Что делает оперативная память в компьютере и как она влияет на различные рабочие нагрузки, которые вы будете выполнять на своем ПК?
Сегодня я отвечу на эти и другие вопросы, и к концу этой статьи у вас должно быть чёткое представление о том, что такое оперативная память и что она на самом деле делает.
Я также рассмотрю некоторые другие вопросы, связанные с ОЗУ, в том числе о том, что делает ОЗУ DDR5 и чем отличается VRAM от ОЗУ.
Хватит вступлений, давайте перейдём к сути:
Что такое ОЗУ
Оперативная память, или память с произвольным доступом, является основной формой памяти, используемой компьютерами и интеллектуальными устройствами.
Назначение оперативной памяти состоит в том, чтобы хранить всё, что выполняется процессором, в активном высокоскоростном хранилище.
Чем ближе память к ядру процессора, тем она быстрее. Оперативная память настолько тесно связана с ЦП и тем, что она делает, что она всегда находится в непосредственной близости от ЦП на материнской плате, чтобы обеспечить быструю связь между ними.
По сравнению с накопителями, такими как HDD и SSD (которые иногда также несколько обманчиво называют «памятью»), оперативная память – это динамическая и активная память вашего ПК.
Хранилище иногда называют «статической памятью» в этом контексте, поскольку оно только периодически считывается и записывается, а не активно используется ЦП, и меньше зависит от подачи энергии.
В контексте современных настольных ПК и ноутбуков оперативная память поставляется в двух наиболее популярных формах «DIMM» и «SO-DIMM».
SO-DIMM – это уменьшенная версия для ноутбуков, а основной DIMM (Dual In-Line Memory Module) – это форм-фактор, используемый в различных поколениях оперативной памяти DDR и используемый в настольных ПК.
ОЗУ DDR, также называемое ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных, относится к оперативной памяти с возможностью удвоения эффективной скорости передачи данных в сочетании с идентичным модулем ОЗУ, работающим на той же частоте.
Объявленная частота будет соответствовать этой удвоенной скорости передачи данных, но реальная частота остаётся равной половине этого числа, работающего на каждой планке.
Что делает оперативная память в компьютере
Думайте о RAM как о столешнице для приготовления пищи, а о вашем хранилище – как о кладовой.
Всё, что делает ваш компьютер, будет взято из этой кладовой (хранилища), но его нужно разместить ближе к тому месту, где происходит действие / приготовление пищи (столешница), чтобы вам не приходилось бегать по кухне каждый раз, когда вам нужен ещё один ингредиент.
Это ускоряет всё. Но, как и на большинстве кухонь, в вашей кладовой будет гораздо больше места для хранения, чем на столешнице, хранилище вашего ПК будет намного больше, чем оперативная память.
ЦП и ОЗУ являются неотъемлемой частью функционирования всего, что вы делаете на своём ПК, но часто влияние ОЗУ выглядит минимальным на поверхностном уровне, особенно при повышении таких характеристик, как скорость ОЗУ и задержка ОЗУ.
Ниже я собираюсь углубиться в объём ОЗУ (основная высокоэффективная спецификация ОЗУ), прежде чем углубиться в то, как ОЗУ и её различные характеристики могут влиять на различные рабочие нагрузки. Это демистифицирует то, что на самом деле делает оперативная память на вашем компьютере, но влияние будет меняться в зависимости от вашей рабочей нагрузки.
Что даёт добавление оперативной памяти
Если у вас возникают проблемы с производительностью ОЗУ, скорее всего, вы имеете дело с узким местом в объёме ОЗУ.
Проблема с производительностью, возникающая в каждом приложении из-за нехватки места в оперативной памяти, заставляет полагаться на файл подкачки для управления памятью.
Поскольку накопители, даже скоростные твердотельные накопители, намного медленнее, чем оперативная память, принудительное использование файлов подкачки для управления памятью приведёт к значительному снижению производительности.
Чтобы избежать этой проблемы, лучший обходной путь – просто добавить больше оперативной памяти.
Вот почему обновление оперативной памяти всегда является одной из первых рекомендаций, когда речь заходит об обновлении: это не только доступно каждому, но и многие проблемы с производительностью, возникающие из-за интенсивной многозадачности, могут быть устранены путём простого отказа от принудительного использования файла подкачки.
Если вы не уверены, сколько ОЗУ вам нужно для данной рабочей нагрузки, не волнуйтесь: я дам несколько полезных советов по объёму ОЗУ для каждой рабочей нагрузки в дальнейшем в этой статье.
На данный момент основное понимание того, чем полезно добавления дополнительной оперативной памяти, таково:
- Добавление дополнительной оперативной памяти предотвратит проблемы с производительностью, связанные с нехваткой оперативной памяти. Иное означает, что приходится полагаться на файл подкачки на диске, что приводит к замедлению работы даже для относительно лёгких приложений, таких как веб-браузеры.
- Добавление дополнительной оперативной памяти предотвратит прямые сбои, связанные с нехваткой оперативной памяти. В целом это маловероятно, но может произойти в некоторых ресурсоёмких приложениях, особенно в программах для редактирования или рендеринга, которые не могут эффективно использовать файл подкачки. Иногда нехватка памяти также может вызвать сбой на уровне операционной системы в виде синего экрана (BSOD).
Что делает RAM для редактирования видео
Когда дело доходит до редактирования видео, оперативная память используется для хранения активных файлов проекта, отснятого материала и кэшированных таймлайнов и эффектов. Наличие быстрой и в достаточном объёме оперативной памяти обеспечивает более плавное редактирование видео и более быстрое время рендеринга.
Чем больше файлов вашего проекта может храниться в активной памяти ПК, тем более плавной будет ваша работа.
Даже если у вас есть высокоскоростной SSD (который определенно поможет компенсировать нехватку ОЗУ в больших проектах), ОЗУ по-прежнему остаётся более быстрым кэшем, данные из которого можно считывать в режиме реального времени.
Итак, оперативная память – это довольно важная проблема для редактирования видео!
Возможно, это не сильно повлияет на окончательное время рендеринга (которое, в значительной степени, зависит от CPU, а также GPU, если вы используете ускорение GPU), но наличие достаточного объёма ОЗУ для ваших видеофайлов сделает работу с видео более плавной.
Наличие SSD-накопителя в качестве места для резервной копии вместо HDD также поможет обеспечить бесперебойную работу.
Редактирование видео требует большой емкости оперативной памяти с малой задержкой для более плавного рабочего процесса и опыта редактирования. Конкретная емкость, которую вы, возможно, ищете, будет зависеть от качества видеофайлов, с которыми вы работаете, и масштаба вашего видеопроекта.
В качестве общего базового уровня я рекомендую начать с 16 ГБ для редактирования отснятого материала 1080p или 1440p и увеличить до 32 ГБ и выше, когда вы начинаете редактировать 4K или работать с гораздо большими видеопроектами (20+ минут).
Что даёт ОЗУ для игр
На самом деле, игры – это одна из тех задач, которые могут заставить ОЗУ пройти через все испытания – не только по емкости, но также по скорости и задержке.
Конечно, степень, в которой игры могут использовать вашу оперативную память или такие компоненты, как ваш процессор или графический процессор, будет зависеть от движка и масштаба конкретной игры, но здесь всё же можно применить общую мудрость.
Прежде всего, объём оперативной памяти имеет большое значение для игр, особенно для современных игр с большими открытыми мирами.
Очевидно, что ваша видеокарта и её видеопамять также играют большую роль в подобных вещах (подробнее об этом в дополнительных вопросах), но процессор и оперативная память будут усердно работать в любой игре, управляя логическими вычислениями.
Малоизвестный факт об игровой производительности на ПК заключается в том, что процессор всегда будет определять максимально возможную частоту кадров в игре, независимо от производительности видеокарты или изменений графических настроек/разрешения .
Хотя эти другие элементы, безусловно, могут уменьшить или улучшить частоту кадров, ваш процессор является «мозгом» операции, необходимой для передачи игровых вычислений и данных на графический процессор, прежде чем видеокарта сможет что-либо отобразить на мониторе.
Вот почему для достижения высокой частоты обновления в интенсивных современных играх необходимы высокопроизводительные процессоры.
Оперативная память также влияет на это. Помимо потребности в большей емкости для современных игр (к счастью, 8-16 ГБ ОЗУ должно хватить практически для любой игры), на игровую производительность влияют, казалось бы, второстепенные факторы, такие как скорость ОЗУ и задержка ОЗУ.
Влияние этих факторов не так просто отследить, особенно в старых играх, в которых не используются преимущества быстрой оперативной памяти, но оно всё же существенно.
Самое большое преимущество, которое вы увидите во всех играх от повышения скорости оперативной памяти, – это увеличение минимальной частоты кадров.
Дайте современному игровому движку достаточно интенсивную сцену (особенно с большим количеством активных игроков/сущностей), и он будет пропускать кадры, пытаясь не отставать от всего этого, даже если у вас мощный графический процессор.
Более быстрая оперативная память не устранит эти пропущенные кадры, но уменьшит их серьёзность потерь.
Например, оцените разницу между падением до 40 кадров в секунду с устойчивых 100 кадров в секунду и падением до 60 или 70 кадров в секунду. Чем больше подобных провалов будет устранено, тем лучше будет согласованность времени кадра и воспринимаемая плавность опыта.
В зависимости от игрового движка повышение скорости оперативной памяти и снижение задержки может также привести к повышению средней частоты кадров в игре.
Для некоторых игр это может означать увеличение среднего количества кадров, примерно, на 20%… но для других разница может быть минимальной, если она вообще существует.
Что ОЗУ даёт для потоковой трансляции
Для прямых трансляций оперативная память очень важна.
Поскольку вы транслируете отснятый материал в Интернет в режиме реального времени, ваш процессор и оперативная память будут нести основную ответственность за управление этим отснятым материалом.
Графический процессор, если его кодировщик используется для потоковой трансляции в реальном времени, также может страдать от этого процесса, но, как правило, требования к ЦП и ОЗУ будут самыми высокими.
Что вам нужно знать?
Во-первых, важно уточнить, какие у вас настройки потоковой трансляции. Если вы транслируете отснятый материал не в режиме реального времени (т.е. с камеры или предварительно записанное видео), вы можете довольно легко обойтись 8 ГБ приличной оперативной памяти.
Однако, если вы похожи на большинство стримеров Twitch, а также транслируете игры, 8 ГБ ОЗУ будет достаточно только для дополнительного ПК. То есть вторичного ПК, на который транслируются кадры с первого ПК, полностью ориентированного на игры.
Если вы запускаете потоковую трансляцию и играете на одном и том же ПК, я считаю, что базовые требования к ОЗУ начинаются с 16 ГБ (для более лёгких / киберспортивных игр), но стремитесь к 32 ГБ и выше для интенсивных современных игр, которые имеют более высокие требования к объёму ОЗУ.
Хотя скорость оперативной памяти и задержка вряд ли окажут прямое влияние на эту конкретную рабочую нагрузку, их всё же очень важно учитывать, если вы играете на том же ПК.
Что даёт RAM для рендеринга, САПР и тяжелых нагрузок
Оптимальный объём оперативной память, необходимая для действительно ресурсоемких профессиональных задач, таких как 3D-моделирование, скульптура, анимация, текстурирование или САПР, может варьироваться от 32 до 64 ГБ. Если мы добавим композитинг (например, AE, Nuke, Fusion) в микс, вы можете даже удвоить это количество.
Это связано с тем, что эти рабочие нагрузки, кроме того, что им требуется много необработанного пространства в памяти для файлов проекта и ресурсов, также требуют множества сложных вычислений, которыми ваш ЦП должен управлять как можно быстрее.
Для чего-то столь же интенсивного, как высокоточное моделирование жидкости или многослойный 32-битный композитинг After Effects, требования к ОЗУ настолько велики, что 64 ГБ ОЗУ становятся минимальным требованием для приемлемой производительности.
Если вы выполняете действительно сложную работу, для которой требуется высокопроизводительный ЦП, настоятельно рекомендуется 32-64 ГБ ОЗУ для ускорения этих рабочих нагрузок с минимальными узкими местами.
Разумеется, на вашу производительность в этих рабочих нагрузках могут повлиять и другие факторы – помимо ОЗУ и ЦП, высокопроизводительные рабочие нагрузки, поддерживающие ускорение GPU (включая несколько GPU), также будут зависеть от мощности графических процессоров с большим количеством избыточной видеопамяти.
Когда дело доходит до индивидуального использования ПК, 64 ГБ оперативной памяти – это то место, где начинают иссякать идеи осмысленного использования такого объёма.
Тем не менее, вы все равно можете предпочесть больший объём оперативной памяти при использовании серверных или HEDT-процессоров (Intel Extreme, AMD Threadripper Pro). Особенно для сервера требуется много дополнительной оперативной памяти для управления большими объёмами данных, которые одновременно передаются через разные соединения.
Часто задаваемые вопросы о RAM
Что даёт оперативная память DDR5?
Если вы прочитали эту статью, вам может быть интересно, где сравнение оперативной памяти DDR3, DDR4 и DDR5.
В начале я упомянул ОЗУ с двойной скоростью передачи данных в качестве концепции, я не говорил о различных поколениях ОЗУ DDR.
Хотя их базовая функциональность одинакова, в каждом поколении наблюдается значительное увеличение как частоты DRAM, так и скорости передачи данных.
На данный момент DDR5 – это просто более быстрая версия DDR4.
Цены даже начинают опускаться ближе к уровням DDR4, хотя ранние модули DDR5 производятся с гораздо более высокими задержками, чем модули DDR4.
Недостаточно, чтобы сделать их хуже, чем DDR4 в большинстве сценариев, но достаточно, чтобы я был уверен, что по мере улучшения задержки DDR5 улучшения производительности DDR5 также будут масштабироваться в этих чувствительных к задержкам рабочих нагрузках.
Что даст двухканальная оперативная память?
Двухканальная оперативная память позволяет оперативной памяти DDR выполнять заявленную функцию… двойной скорости передачи данных. В частности, это «удвоение» выполняется на основе совпадения мегагерц и мегатрансферов одной планки RAM.
Когда добавляется дополнительная планка RAM, это позволяет обеим планкам RAM работать в двухканальной конфигурации, что на самом деле не увеличивает количество мегагерц, несмотря на маркетинговые заявления, но удваивает скорость скорость передачи данных.
В зависимости от рабочей нагрузки, включение двухканальной оперативной памяти приведёт либо к умеренному улучшению производительности, либо к достаточно незначительному, которое может быть даже незаметным.
Как убедиться, что оперативная память работает на полной скорости?
Чтобы максимизировать скорость оперативной памяти, убедитесь, что вы работаете в двухканальной или четырехканальной конфигурации.
Кроме того, вам нужно будет свериться со своим XMP (профилем памяти Xtreme) или эквивалентными настройками в BIOS, чтобы разблокировать заявленные скорости вашего комплекта оперативной памяти.
Когда дело доходит до скорости ОЗУ, по умолчанию модули ОЗУ будут ограничены для работы на минимальном стандарте этого поколения. Чтобы достичь более высоких цифр, заявленных на коробке, вам необходимо включить встроенные профили XMP, хранящиеся внутри этой оперативной памяти, и единственный способ сделать это – включить его в BIOS.
Вы также можете вручную настроить частоту ОЗУ, тайминги и напряжения, но XMP является гораздо более доступным решением и рекомендуется в большинстве сценариев.
Чем VRAM отличается от RAM?
Наконец, поговорим о том, чем отличается VRAM от RAM.
Я упоминал об этом несколько раз в этой статье, и определенно существует много пересечений между тем, как VRAM и RAM используются вашим ПК.
В мире игровых консолей текущего поколения VRAM фактически используется как RAM, но это не сработает в среде ПК. Подобные настройки возможны только на стандартном оборудовании и операционных системах, таких как те, которые предлагаются PS5 или Xbox Series X.
VRAM расшифровывается как «Video RAM», и это именно то, на что это похоже. Это оперативная память, но она используется исключительно графическим процессором.
В дискретных видеокартах эта видеопамять подключается непосредственно к плате видеокарты.
VRAM также имеет другие стандарты и форм-факторы, чем стандартная оперативная память для настольных ПК, а именно GDDR и HBM.
С интегрированными в ЦП графическими процессорами стандартная оперативная память может быть выделена для использования в качестве видеопамяти. Однако, специализированная видеопамять быстрее, чем оперативная память настольного компьютера, используемая в качестве видеопамяти.
