FAQ по подсистеме памяти

Существует ли связь между тактовой частотой процессора и временем доступа используемой в компьютере памяти?

Связь, безусловно, существует, но не столько с тактовой частотой процессора, сколько с частотой системной шины. В принципе, тактовая частота и тип процессора практически однозначно (за исключением особо экзотических вариантов разгона) определяют частоту шины, но этот вопрос, видимо, все же выходит за рамки данного FAQ. В приведенной ниже таблице даны времена доступа для памяти с различной организацией цикла, при которых память работает с оптимальной для данной частоты шины временной диаграммой (иными словами, применение памяти с худшим временем доступа замедлит работу подсистемы памяти, а с лучшим - не ускорит). В таблице рассмотрены частоты не ниже 50 МГц и времена доступа не хуже 70 нс, так как и более низкие частоты, и соответствующая им медленная память не представляют сейчас особого практического интереса.

Может ли "разгон" процессора повлиять на работу подсистемы памяти?

"Разгон" процессора, как, впрочем, и замена процессора на более мощный, иными словами, любые действия, связанные с увеличением тактовой частоты процессора, можно условно разделить на две категории. Напомним, что частота процессора (или внутренняя) является произведением частоты системной шины (или внешней), на которой работает и подсистема памяти, на коэффициент умножения частоты. При "разгоне" первого типа (например, Pentium 233MHz до 266MHz), когда изменяется только коэффициент умножения (c 3.5 до 4), а внешняя частота (66MHz) остается прежней, никаких серьезных изменений, а тем более сбоев, в работе подсистемы памяти ожидать не следует (хотя в принципе нагрузка на нее и может несколько возрасти из-за большего числа запросов от процессора). Если такой "разгон" вызовет сбои в работе компьютера, они с подавляющей вероятностью будут объясняться сбоями самого процессора.

"Разгон" же второго типа, когда увеличивается внешняя частота (например, Pentium 266MHz до 300MHz путем увеличения внешней частоты с 66 до 75MHz) чреват для подсистемы памяти разнообразными последствиями, так как вполне может оказаться, что имеющаяся память (например, 60нс EDO) не в состоянии работать при повышенной тактовой частоте. Примерное соответствие между временем доступа памяти и допустимой внешней частотой приводится в предыдущем вопросе, и надо иметь в виду, что при тактовой частоте выше, чем приведена в таблице, соответствующим образом маркированная память работать не обязана (хотя в принципе вполне может и заработать, кроме того не исключено, что достаточно умный BIOS просто добавит waitstate и подсистема опять-таки будет работать, хотя и с более низкой производительностью, что способно съесть весь эффект от разгона). Впрочем, даже если разгон такого рода и вызовет сбои, опять же не очевидно, что они вызваны именно памятью, а не процессором, кэшом или, скажем, шиной PCI.

Невозможно не упомянуть довольно комичную ситуацию со старыми процессорами Pentium, которые выпускались Intel одновременно в 60 и 66MHz разновидностях. Как результат, upgrade, скажем, со 100MHz (1.5x66) до 120MHz (2x60) при визуальном повышении тактовой частоты на 20% имел побочным эффектом понижение частоты памяти на 10%, что на определенного рода задачах могло даже привести к понижению общего быстродействия системы.

Я устанавливаю в свою систему дополнительную память. Какие установки необходимо изменить в BIOS Setup, чтобы она заработала?

Как правило - никаких. Подавляющее большинство компьютеров, а равно и других систем, распознает и конфигурирует установленную дополнительную память совершенно автоматически. Иными словами, если память НЕ заработала, то установки BIOS тут уже не помогут. Единственное исключение - если ваш BIOS позволяет выставлять время доступа либо другие временные параметры вручную и для уже установленной памяти были выставлены предельно высокие (в смысле - быстрые) параметры, то не исключено, что новая память работать столь быстро откажется и нужно "опустить планку" (подозреваю, впрочем, что вы предпочтете поменять память, а не параметры).

К системам, которые действительно требуют некоего ручного вмешательства (хотя обычно и не в Setup), относятся серверы, поддерживающие шину EISA, а также некоторые (обычно достаточно старые) ноутбуки. Такие системы для распознания новой памяти требуют запуска специальной конфигурационной утилиты.

Каким образом установка дополнительной памяти повлияет на быстродействие моей системы?

Парадоксальный ответ заключается в том, что на быстродействие "низкого" уровня (в частности, параметры, тестируемые с помощью программ типа sysinfo), установка дополнительной памяти не должна в большинстве случаев повлиять никак. Означает ли это, что все призывы к установке дополнительной памяти с целью ускорения производительности системы - грубая ложь? Как правило, нет - и вот почему.

Рискнем предположить, что на вашем компьютере установлена многозадачная операционная система типа Windows (хотя нижесказанное справедливо и для альтернативных ОС). Такого рода системы обычно поддерживают так называемую виртуальную память - а именно, объем памяти, доступный приложениям, заметно превышает объем физически установленной оперативной памяти и, очень грубо, является суммой последней и некоторого выделенного операционной системой объема жесткого диска, известного также как swap-файл или файл подкачки. Если суммарный объем памяти, запрошенной различными приложениями, превышает имеющийся (после загрузки самой ОС) объем оперативной памяти, наиболее "старые" (то есть неактивные) приложения и их данные просто перемещаются из оперативной памяти на жесткий диск, освобождая место для новых. Причем происходит это совершенно непрозрачно как для приложений, так и для пользователя. Явным достоинством такого способа является то обстоятельство, что пользователь, имеющий вообще говоря не особо ограниченные возможности запуска различных приложений, способен запустить большое (вернее, требующее много памяти) их количество, не будучи ограниченным сравнительно небольшим объемом оперативной памяти. Разумеется, исчерпать можно и виртуальную память, но это происходит заметно реже.

Обратная сторона медали - относительно низкая по сравнению с DRAM скорость доступа к жесткому диску. Сделанное выше утверждение о "непрозрачности" использования виртуальной памяти верно лишь теоретически. Опытному пользователю хорошо знакомо резкое замедление работы системы, сопровождающееся характерным жужжанием и миганием индикатора жесткого диска, которое может происходить, например, при переключении между активными приложениями - так называемый свопинг. Это и есть моменты, когда система вместо истинной оперативной памяти обращается к swap-файлу. Неприятный и сам по себе, свопинг может превратиться в серьезную проблему в ситуации, когда открыты очень большие (например, графические) файлы, слишком много приложений или просто когда система работает с минимально возможным количеством оперативной памяти - система при этом находится в состоянии практически перманентного свопинга, соответственно, производительность неприлично низкая, а вероятность "падения" программ очень велика.

Главное, что дает в подобных ситуациях расширение оперативной памяти - это избавление от свопинга (и всех связанных с ним неприятностей, из которых главная - замедление работы системы). В ряде ситуаций (например, когда до upgrade памяти едва хватало для загрузки самой системы) ускорение действительно получается, причем сравнимое по масштабом разве что с заменой процессора с 486SX25 на Pentium II. В других случаях (например, когда основное используемое приложение - Adobe Photoshop со 100-мегабайтными картинками) лишние 32MB не будут играть абсолютно никакой роли. В общем случае - если система постоянно свопирует (а тем более - "падает") хотя бы при переключении между обычно загруженными приложениями - дополнительная память должна заметно ускорить ее работу (хотя первым делом следовало бы проверить установки виртуальной памяти и наличие места для swap-файла на жестком диске). В следующем вопросе даны примерные рекомендации по поводу того, сколько памяти требуется для нормальной (без свопинга) работы различных ОС с более-менее стандартным набором офисных приложений.

Все вышесказанное относится и к DOS-программам, использующим оперативную память полностью и осуществляющим подкачку данных с жесткого диска. Заметим еще одно обстоятельство - дополнительная память далеко не всегда устанавливается именно с целью повышения быстродействия системы - целью может быть появление возможности запуска некоторых программ, которым памяти просто не хватало (тех же Windows, к примеру) или (особенно в серверах) для повышения, если можно так выразиться, конфигурации системы (например, объема дискового массива).