, которые не изменяются в процессе эксплуатации. Постоянная память используется только в режиме чтения информации. Система BIOS связана с аббревиатурой CMOS. Это название дано постоянной перепрограммируемой памяти по лежащей в основе ее изготовления технологии CMOS - Complementary Metal-Oxide-Semiconductor . В системе BIOS имеется программа Setup, которая может изменять содержимое CMOS памяти в зависимости от конфигурации компьютера. В микросхеме CMOS реализованы также часы реального времени RTS (Rial Time Clock). Они работают и при выключенном из сети компьютере от специальной батарейки. Часы позволяют следить за текущим временем, пользователь компьютера всегда может узнать время, число, месяц, год, воспользоваться программами, которые ограничат время использования компьютера для игр детьми. Компьютер может напомнить его хозяину о необходимости предпринять заранее запланированные на определенное время действия, включить в определенное время электронную технику, или выключить ее и т.д.
BootROM - прошивка, такая, что если её записать в подходящую микросхему ПЗУ, установленную в сетевой карте, то становится возможна загрузка операционной системы на компьютер с удалённого узла локальной сети. Для встроенных в ЭВМ сетевых плат BootROM можно активировать через BIOS. ПЗУ в IBM PC-совместимых ЭВМ располагается в адресном пространстве с F600:0000 по FD00:0FFF.
Часто используется английский термин ROM (Read-Only Memory). Но в английской терминологии термин применяют в более широком смысле - как ПЗУ, т.е. ROM можно переписать. В этом смысле ROM можно классифицировать следующим образом:
микросхема ПЗУ; один из внутренних ресурсов однокристальной микро ЭВМ (микроконтроллера), как правило, FlashROM;
ROM - (англ. read-only memory, постоянное запоминающее устройство) - масочное ПЗУ, изготавливаемое фабричным методом. Данный вид памяти называется Mask-ROM (Масочные ПЗУ). Память устроена в виде адресуемого массива ячеек (матрицы), каждая ячейка которого может кодировать единицу информации. Данные на ROM записывались во время производства путём нанесения по маске (отсюда и название) алюминиевых соединительных дорожек литографическим способом. Наличие или отсутствие в соответствующем месте такой дорожки кодировало "0" или "1". Mask-ROM отличается сложностью модификации содержимого (только путем изготовления новых микросхем), а также длительностью производственного цикла (4-8 недель). Поэтому, а также в связи с тем, что современное программное обеспечение зачастую имеет много недоработок и часто требует обновления, данный тип памяти не получил широкого распространения.
Преимущества:
Недостатки:
PROM - (англ. programmable read-only memory, программируемое ПЗУ (ППЗУ)) - ПЗУ, однократно «прошиваемое» пользователем. В качестве ячеек памяти в данном типе памяти использовались плавкие перемычки. В отличие от Mask-ROM, в PROM появилась возможность кодировать ("пережигать") ячейки при наличии специального устройства для записи (программатора). Программирование ячейки в PROM осуществляется разрушением ("прожигом") плавкой перемычки путём подачи тока высокого напряжения. Возможность самостоятельной записи информации в них сделало их пригодными для штучного и мелкосерийного производства. PROM практически полностью вышел из употребления в конце 80-х годов.
Преимущества:
Недостатки:
Микросхема EPROM AMD AM2716, выпущенная в 1979 году
EPROM - (англ. erasable programmable read-only memory, перепрограммируемое/репрограммируемое ПЗУ (ПППЗУ/РПЗУ)). Различные источники по-разному расшифровывают аббревиатуру EPROM - как Erasable Programmable ROM или как Electrically Programmable ROM (стираемые программируемые ПЗУ или электрически программируемые ПЗУ). В EPROM перед записью необходимо произвести стирание (соответственно появилась возможность перезаписывать содержимое памяти). Стирание ячеек EPROM выполняется сразу для всей микросхемы посредством облучения чипа ультрафиолетовыми (UV-EPROM) или рентгеновскими лучами в течение нескольких минут. Микросхемы, стирание которых производится путем засвечивания ультрафиолетом, были разработаны Intel в 1971 году, и носят название UV-EPROM (приставка UV (Ultraviolet) - ультрафиолет). Они содержат окошки из кварцевого стекла, которые по окончании процесса стирания заклеивают.
EPROM от Intel была основана на МОП-транзисторах с лавинной инжекцией заряда (FAMOS - Floating Gate Avalanche injection Metal Oxide Semiconductor, русский эквивалент - ЛИЗМОП). В первом приближении такой транзистор представляет собой конденсатор с очень малой утечкой заряда. Позднее, в 1973 году, компания Toshiba разработала ячейки на основе SAMOS (Stacked gate Avalanche injection MOS, по другой версии - Silicon and Aluminum MOS) для EPROM памяти, а в 1977 году Intel разработала свой вариант SAMOS.
В EPROM стирание приводит все биты стираемой области в одно состояние (обычно во все единицы, реже - во все нули). Запись на EPROM, как и в PROM, также осуществляется на программаторах (однако отличающихся от программаторов для PROM). В настоящее время EPROM практически полностью вытеснена с рынка EEPROM и Flash.
Достоинство: Возможность перезаписывать содержимое микросхемы
Недостатки:
EEPROM - (англ. electrically erasable programmable read-only memory, электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ) - электрически стираемые ППЗУ были разработаны в 1979 году в той же Intel. В 1983 году вышел первый 16Кбит образец, изготовленный на основе FLOTOX-транзисторов (Floating Gate Tunnel-OXide - "плавающий" затвор с туннелированием в окисле).
Главной отличительной особенностью EEPROM (в т.ч. Flash) от ранее рассмотренных нами типов энергонезависимой памяти является возможность перепрограммирования при подключении к стандартной системной шине микропроцессорного устройства. В EEPROM появилась возможность производить стирание отдельной ячейки при помощи электрического тока. Для EEPROM стирание каждой ячейки выполняется автоматически при записи в нее новой информации, т.е. можно изменить данные в любой ячейке, не затрагивая остальные. Процедура стирания обычно существенно длительнее процедуры записи.
Преимущества: (по сравнению с EPROM)
Недостатки:
Одной из разновидностей EEPROM является флеш-память (англ. flash memory) - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти.