Память и накопители — типы и иерархия

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Всем

В первой главе мы разделили ОЗУ и диск метафорой «стол» и «шкаф». Здесь — та же картина, но точнее: какие бывают типы памяти (Memory) и накопители (Storage), как они связаны с процессором и почему в спецификациях встречаются SRAM, DRAM, DDR5, ROM и BIOS.

---

Два больших семейства

Семейство	Английский термин	Суть	После отключения питания
Память	Memory	Быстрый доступ для CPU «здесь и сейчас»	Обычно данные теряются (кроме спецтипов вроде ROM)
Накопители	Storage	Долговременное хранение файлов и системы	Данные сохраняются

RAM (Random Access Memory) — оперативная память: процессор и ОС держат в ней открытые программы, стек, буферы. ROM (Read-Only Memory) — постоянная память с заранее записанными инструкциями: прошивка материнской платы, микрокод, настройки загрузки.

Накопители (HDD, SSD, флешка, SD-карта) медленнее RAM, зато годятся для архива документов, игр и установки ОС.

---

RAM — оперативная, энергозависимая

RAM в бытовых ПК — это модули в слотах на материнской плате. Пока компьютер включён, сюда попадают код запущенных программ и рабочие данные. Выключили питание — содержимое ОЗУ исчезает (если не используется гибернация или снимок на диск).

Внутри семейства RAM различают технологии по скорости и цене.

SRAM — самая быстрая

SRAM (Static RAM) хранит бит в триггере, без постоянной «подзарядки» ячейки. Она быстрее DRAM, но дороже и занимает больше места на кристалле. Поэтому SRAM делают кэш процессора (L1, L2, L3) и сверхбыстрые буферы внутри чипов. Объём кэша измеряют мегабайтами, а не гигабайтами.

DRAM — основа системной ОЗУ

DRAM (Dynamic RAM) — динамическая память: заряд в ячейке со временем утечёт, и контроллер периодически выполняет регенерацию. Зато DRAM дешевле и плотнее — из неё собирают те самые планки 8 / 16 / 32 ГБ, которые указывают в характеристиках ноутбука.

Современные модули ОЗУ — это DRAM с интерфейсом синхронизации и удвоенной скоростью передачи по шине.

Термин	Где встречается	Заметка
SDRAM	Исторические и учебные схемы	Синхронная DRAM — такт шины совпадает с контроллером
DDR SDRAM	Планки DDR4, DDR5 в ПК	Double Data Rate — два передачи данных за такт; поколения DDR3 → DDR4 → DDR5 отличаются скоростью и напряжением
GDDR	Видеокарта	Graphics DDR — вариант для GPU; больше полосы пропускания под текстуры и кадры

В магазине вы видите «DDR5-6000 32 ГБ» — это DRAM в корпусе DIMM с контроллером DDR5, а не отдельный «вид памяти» вместо RAM.

Кэш CPU

Иерархия скорости: регистры → L1/L2/L3 (SRAM) → RAM (DRAM) → SSD/HDD. Чем ближе к процессору, тем меньше объём и выше цена за мегабайт. Подробнее про кэш — в главе про ЭВМ и аппаратное обеспечение.

---

ROM — постоянные инструкции

ROM (Read-Only Memory) изначально означала память, которую нельзя переписать обычной программой. Сегодня чаще говорят о прошивке (firmware) — микропрограммах, которые остаются при выключении.

Пример	Роль
BIOS / UEFI	Первый код при включении: проверка железа (POST), выбор диска загрузки
Прошивка SSD, сетевой карты, принтера	Низкоуровневая логика устройства
EEPROM	Перезаписываемая энергонезависимая память (настройки, серийные данные)

Пользовательский файл на диске C: к ROM не относится. ROM — служебный слой «как машина включается и общается с железом», а не папка с документами.

При обновлении BIOS производитель переписывает чип на материнской плате специальной утилитой. Ошибка на этом этапе опасна — поэтому обновляют прошивку только при необходимости.

---

Storage — накопители

Storage (хранилище) — устройства долговременного хранения. Сюда попадают установленная Windows, фотографии, игры, резервные копии.

Тип	Технология	Типичное применение
HDD	Магнитные пластины, механика	Большой объём за меньшие деньги, архив, медиатека
SSD	Флэш-память NAND	Системный диск, игры, быстрый отклик
USB-накопитель	Флэш в корпусе	Перенос файлов, загрузочная флешка
SD-карта	Флэш в карточке	Камера, одноплатник, расширение памяти в ноутбуке

SSD и USB внутри тоже используют флэш (неволатильную память), но по роли в системе это накопители, а не «оперативка». Путаница часто возникает из‑за слова «память» в рекламе телефона («128 ГБ памяти») — в спецификации это встроенный storage, а «8 ГБ RAM» — отдельная быстрая ОЗУ.

Разделы диска, MBR/GPT, NVMe — в главе про накопители. Полная «лестница» от кэша до облака — в Современные системы хранения данных.

---

Как это выглядит при работе программы

1. Запуск. UEFI/BIOS (ROM) инициализирует железо и передаёт управление загрузчику с SSD.
2. Загрузка ОС. Файлы ядра и драйверов читаются с накопителя и копируются в RAM.
3. Работа. CPU берёт инструкции из RAM; горячие данные дублируются в кэш (SRAM).
4. Сохранение. Нажали «Сохранить» — данные из RAM записываются на SSD/HDD.
5. Выключение. RAM очищается; на диске остаётся то, что успели сохранить.

Сообщение «не хватает памяти» в Windows обычно про RAM, а «мало места на диске C:» — про storage. Это разные узкие места и разные способы лечения (добавить планку ОЗУ или освободить/расширить диск).

---

Шпаргалка для чтения характеристик

В спецификации	Семейство	Вопрос, который решает
16 ГБ DDR5	RAM (DRAM)	Сколько программ и вкладок тянет одновременно
1 ТБ NVMe SSD	Storage	Сколько файлов и игр поместится, как быстро грузится ОС
12 МБ L3 cache	SRAM (в CPU)	Насколько хорошо процессор «помнит» недавние данные
32 МБ GDDR6	RAM видеокарты	Объём текстур и кадров для GPU
UEFI BIOS	ROM / прошивка	Как плата стартует и откуда грузится система

---

Куда читать дальше

• Принцип работы компьютера — ввод в раздел.
• Компоненты железа — слоты RAM, PCIe, материнская плата.
• Устройства хранения — разделы, HDD/SSD, облако.
• Аппаратное обеспечение — CPU, RAM, накопители в одной статье.
• Глоссарий: RAM, DRAM, SRAM, ROM, SSD.