Максимальный объём оперативной памяти в Windows. Оперативная память в смартфоне: что даёт и сколько её нужно
На сегодняшний день стоит наиболее остро. Практически все пользователи отказываются от 32 битных операционных систем, при этом абсолютно не понимают - зачем им нужны 64 битные операционные системы. Как правило, ответ стандартный: "Процессор у меня 64-х битный, поэтому операционная система 64-х битная". Благо развитие 64-битных операционных систем и приложений привело к тому, что мы практически не замечаем в какой среде работаем, если только не становится необходимым подключить к компьютеру какой-нибудь старый принтер, сканер, производитель которого не удосужился выпустить 64-х битный драйвер.
История развития требований к объему оперативной памяти в персональном компьютере такова, что в 1981 году Билл Гейтс заявил, что на все про все хватает 640 килобайт оперативной памяти компьютера. Действительно, достаточно вспомнить времена господства операционной системы DOS, в частности, MS-DOS, когда 4-х мегабайт оперативной памяти было достаточно, а 8-12 мегабайт хватало для запуска практически любого игрового приложения. При этом следует понимать, что само ядро DOS является 16-битным и для использования всех 4-х или 8-12 мегабайт оперативной памяти было необходимо обеспечить загрузку специальных драйверов DPMI (DOS Protected Mode Interface), которые позволяли для 32-х битных приложений использовать весь объем оперативной памяти.
Появление первых версий Windows от Майкрософт - оболочки Windows для рабочих групп, полноценных операционных систем Windows 95, Windows 98, Windows Vista, Windows XP не предвещало выхода за пределы 32-х битного стандарта. Казалось, что трех гигабайт оперативной памяти - будет вполне достаточно для домашнего использования. Но программное обеспечение развивалось, предъявляло все большие требования к объему оперативной памяти и компания AMD начала интегрировать 64-х битные инструкции, контроллеры оперативной памяти в свои процессоры AMD Athlon 64 XP - лучших процессоров своего времени.
Картинка кликабельна --
Одновременно шло стремительное развитие рынка оперативной памяти - уменьшение технологического процесса позволяло создать 1-гигабайтные модули памяти, 2-гигабайтные модули памяти, 4-х гигабайтные модули оперативной памяти, а на сегодняшний день все доступнее становятся модули памяти по 8 Гб на планке. В продаже существуют даже планки DDR3 объемом по 8 Гб от той же Samsung формата SO-DIMM для ноутбуков. Тем самым, все это говорит о том, что даже покупка одной планки в 4-гигабайта и более приведет к тому, что 32-х битная операционная система не сможет использовать часть оперативной памяти и она будет попросту простаивать. А ведь многие хотят организовать двухканальный, трехканальный или четырехканальный режим работы за счет имеющегося контроллера памяти, поэтому - 64-х битная операционная система должна стать золотым стандартом сегодняшнего дня, а об 32-х битный операционных системах пора постепенно забывать.
Ранее шла бурная дискуссия - какое приложение работает быстрее - 32-х битное или 64-х битное. Опыт показал, что если у вас менее или ровно 3 гигабайта оперативной памяти - смысла от перехода на 64-х битную систему практически нет - в каких-то приложениях будет заметен незначительный рост, а в каких-то незначительное падение. Полная совместимость 64-х битных операционных систем с 32-х битными не накладывает жестких ограничений на производителей программного обеспечения, поэтому они стараются создавать 32-х битные приложения, а если приложение активно использует оперативную память, то 64-х битную.
Картинка кликабельна --
Несмотря на все сказанное о 32-х битных и 64-х битных операционных системах, следует отметить, что популярный производитель этих самих операционных систем - Майкрософт, четко дифференцирует свои продукты по объему поддерживаемой оперативной памяти. Старые операционные системы Windows XP 32 бит и 64 бит поддерживали лишь 3,5 и 16 гигабайт оперативной памяти. Следует отметить, что данные особенности во многом были продиктованы особенностями того времени - 16 гигабайт памяти типа DDR2 было достаточно дорогим удовольствием, а планок в 8 гигабайт и не существовало. Операционная система Windows Vista в 32-х битной и 64-х битной редакции поддерживает 4 и 16 гигабайт оперативной памяти. При этом операционная система должна относиться к старшей версии - расширенной, так как Home Basic и Starter умудрялись поддерживать либо 1, либо 8 гигабайт оперативной памяти. Этот факт уже говорил о том, что Windows Vista вышла в свет уже "устаревшей" и не соответствовала своему времени, поэтому не нашла какой-либо популярности среди пользователей.
Благо компания Майкрософт поняла свои ошибки и создала совершенно новую операционную систему - Windows 7. В данном случае версии операционных систем Windows 7 Ultimate 32-х бит и 64-х бит поддерживают по 4 гигабайта и 192 гигабайта оперативной памяти, то есть весь допустимый объем в рамках форматов двоичного исчисления. Урезанные версии Windows 7 поддерживают меньшие объемы памяти. К примеру, устанавливаемая на нетбуки и часть ноутбуков Windows 7 Starter x32 поддерживает всего 2 гигабайта памяти, а версии Windows 7 Home Basic x64 и Windows 7 Home Premium x64 по 8 и 16 гигабайт соответственно. Естественно, все данные ограничения созданы Майкрософт искусственно, для того чтоб из одного продукта сделать разные операционные системы как по функциональности, так и по стоимости.
Картинка кликабельна --
Поэтому если вы с версией операционной системы уже определились, - стоит определиться с количеством необходимой вам оперативной памяти. В частности, если ваш бюджет ограничен и вы собираете офисный компьютер, то имеет смысл присмотреться к планкам по 2 гигабайта. Планки по 1 гигабайту мы не рекомендуем рассматривать, так как их стоимость оказывается выше, при расчете на объем свободного пространства. Естественно, речь идет о популярной памяти DDR3.
Для домашних пользователей мы рекомендуем в зависимости от ограниченности бюджета присматриваться к планкам по 4 и 8 гигабайт памяти DDR3. Если ваш бюджет ограничен - приобретайте планки по 4 гигабайта, если бюджет позволяет - то планки по 8 гигабайт. При этом следует помнить правила, которые мы описывали в предыдущих наших материалах.
Главное для нового компьютера приобретать одинаковые планки памяти, а их количество должно соответствовать канальности контроллера памяти процессора. Большинство современных процессоров имеют двухканальные контроллеры памяти. Поэтому покупка двух планок по 4 гигабайта позволит вам получить 8 гигабайт итоговой памяти, которой хватит для современных игр на компьютере с одним монитором. А если вы приобретете две планки по 8 гигабайт - то получите итоговые 16, которых хватит для компьютера с несколькими мониторами.
Заключение
В любом случае определяясь с объемом оперативной памяти, мы рекомендуем не забывать о сбалансированности персонального компьютера. Собирая игровой компьютер для дома с 16 гигабайтами памяти и слабой видеокартой - вы получите аналогичную производительность, что и с 4 гигабайтами оперативной памяти. Для офисного компьютера мы рекомендуем не экономить на копеечной памяти, так как интенсивный обмен данными, работа в Интернете - приводит к массивному использованию оперативной памяти за счет кэширования, - тут дополнительные 1-2 гигабайта памяти смогут значительно сократить интенсивность использования жесткого диска для выгрузки данных в файл подкачки.
стоит не так остро, как раньше, сегодня он по-прежнему волнует многих пользователей. В последнее время даже самые дешевые компьютеры имеют по крайней мере 4 Гб памяти – количество, которое когда-то казалось немыслимым, а в настоящее время является стандартом де-факто. Вопреки этому многие задаются вопросом: этого достаточно? Ускорит ли работу компьютера дополнительная память, или особого эффекта не будет?
Разница между 4, 8, 16 и больше гигабайт RAM несомненно есть, но для массового пользователя связь между объемом установленной памяти и производительностью ПК остается слегка размытой. В этом материале я постараюсь пролить свет на этот вопрос и кратко ответить, каков оптимальный объем оперативной памяти и есть ли смысл в установке дополнительных модулей RAM.
Что такое Random Access Memory (RAM)?
Хотя компьютеры уже давно стали обыденностью, многие люди до сих пор путают понятия «оперативная» и «локальная» память. Заблуждение чаще исходит из того, что оба типа памяти измеряются в одних и тех же единицах – последнее время обычно в гигабайтах (GB). Вопреки тому, что и оперативная, и локальная память служат для хранения информации, они отличаются с точки зрения срока хранения данных. Оперативная память как правило в несколько раз быстрее локальной и служит для временного хранения данных. После выключения компьютера все хранящиеся в ней данные бесследно исчезают. В локальной памяти (жесткие диски и SSD устройства) информация сохраняется независимо от того, включен компьютер или выключен. Именно поэтому оперативную память обычно определяют как энергозависимую, а локальную – как энергонезависимую.
Сколько памяти нужно ПК?
Долгое время Биллу Гейтсу приписывается фраза «640 Кб памяти достаточно для всего». В конечном счете сам Гейтс выступил с официальным заявлением, сказав, что не является автором этого утверждения, которое он назвал чистой глупостью.
Однако в начале 80-х годов прошлого века это звучало не так комично, потому что объемы порядка 100-200 Мб считались огромными. Сегодня даже самые дешевые компьютерные системы имеют 2-4 Гб оперативной памяти, а локальное пространство для хранения информации измеряется в терабайтах.
Базовые конфигурации имеют от 4 до 8 Гб RAM, а high-end модели (мультимедийные или игровые) предлагают 12-16, иногда 32 (и больше) Гб оперативной памяти. Так сколько можно назвать «оптимальным»? К сожалению, дать точный ответ, выраженный в конкретной цифре весьма непросто, так как оптимальное количество зависит от задач, для которых вы используете компьютер. Так, например, на Windows PC только сама операционная система может потребовать больше одного гигабайта для своих системных библиотек. Если вы используете антивирусную программу, то это еще 30-200 мегабайт в фоновом режиме в зависимости от конкретного продукта. Большинство веб-браузеров, офисных приложений и мультимедийных проигрывателей требуют от 100-800 Мб и больше памяти. Если вы запускаете их одновременно (т.е. используете Windows по предназначению – многозадачно), эти объемы становятся совокупными – чем больше запущенных программ, тем выше потребление RAM.
Чемпионами по потреблению оперативной памяти остаются видеоигры. Популярные заглавия типа Call of Duty могут без особых проблем «проглотить» 4-5 Гб памяти.
Большинство современных ноутбуков использует интегрированную графику, которая также является потребителем RAM. Интегрированные в процессор видео ядра не располагают своей собственной памятью (в отличие от дискретных решений) и «съедают» часть доступной оперативной памяти. Поэтому если ваш ноутбук по спецификациям оснащен 4 Гб RAM и интегрированной графикой, Windows сообщит, что вам доступно только 3.9 Гб (или меньше) памяти.
Другие соображения
Оптимальное количество оперативной памяти имеет и софтверный (возможно, правильнее будет сказать системный) аспект. Старые версии операционной системы используют 32-битный метод адресации памяти. В настоящее время он уже устарел и восходит к временам, когда объемы свыше 4 Гб RAM казались немыслимыми. Вот почему 32-разрядные версии Windows просто не могут использовать больше 4 Гб оперативной памяти. Даже если у вас больше памяти 32-разрядная операционная система будет настаивать на том, что вас только 4 Гб (хотя обычно еще меньше – 3-3.5 Гб) оперативной памяти. Для полноценного использования объемов свыше 4 гигов вам понадобится 64-разрядная Windows.
Другой интересный вопрос, связанный с памятью, касается темпа заполнения RAM, а также того, что будет, если исчерпать всю доступную память.
Если системный инструмент «Диспетчер задач» показывает, что весь объем памяти почти полностью исчерпан, т.е. все запущенные процессы занимают 70-80% или даже больше RAM, это еще не повод для беспокойства. Microsoft уже давно серьезно изменила свою философию по отношению к memory management (управление памятью), а потому, начиная с Windows Vista, не используемую RAM компания считает «плохой RAM».
Так как оперативная память во много раз быстрее любого жесткого или даже твердотельного диска, в Microsoft решили, что будет лучше, если Windows будет держать как можно больше часто используемых пользовательских модулей и приложений постоянно загруженными в системную RAM. Благодаря этому при повторном обращении к ним система реагирует гораздо быстрее, нежели когда ей снова и снова приходится считывать их с локального диска.
В этом и суть технологии SuperFetch, которая развивается со времен Vista. Введение этой концепции указывает на один важный вывод – чем большем оперативной памяти есть в распоряжении современных версий Windows, тем лучше (быстрее) они работают. Конечно, речь не идет об экспоненциальном росте – наибольшая разница будет при прыжке с 2 до 4 Гб RAM. С каждым последующим удвоением – 4 до 8 Гб, 8 до 16 и так далее, влияние на общую производительность системы будет снижаться. Однако если вы регулярно работаете с тяжелыми программами, держите десятки открытых вкладок в браузере и активно играете, то принцип выбора оптимального объема памяти сводится к одной простой вещи: чем больше, тем лучше.
Если в какой-то момент имеющийся объем памяти будет исчерпан, Windows не перестанет работать. В таких случаях операционная система опирается на так называемую . Для этой цели используется выделенная на локальном диске область и на нее Windows записывает все данные из оперативной памяти, которые не используется в настоящее время, и по просьбе пользователя снова их считывает, используя ресурсы локального диска. Поскольку локальная память медленнее чипов RAM, процесс чтения данных с диска занимает значительно больше времени, в течение которого компьютер может заметно «подтормаживать». Если система регулярно обращается к виртуальной памяти, это верный признак, что настало время рассмотреть вопрос о расширении оперативной памяти.
Отличного Вам дня!
Думаю, ни для кого не является секретом, что оперативная память — это важный компонент геймерской системы, и на быстродействие в играх влияют сразу несколько параметров ОЗУ. Например, не так давно лаборатория 3DNews выяснила, что центральные процессоры AMD Ryzen очень чувствительны к частоте DDR4. Тестирование показало: использование быстрой памяти DDR4-3200 в сравнении со стандартной DDR4-2133 при одинаковых таймингах увеличивает FPS в играх на 12-16% в зависимости от приложения. Поэтому, если вы хотите выжать максимум из своей системы, покупка быстрого комплекта ОЗУ — это один из самых действенных вариантов.
На производительность влияет не только частота, но и задержки. И все же самый важный параметр оперативной памяти — это объем. Если в случае использования медленного комплекта мы лишаемся единиц FPS, то при нехватке определенного количества гигабайтов игра либо будет тормозить, либо не запустится вовсе. Поэтому мы решили выяснить, сколько ОЗУ необходимо игровому компьютеру в 2017 году. Очевидно, что основная «баталия» развернется между комплектами объемом 8 и 16 Гбайт.
Наглядный пример — пользователь произвел апгрейд своего компьютера, дополнив имеющуюся конфигурацию видеокартой уровня GeForce GTX 1060 3 Гбайт. Теперь его системный блок полностью соответствует рекомендуемым требованиям Watch_Dogs 2, в которую так хотелось поиграть. Однако даже без применения максимальных настроек качества графики времяпрепровождение в любимой «песочнице» было омрачено то и дело появляющимися микрозависаниями. И вроде GeForce GTX 1060 отлично справляется со своей работой, так как средний показатель держится в районе 50 FPS, но все впечатление портят эти просадки! Оказывается, к возникновению визуально заметного падения частоты кадров причастна нехватка оперативной памяти, потому что добавление еще 8 Гбайт отчасти решило эту проблему — при тех же настройках и с той же видеокартой играть стало комфортнее.
Главная тема обозначена, но, на мой взгляд, не менее важно ответить еще на один вопрос: исправит ли ситуацию с нехваткой оперативной памяти в играх использование быстрого файла подкачки?
⇡ Современные игровые платформы
Под определение «игровой компьютер» попадает очень большое число конфигураций. Например, в ежемесячной рубрике « » рассматриваются десять различных систем. В состав самой недорогой входят Pentium G4560, GeForce GTX 1060 3 Гбайт и 8 Гбайт DDR4. Использование такого объема оперативной памяти — самый распространенный вариант, если верить официальной статистике игрового клиента Steam. Но современные платформы позволяют устанавливать 64 и даже 128 Гбайт ОЗУ.
| Актуальные игровые платформы | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intel | AMD | |||||||
| Сокет | LGA1155 | LGA2011 | LGA1150 | LGA2011-v3 | LGA1151 | AM3+ | FM2/2+ | AM4 |
| Год поступления в продажу | 2011 год | 2011 год | 2013 год | 2014 год | 2015 год | 2011 год | 2012 год | 2017 год |
| Поддерживаемые процессоры | Sandy Bridge, Ivy Bridge | Sandy Bridge-E, Ivy Bridge-E |
Haswell, Haswell Refresh и Devil"s Canyon, Broadwell | Haswell-E, Broadwell-E | Skylake, Kaby Lake | Zambezi, Vishera | Trinity, Richland, Kaveri, Godavari (Kaveri Refresh) | Ryzen, AMD 7th Generation A-series/Athlon |
| Контроллер памяти | DDR3-1066/1333 | DDR3-1066/1333 /1600/1866 |
DDR3-1333/1600 | DDR4-2133/2400 | DDR4-1866/2133/ 2400, DDR3L-1333/1600 |
DDR3-1066/1333/ 1600/1866 |
DDR3-1600/1866/ 2400 |
DDR4-2133/2400/ 2666 |
| Встроенный, двух-канальный | Встроенный, четырех-канальный | Встроенный, двух-канальный | Встроенный, четыре-хканальный | Встроенный, двух- канальный |
Встроенный, двух-канальный | Встроенный, двух-канальный | Встроенный, двух-канальный | |
| Максимальный объем оперативной памяти | 32 Гбайт | 64 Гбайт | 32 Гбайт | Haswell-E— 64 Гбайт Broadwell-E — 128 Гбайт | 64 Гбайт | 32 Гбайт | 64 Гбайт | 64 Гбайт |
Даже сейчас, без тестирования, можно смело заявить: указанный максимальный объем оперативной памяти избыточен для игровых конфигураций, хотя сфера развлечений и является в последнее время наиболее активным двигателем компьютерного прогресса. Как уже было сказано, большинство пользователей устанавливают в свои системы 8 или 16 Гбайт. В таблице перечислены как самые современные (LGA1151, LGA2011-v3, AM4), так и проверенные временем платформы, которые вполне можно отнести к разряду игровых в 2017 году. В большинстве случаев центральные процессоры AMD и Intel используют двухканальные контроллеры оперативной памяти. Это значит, что на материнских платах под соответствующую платформу используется либо два слота DIMM, либо четыре. А у плат с гнездом LGA2011 и LGA2011-v3 четыре или восемь разъемов для установки ОЗУ соответственно. Для процессоров Haswell-E и Broadwell-E есть и «экзотическое» исключение из правил — ASRock X99E-ITX/ac.
Двухканальный режим встроенного в центральный процессор контроллера памяти подразумевает использование четного количества модулей. Для того чтобы со временем спокойно нарастить объем ОЗУ, лучше использовать материнскую плату с четырьмя слотами DIMM. Так, мы можем приобрести комплект памяти объемом 16 Гбайт, состоящий из двух модулей по 8 Гбайт, а со временем докупить еще два модуля с аналогичными характеристиками. Некоторые материнки располагают всего парой разъемов для установки оперативки — это либо совсем бюджетные платы (например, на базе чипсетов H110, B250 и A320 для процессоров Kaby Lake и Ryzen), либо устройства форм-фактора mini-ITX, либо эксклюзивные оверклокерские решения, такие как ASUS Maximus IX Apex. Данные устройства поддерживают вдвое меньший объем ОЗУ: 32 Гбайт для процессоров Skylake, Kaby Lake и Ryzen; 16 Гбайт для процессоров Haswell, Broadwell, Sandy Bridge, Ivy Bridge и Vishera. Учитывайте этот момент при апгрейде или при сборке системного блока с нуля.
⇡ Тестовый стенд
Во время всех испытаний использовалась платформа LGA1151 вместе с процессором Core i7-7700K, разогнанным до 4,5 ГГц. Менялись видеокарты, оперативная память и накопители. Полный перечень комплектующих представлен в таблице.
| Конфигурация тестового стенда | |
|---|---|
| Центральный процессор | Intel Core i7-7700K @4,5 ГГц |
| Материнская плата | ASUS MAXIMUS IX Hero |
| Оперативная память | Kingston HyperX Predator HX430C15PB3K4/64, DDR4-3000, 4 × 16 Гбайт |
| Kingston HyperX Fury HX421C14FB2K2/16, DDR4-2133, 2 × 8 Гбайт | |
| Накопители | Western Digital WD1003FZEX, 1 Тбайт |
| Samsung 850 Pro | |
| Видеокарты | ASUS GeForce GTX 1060 (DUAL-GTX1060-3G), 3 Гбайт |
| ASUS Radeon RX 480 (DUAL-RX480-O4G), 4 Гбайт | |
| Блок питания | Corsair AX1500i, 1500 Вт |
| Процессорный кулер | Noctua NH-D9DX |
| Корпус | Lian Li PC-T60A |
| Монитор | NEC EA244UHD |
| Операционная система | Windows 10 Pro x64 |
| ПО для видеокарт | |
| AMD | Crimson ReLive Edition 17.4.2 |
| NVIDIA | GeForce Game Ready Driver 381.65 |
| Дополнительное ПО | |
| Удаление драйверов | Display Driver Uninstaller 17.0.6.1 |
| Измерение FPS | Fraps 3.5.99 |
| FRAFS Bench Viewer | |
| Action! 2.3.0 | |
| Разгон и мониторинг | GPU-Z 1.19.0 |
| MSI Afterburner 4.3.0 | |
| Дополнительное оборудование | |
| Тепловизор | Fluke Ti400 |
| Шумомер | Mastech MS6708 |
| Ваттметр | watts up? PRO |
⇡ Потребление оперативной памяти в современных играх
Определить, сколько оперативной памяти потребляют современные игры, не так сложно. Существует большое количество диагностических утилит. Но важно понимать, что объем используемого ОЗУ зависит от нескольких параметров, а потому может заметно отличаться на разных системах. Так, вместе с запуском игр не перестает работать и различный софт.
Например, открытие всего десяти вкладок Chrome приводит к увеличению потребления оперативной памяти на 1,5 Гбайт. Аппетиты браузера Google уже давно стали «мемом», но давайте не будем забывать про постоянно активные мессенджеры, антивирусы, драйверы и прочие утилиты, которые загружаются вместе с операционной системой.
|
|
|
|
Недавно я провел сравнительное тестирование GeForce GTX 1060 3 Гбайт и Radeon RX 470 4 Гбайт. Среди пользователей бытует мнение, что дополнительный гигабайт видеопамяти — это еще один довод в пользу графического адаптера AMD. Небольшой эксперимент показал, что из двенадцати игр ровно половина потребляет больше четырех гигабайт видеопамяти в разрешении Full HD. В стенде использовался ускоритель GeForce GTX 1080 с 8 Гбайт GDDR5. Получается, что в случае нехватки видеопамяти все данные, которые не поместились в ячейки GDDR5, будут помещены в ОЗУ. Некоторые игры сразу же информируют пользователя о превышении лимита видеопамяти. Некоторые — GTA V, HITMAN, Battlefield 1 — элементарно не дадут выставить более высокое качество графики, пока пользователь сам не снимет специальный «предохранитель» в меню с настройками. Поэтому для более детального изучения вопроса необходимо использовать несколько видеокарт. Мой выбор остановился на трех ходовых моделях NVIDIA: GeForce GTX 1060 с 3 и 6 Гбайт GDDR5, а также GeForce GTX 1080.
| Настройки графики в играх | ||||
|---|---|---|---|---|
| API | Качество | Полноэкранное сглаживание | ||
| 1920 × 1080 / 2560 × 1440 / 3840 × 2160 | ||||
| 1 | «Ведьмак-3: Дикая охота», Новиград и окрестности | DirectX 11 | Макс. качество, NVIDIA HairWorks вкл | AA |
| 2 | Mass Effect Andromeda, первое задание | Макс. качество | Временное сглаживание | |
| 3 | Ghost Recon Wildlands, встроенный бенчмарк | Макс. качество | SMAA + FXAA | |
| 4 | GTA V, город и окрестности | Макс. качество | 4 × MSAA + FXAA | |
| 5 | Rise of the Tomb Raider, советская база | Макс. качество | SMAA | |
| 6 | Watch_Dogs 2, город и окрестности | Ультра, HBAO+ | Временное сглаживание 2 × MSAA | |
| 7 | Fallout 4, Даймонд-сити и окрестности | Макс. качество, текстуры высокого разрешения, осколки от пуль выкл. | TAA | |
| 8 | HITMAN, встроенный бенчмарк | DirectX 12 | Макс. качество | SMAA |
| 9 | Total War: WARHAMMER, встроенный бенчмарк | Макс. качество | 4 × MSAA | |
| 10 | Battlefield 1, миссия «Работа для молодых» | Ультра | TAA | |
| 11 | Deus Ex: Mankind Divided, комплекс «Утулек» | Макс. качество | 2 × MSAA | |
| 12 | Sid Meier’s Civilization VI, встроенный бенчмарк | Ультра | 8 × MSAA | |
| 13 | Star Wars Battlefront, карта «Битва на Эндоре» | Макс. качество | TAA | |
| 14 | Tom Clancy"s The Division, встроенный бенчмарк | Макс. качество | SMAA | |
| 15 | DOOM, миссия OИК | Vulkan | Ультра | TSSAA 8TX |
Потребление оперативной памяти измерялось в пятнадцати приложениях. На графиках отображен максимальный показатель загрузки, который был зафиксирован после 10 минут произвольного игрового процесса. Для большей наглядности результаты округлены. Показатели загрузки ОЗУ фиксировались при помощи программы MSI Afterburner с частотой опроса 100 мс. Среди прочих программ при запуске игр активными были только клиенты Steam, Origin и Uplay, а также «Защитник Windows», FRAPS и MSI Afterburner.
Высказанное ранее предположение стало фактом — уже в разрешении Full HD мы видим, что с применением 3-гигабайтной версии GeForce GTX 1060 планку в 8 Гбайт ОЗУ преодолели девять игр из пятнадцати. То есть больше половины. Те же самые игры, запускаемые на стендах с GeForce GTX 1060 6 Гбайт и GeForce GTX 1080, оказались менее «прожорливыми» по части оперативной памяти.
При увеличении разрешения тенденция сохранилась — уже тринадцать из пятнадцати игр потребляли больше 8 Гбайт оперативной памяти в стенде с установленной GeForce GTX 1060 3 Гбайт. Стабильно больше 10 Гбайт ОЗУ потреблялось в семи проектах. Заметно возросла загрузка оперативки и в случае использования в стенде GeForce GTX 1060 6 Гбайт. Значит, играм при заданных нами настройках качества графики уже недостаточно шести гигабайт видеопамяти.
Тестирование в разрешении Ultra HD проводилось только с участием GeForce GTX 1080, потому что использовать версии GeForce GTX 1060 в таком разрешении нет никакого смысла — графические процессоры этих видеокарт элементарно не справятся с возросшей нагрузкой.
Результаты оказались вполне прогнозируемыми. Можно смело констатировать: многие современные ААА-проекты на близких к максимальным настройках качества графики потребляют больше 8 Гбайт оперативной памяти. Кроме того, замеры в Rise of the Tomb Raider, Watch_Dogs 2, Deus Ex: Mankind Divided и Mass Effect Andromeda демонстрируют отсутствие серьезного запаса прочности при наличии в системе и 16 Гбайт ОЗУ. К тому же тестирование проводилось с минимумом активных приложений в Windows 10. На мой взгляд, есть все предпосылки к тому, что в скором времени появятся проекты, которым будет недостаточно 16 Гбайт оперативной памяти при максимальных или близких к ним настройках качества графики.
Думаю, многие уже обратили внимание на тот факт, что я рассмотрел всего один сценарий — игры на максимальных (или близких к ним) настройках качества графики. Однако большинство геймеров пользуются менее производительными видеокартами, а потому используют различные режимы качества.
Компьютерные игры тем и хороши, что, как правило, обладают большим количеством настроек, которые ухудшают или улучшают качество выдаваемой картинки. Например, в Deus Ex: Mankind Divided заложено пять заранее запрограммированных режимов: «Низкие», «Средние», «Высокие», «Очень высокие» и «Ультра». Подобными категориями пользуются многие разработчики. Обратите внимание, что достаточно тяжело (иногда даже нереально) на глаз определить, где выставлено высокое качество, а где — очень высокое. Таким образом, выкручивать ползунки до максимума в ряде игр нет никакого смысла. А видеопамяти и ОЗУ при этом используется заметно меньше.
Из списка игр, которые на максимальных (или близких к ним) настройках качества потребляли больше всего оперативной памяти, я выбрал пять приложений: Watch_Dogs 2, Mass Effect Andromeda, Rise of the Tomb Raider, Deus Ex: Mankind Divided и Ghost Recon Wildlands. Используя все те же видеокарты NVIDIA, я измерял потребление оперативной памяти при активации заранее заготовленных разработчиками режимов. В некоторых играх (Watch_Dogs 2 и Ghost Recon Wildlands) при изменении общего качества графики автоматически меняется и сглаживание. В других приложениях параметр антиалиасинга необходимо задавать отдельно. Собственно говоря, в Mass Effect Andromeda, Rise of the Tomb Raider, Deus Ex: Mankind Divided для этой части эксперимента сглаживание не использовалось вообще. Результаты занесены в сводную таблицу.
Зеленым цветом выделены области, в которых зафиксирован отрадный факт — игры при активации определенного режима качества графики потребляют меньше 8 Гбайт оперативной памяти. Таблица наглядно показывает, что выставление параметров «Высокий» и «Средний» подходит для видеокарт, у которых видеопамяти 4 Гбайт и меньше, для графических адаптеров с 6+ Гбайт GDDR5 — тем более.
Заметно и резкое падение потребления ОЗУ в Rise of the Tomb Raider при использовании 3-гигабайтной версии GeForce GTX 1060. Мы видим логичное подтверждение тому факту, что при использовании режима качества картинки «Высокое» игра требует меньше видеопамяти, чем на «максималках».
Конечно же, сказывается на потреблении видеоОЗУ и системной памяти и отключение сглаживания, которое должно устранить неровности (лесенки) по краям объектов. Антиалиазинг — это один из параметров, критичный к объему видеопамяти. Поэтому в игровой системе с 8 Гбайт ОЗУ и графическим ускорителем с 2, 3 или 4 Гбайт видеопамяти есть смысл выключать сглаживание или же использовать «легкие» режимы, если такие поддерживаются приложением.
Текстуры — это второй параметр, критичный к объему видеопамяти, а следовательно, и оперативной памяти. Использование текстур низкого разрешения заметно портит изображение, но в то же время особой разницы между режимами «Высокое» и «Очень высокое» в Rise of the Tomb Raider не наблюдается (в других играх — тоже). Поэтому при нехватке видеопамяти и ОЗУ и этим параметром вполне можно пожертвовать ради достижения комфортного фреймрейта.
| Максимальное потребление оперативной памяти (NVIDIA GeForce GTX 1060 3 Гбайт), Мбайт | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Качество текстур | |||||
| Rise of the Tomb Raider (общие настройки качества — максимальные, но без сглаживания) | Watch_Dogs 2 (общие настройки качества — режим "Ультра", но без сглаживания) | Deus Ex: Mankind Divided (общие настройки качества — максимальные, но без сглаживания) | |||
| Очень высокое | 11600 | Ультра | 11000 | Ультра | 11000 |
| Высокое | 6900 | Высокое | 9700 | Очень высокое | 9600 |
| Среднее | 6400 | Среднее | 8800 | Высокое | 7800 |
| Низкое | 6200 | Низкое | 7800 | Среднее | 7100 |
| Низкое | 6900 | ||||
| Тени | |||||
| Очень высокое | 10700 | HFTS | 11600 | Очень высокое | 11000 |
| Высокое | 10500 | PCSS | 11000 | Высокое | 10900 |
| Среднее | 10300 | Ультра | 11000 | Среднее | 10800 |
| Выкл. | 10300 | Очень высокое | 11000 | ||
| Высокое | 10400 | ||||
| Среднее | 10400 | ||||
| Низкое | 10300 | ||||
Настроек изображения в компьютерных играх очень много. Разработчики тесно сотрудничают с производителями железа — AMD, NVIDIA и Intel, а потому приложения изобилуют разным количеством всевозможных опций. Например, в Rise of the Tomb Raider реализован режим PureHair, который заметно преображает прически персонажей этой игры. А еще используются различные технологии преграждения окружающего света (SSAO, HBAO, HBAO+, VXAO и так далее), которые затемняют впадины и углы, добавляя им визуальной глубины.
Все эти настройки в той или иной степени влияют на потребление видеопамяти и ОЗУ. Однако не так сильно, как сглаживание, тени и размер текстур.
Вроде бы ответ на основной вопрос получен: замеры потребления оперативной памяти показывают, что 16 Гбайт — наше все, если вы планируете играть с максимальными настройками качества графики. С другой стороны, есть доказательство того, что и 8 Гбайт ОЗУ все еще достаточно для любого современного проекта — требуется лишь снизить качество изображения. Чаще всего достаточно выставить режим «Высокое» или «Среднее». По мнению автора, картинка при этом будет все равно вполне приемлемого уровня. Однако интересно узнать, как поведут себя типовые игровые системы при нехватке ОЗУ? Этому вопросу посвящена вторая часть эксперимента.
Ваш компьютер использует оперативную память ОЗУ (RAM) для работы с запущенными программами. Если он работает медленно, возможно, что виной тому малый объём ОЗУ. Итак, как узнать, сколько оперативной памяти на компьютере?
Проведите диагностику
Вы можете проверить, какой объем памяти установлен, а также какое количество по факту используется.
Для начала следует открыть форму «Система» одним из способов:
- Нажмите одновременно сочетание клавиш Win + Pause — это откроет форму «Система».
- Откройте меню «Пуск», вызовите контекстное меню из пункта «Компьютер» кликом правой кнопки компьютерной мыши. В списке выберите пункт «Свойства» — откроется форма «Система».
- Откройте меню «Пуск», выберите «Настройки», перейдите к пункту «Система», и нажмите на «О» (Windows 10).
Найдите надпись «Установленная память (ОЗУ)». Вы можете прочитать информацию, какое количество установлено и доступно по факту для использования.
Отметим, что «полезный» объем оперативной памяти меньше, так как производители сообщают о размере иначе, чем распознаёт Windows. Например, из 8 ГБ доступны для использования могут быть 7,88 ГБ.
Используйте командную строку для загрузки подробного отчёта: найдите её в меню «Пуск» или сочетанием Win + R. В текстовом поле введите CMD, чтобы запустить. Наберите WMIC MEMORYCHIP и нажмите Enter. Вы увидите размер и скорость каждого установленного модуля.
Проверьте текущее использование RAM. Сочетанием Ctrl + Shift + Esc откройте «Диспетчер задач». Выберите опцию «Монитор ресурсов», найдите вкладку «Память». Она предназначена для использования, поэтому нет никаких причин для тревоги, когда вы увидите, что большая её часть в данный момент занята процессами.
Причины, по которым ОС не показывает весь объём
Может быть несколько различных причин, почему не показывается весь объем ОЗУ.
Как определить, почему может быть недостаток памяти:
- Если вы работаете в версии Windows 32-битной, будет доступно для использования не более 4 ГБ ОЗУ. Любой объем RAM больше этого значения не будет распознан. Вы можете узнать, какая версия у вас стоит, в верхней части окна «Система». Обновите до 64-битной.
- Если ваши модули имеют разные скорости, они не могут взаимодействовать вместе должным образом. Используйте командную строку для просмотра характеристик каждого модуля.
- Если один из ваших модулей памяти отказал, с ним не может работать операционная система. Используйте бесплатную программу MEMTEST для сканирования модулей и поиска ошибок.
- Если модули не поддерживаются вашей материнской платой, они не будут распознаны Windows. Прочтите документацию к материнской плате для того, чтобы приобретать ОЗУ, которые будут ей поддерживаться.
Не секрет, что наличие большого объема оперативной памяти благотворно сказывается на скорости работы многих приложений. В этом материале мы поговорим о взаимодействии ОЗУ и системы Windows, а так же ответим на многие распространенные вопросы по этой теме.
Вступление
Технологический прогресс не стоит на месте и с каждым годом компьютеры становятся все совершеннее и совершеннее. При этом с ростом технических характеристик, неумолимо снижается цена на комплектующие и сегодня ПК, которые еще три года назад стоили несколько тысяч долларов, продаются за несколько сотен.
Не обошла эта тенденция и оперативную память, которая в последнее время очень сильно подешевела. Лет 15 назад, модуль памяти объемом четыре мегабайта (только вдумайтесь!) стоил около 100 долларов, а на сегодняшний день стоимость четырех гигабайт ОЗУ (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство или оперативная память) составляет всего около 700 рублей. Не секрет, что наличие большого объема оперативной памяти благотворно сказывается на скорости работы многих приложений, поэтому именно этот объем является минимальным для большинства современных компьютеров даже начального уровня. Более же продвинутые системы содержат 8, 16 и более гигабайт «оперативки».
И все бы хорошо, но наверняка многие пользователи сталкивались с одной неприятностью, в том случае, если в компьютере установлено четыре и более гигабайт оперативной памяти, 32-разрядная операционная система Windows их попросту не видит.
В этой статье вы узнаете, как операционная система работает с оперативной памятью, какие объемы ОЗУ поддерживают различные редакции Windows, почему в некоторых случаях ОС не видит всю установленную память, из-за чего это происходит и можно ли что-то сделать в этой ситуации, что такое файл подкачки, а так же многое другое. Но для начала давайте сделаем небольшой экскурс в теорию организации физической памяти компьютера, а так же разберемся, как вообще ОЗУ влияет на производительность системы.
Адресное пространство
Базовой единицей измерения количества информации является бит , который может принимать только два значения - ноль и один. В современных вычислительных архитектурах минимальной единицей обработки и хранения информации является байт , равный восьми битам. По сути, память компьютера является огромным массивом байт.
Один байт может хранить одно из 256 значений (2 8), которые в зависимости от их интерпретации могут быть как числами, так символами или буквами. Например, значение 56, может обозначать как обычное число, так и букву «V» в кодировке ASCII. В нескольких байтах, можно хранить гораздо большие значения. Например, три байта могут принимать уже 16 777 216 значений (256 3), в которых может быть закодировано целиком короткое слово.
Что бы какое-либо устройство или программа могли иметь возможность обратиться к конкретному байту в памяти (адресовать его) для того, что бы записать туда или получить оттуда данные, ему присваивается уникальный индекс, называемый адресом . Диапазон адресов от нуля до максимума получил название адресного пространства .
Физическая и виртуальная память
В первых ЭВМ, размер адресного пространства был тождественно равен размеру установленной оперативной памяти. То есть, если в компьютере было установлено 128 Кб памяти, то и максимальный объем памяти, который могла использовать программа при работе, равнялся 128 Кб. При этом адрес какого-либо объекта приложения равнялся адресу физической ячейки запоминающего устройства.
Такой способ адресации был весьма простым, но имел пару существенных недостатков. Во-первых, память выполняемого приложения была ограничена оперативной памятью, которая на тот момент была сильно дорогой и устанавливалась на компьютер в очень маленьких количествах. Во-вторых, все запущенные программы выполнялись в одном адресном пространстве, что приводило к вероятности ошибочной записи данных несколькими приложениями в одну и ту же ячейку. В случае возникновения такой ситуации, о последствиях догадаться несложно.
В современных компьютерах устройства и программы работают не с реальной (физической ) памятью, а виртуальной , которая ее имитирует. Это дает возможность приложению считать, что на машине установлено максимальное теоритически возможное количество ОЗУ, а так же то, что оно является единственной программой, запущенной на компьютере.
Таким образом, адресное пространство ЭВМ наших дней, больше не ограничено размером ее физической (оперативной) памяти и имеет свой максимальный возможный размер, зависящий от рабочей среды, которой является операционная система.
На сегодняшний день операционная система Windows имеет как 32-разрядную, так и 64-разрядную версии. В первой, исходя из названия, для адресации используется 32-битное адресное пространство, максимальный размер которого равен 2 32 = 4 294 967 296 байт или 4 Гб (гигабайт). 64-битная версия операционной системы увеличивает размер адресного пространства до невероятных 2 64 = 18 446 744 073 709 551 616 байт - более 18 квинтиллионов байт или 16 Эб (эксабайт). Правда стоит отметить, что современные клиентские операционные системы Windows 7 x64 в силу объективных причин поддерживают максимальное адресное пространство размером 16 Тб (2 44).
При этом объемы в 4 Гб и 16 Тб, в зависимости от системы, выделяются каждому работающему приложению! То есть любая запущенная программа получает свое собственное адресное пространство, которое не пересекается с другими.
Влияние объема оперативной памяти на скорость работы системы
А что же происходит, когда записи в адресном пространстве по размеру начинают превышать реально установленный объем физической памяти? В этом случае, часть временно не использующихся данных переносится из ОЗУ на жесткий диск в так называемый файл подкачки или «своп» (swap). Если программам вновь понадобятся эти данные, то система по первому требованию, вернет их обратно с диска в оперативную память.
Если в компьютере установлен небольшой объем оперативной памяти, то ОС возможно довольно часто придется перемещать данные из ОЗУ в файл подкачки и обратно, вследствие чего сильно возрастает нагрузка на жесткий диск, что в свою очередь приводит к замедлению работы всей системы. В случае запуска сразу нескольких приложений, может получиться так, что все свое время система начнет тратить на обмен информацией между памятью и диском, вместо того чтобы выполнять программы. Визуально, в этот момент, система «зависает», то есть перестает отвечать на команды пользователя.
Чем больше реальный объем оперативной памяти, тем реже идет обращение к винчестеру, а вследствие этого возрастает и общая производительность компьютера. Именно поэтому, увеличение размера ОЗУ практически всегда положительно сказывается на скорости работы системы, а с учетом нынешних цен на память, многим пользователям вполне доступна установка 8, 16 или даже 32 Гб «оперативки». Особенно благоприятно большой объем памяти сказывается при работе с графическими приложениями (включая современные трехмерные игры) и программами видеомонтажа.
Стоит знать, что разные версии 64-битной операционной системы Windows могут поддерживать разный максимальный объем оперативной памяти. И если пользователям старших редакций Vista или 7 (Professional, Enterprise, Ultimate), поддерживающих до 192 Гб памяти, волноваться особо нечего, так как на домашних компьютерах такой объем практически не достижим, то тем, у кого установлены версии Home Basic и Home Premium есть над чем задуматься. Возможности этих редакций сильно урезаны, и если Premium поддерживает до 16 Гб «оперативки», то Basic только 8 Гб. Максимально доступный объем оперативной памяти, поддерживаемый уже устаревшей Windows XP (64-битной версии) составляет 16 Гб.
Почему 32-битная система Windows не видит 4 Гб ОЗУ
Наверняка, многие пользователи хотят воспользоваться падением цен на память и нарастить ее объем в собственных компьютерах. Процедура эта нехитрая - вынуть старые планки из системной платы и вставить новые можно за считанные минуты без каких-либо специальных инструментов. Далее включаем компьютер, тихо радуемся, когда при загрузке программа самотестирования отображает новый объем установленной ОЗУ (хотя и здесь могут быть проблемы, но об этом чуть ниже). Затем, дожидаемся загрузки Windows, заходим в свойства компьютера и… видим, что в разделе «Установленная память» красуется цифра в три с лишним гигабайта, вместо, например, реально установленных четырех. Так что же произошло и можно ли это исправить?
Как мы уже знаем, чисто теоретически 32-х разрядной системе без каких-либо дополнительных ухищрений доступны до 4 гигабайт оперативной памяти (2 32), но Windows не может использовать весь этот объем, так как часть его отводится под устройства компьютера.
Теперь, самое время сделать небольшой экскурс в историю. В первых настольных ПК, выпущенных в начале 80-ых годов, адресное пространство их физической памяти было поделено на две части в соотношении пять к трем. Первая часть отводилось под оперативную память (ОЗУ), а вторая предназначалась для размещения программы самотестирования (POST), базовой системы ввода-вывода (BIOS) и памяти устройств. При этом та часть адресного пространства, которая отводилась под устройства, не могла быть одновременно использована под оперативную память компьютера.
Все изменилось, когда в 1985 году компания Intel выпустила на рынок процессор 80386. Тогда были приняты сразу два решения об изменении распределения физической памяти в компьютерах, основанных на новых чипах. Распределение адресов в первом мегабайте памяти было принято оставить неизменным для совместимости со старым программным обеспечением и предыдущими моделями ЭВМ. Для компьютерных же устройств, нуждающихся в использовании памяти, теперь выделялся четвертый гигабайт. Все остальное пространство отводилось под ОЗУ.
Возможно, сегодня это решение многим покажется не совсем верным, но в то время несколько гигабайт оперативной памяти казалось просто фантастикой! Да и вряд ли кто предполагал, что сама архитектура и такой порядок распределения адресов проживет столько лет. Но и посей день, во всех современных компьютерах оперативная память начинает занимать адреса, начиная с нулевого, а оборудование - начиная с отметки 4 Гб в обратном направлении.
Теперь давайте более наглядно рассмотрим, как же распределяется память с момента начала загрузки компьютера. Здесь важно помнить, что все программы и компьютерные устройства работают не с физической памятью напрямую, а с адресным пространством, размер которого никак не зависит от реального объема установленной ОЗУ. То есть если убрать из компьютера всю установленную в него оперативную память, то размер адресного пространства ни капли не изменится. Напомним, что для 32-битных систем он равен 4 Гб.
Сразу же после включения машины, специальная программа, называемая БИОС (BIOS), начинает обращаться к установленным устройствам. Ее задача, сначала собрать сведения о том, какие диапазоны адресов то или иное устройство может использовать, а потом распределить память так, что бы они не мешали друг другу при работе. После того, как необходимые виртуальные адреса под оборудование становятся зарезервированными в адресном пространстве (от четвертого гигабайта сверху вниз), начинается загрузка операционной системы.
Как мы уже говорили ранее, под установленную оперативную память адресное пространство выделяется снизу вверх - от нуля и далее. Таким образом, после загрузки системы физическая память «проецируется» на адресное пространство (от 0 до 2 Гб) и Windows не видя никаких конфликтов с адресами, зарезервированными под устройства, показывает вам весь установленный объем оперативной памяти.
Таким образом, пока объем оперативной памяти не превышает двух-трех гигабайт, в большинстве случаев никаких проблем не возникает, но как только этот рубеж превышается, возможны появления конфликтов. В четвертом гигабайте вполне вероятно возникновение ситуации, когда на один и тот же адрес будут претендовать как ячейка оперативной памяти, так и ячейка памяти устройства, например видеокарты. Если туда будут записаны данные ОЗУ, то это приведет к искажению изображения на экране, в случае же смены картинки на мониторе - исказится содержимое памяти. Чтобы не допустить таких конфликтов, операционная система не использует под ОЗУ ту часть физической памяти, которая отведена под адреса устройств.
После установки 4 Гб физической памяти, теоретически ее адреса займут все доступное адресное пространство для 32-битных систем. Но доступными останутся только те, которые попадут в незарезервированную устройствами область. В нашем примере, Windows будет считать, что объем установленной оперативной памяти равен 3,5 Гб.
Довольно долгое время никого особенно проблема четвертого гигабайта не волновала. Под нужды устройств использовалось совсем немного места - десятки килобайт для контроллеров дисков и сетевого адаптера, плюс несколько мегабайт под память видеокарты. Сами же объемы оперативной памяти были тоже небольшими, а значит, пересечение адресов используемых ОЗУ и устройствами в доступном адресном пространстве было практически невозможным.
Первый тревожный звонок прозвенел с появлением технологии AGP. На тот момент, видеоадаптеры с аппаратным ускорением трехмерной графики резко увеличили свою потребность в использовании собственной оперативной памяти. А AGP дала возможность графическим адаптерам использовать для собственных нужд часть памяти компьютера, в случае нехватки собственной. При этом вне зависимости от типа адаптера и количества у него собственной памяти, резервируется 256 Мбайт адресов, так как этот размер задается не самой видеоплатой, а оборудованием шины AGP. С приходом технологии PCI-Express ситуация принципиально не изменилась и размер резервируемого места остался тем же.
Помимо увеличившихся аппетитов графических подсистем, постоянно росло и количество интегрированных устройств в системную плату. К ним добавились высокоскоростные сетевые интерфейсы, многоканальные звуковые карты и различные виды контроллеров. Ко всему прочему под устройства адресное пространство отводится не в точном необходимом количестве, а блоками, определяемыми их характеристиками, заданными изготовителями. Из-за этого между адресами различных устройств появляются свободные промежутки, которые еще больше увеличивают зарезервированное пространство памяти.
В некоторых случаях, правда, довольно редких, объем адресного пространства, отведённого под устройства, может достигать и двух гигабайт. В большинстве же случаев, заблокированным оказывается пространство от 500 Мб до 1 Гб.
Технология PAE
Так можно все-таки увидеть все 4 Гб памяти в 32-разрядной Windows? Да, если у вас установлена серверная ОС, например Windows Server 2003 или Server 2008.
В середине 90-х годов была разработана технология расширения доступного объема ОЗУ, получившая название PAE (Physical Address Extension). Впервые она была воплощена в процессорах Intel Pentium Pro, в результате чего они смогли использовать не 32-х, а 36-битную шину адреса, что теоретически позволяло использовать максимально не 4, а 64 Гб оперативной памяти.
Но что самое примечательное, некоторые особенности использования этой технологии в контроллерах памяти, предоставляют возможность не только использовать ее по прямому назначению, но и перебрасывать некоторые участки памяти в другие адреса. Таким образом, появляется возможность переместить в область выше 4 Гб, например, в пятый гигабайт адресного пространства, ту часть ОЗУ, которая была заблокирована из-за возможности возникновения конфликтов с устройствами, после чего она вновь становится доступной. Правда, для этого необходимо соблюсти два условия.
Первое - процессор должен быть установлен в системную плату, оснащенную специальным диспетчером памяти, осуществляющим поддержку расширения физических адресов. Как правило, в микропрограмме BIOS Setup (БИОС), запускающейся сразу же после включения компьютера, существует специальная настройка, запрещающая или разрешающая переадресацию. В разных моделях материнских плат ее наименование может быть различным, например: Memory Remap, 64-bit OS, Memory Hole и другое. Точное название этой опции можно выяснить из руководства конкретной системной платы. Кстати, старые материнские платы могут вообще не поддерживать режим расширения адресов (это так же можно выяснить из инструкции).
Второе - в операционной системе должен быть включен режим PAE. Так вот в серверных системах он задействован по умолчанию. Поэтому, если у вас установлена 32-битная Windows подобного типа и не слишком старый компьютер (нет вышеуказанных ограничений по железу), то благодаря использованию технологии PAE, будут доступны все 4 Гб оперативной памяти.
Вполне логично, что данную технологию можно было бы применить в клиентских системах и ее применяют, но с некоторыми ограничениями.
Изначально, в первой версии Windows XP данный режим был отключен, так как в 2001 году средний объем ОЗУ в персональных компьютерах составлял 128 - 256 Мб, и никакой необходимости в его включении не было. Возможно, положение дел оставалось бы таким еще довольно долго, но в 2003 году компания Microsoftприступила к разработке второго пакета исправлений для XP, призванного существенно снизить количество уязвимостей в системе. Одним из нововведений, принесенным вторым сервис паком, стало использование аппаратных и программных технологий, предотвращающих запуск вредоносного кода путем дополнительной проверки содержимого памяти. На аппаратном уровне эту проверку выполняет процессор. При этом в компании Intel данная функция носит названия Execute Disable bit (запрет на выполнение), а в AMD - No-execute page-protection (защита страниц от выполнения).
Однако, что бы такая аппаратная защита стала возможна, необходим перевод процессора в режим PAE. Именно поэтому, начиная с Windows XP SP2, данный режим, при наличии подходящего процессора, включается автоматически. Но самое основное, что в 32-разрядных Windows XP с пакетами обновлений SP2 и SP3, а так же последующих Windows Vista и Windows 7, расширение физических адресов реализовано только частично. Эти системы не поддерживают 36-битную адресацию памяти и включенный режим PAE, не добавляет в их распоряжение ни байта адресного пространства, что делает невозможным переброску в верхние участки заблокированных адресов ОЗУ. Причина такой реализации - обеспечение совместимости с драйверами устройств.
Как мы помним, операционная система и все программы используют виртуальные адресные пространства и соответственно виртуальные адреса, которые впоследствии пересчитывается в физические. Процедура эта происходит в два этапа при выключенном режиме PAE и в три, при включенном расширении физических адресов. Драйверы, в отличие от обычных программ, работают напрямую с реальными адресами и для корректной работы в режиме PAE должны понимать усложненную процедуру трансляции адресов. Ведь сформированный драйвером 32-битный адрес после дополнительного (третьего) этапа трансляции может измениться и чтобы выданная им команда достигла цели, необходимо это учитывать.
Разработчики драйверов, предназначенных для серверных систем это принимали в расчет, а вот драйвера для клиентских Windows, устанавливаемых на обычные домашние ПК, во многих случаях были написаны без учета алгоритма работы с включенным PAE. Ведь так было проще - меньше времени уходило на программирование и тестирование, да и сам драйвер занимал меньше места. Тем более к тому моменту, до выхода Windows XP SP2, режим PAE в настольных системах не использовался, а оборудование, которое выпускалось для «персоналок», во многих случаев не было предназначено для серверов (например, звуковые платы). Так что никакой острой необходимости усложнять драйвера, и выпускать их серверные версии у производителей не было.
Именно с такими, неадаптированными драйверами, и возникли серьезные проблемы в Windows со вторым пакетом обновлений. Не смотря на то, что, общее количество драйверов, вызывавших сбои или крах системы, было не таким уж и большим, количество устройств их использующих исчислялось миллионами. В результате огромное количество пользователей после установки второго сервис-пака могли столкнуться с неприятностями и в дальнейшем отказаться от его использования. Поэтому Microsoft пришлось идти на компромисс.
Для обеспечения совместимости с некорректно написанными драйверами функционал PAE в Windows XP SP2 было решено обрезать. Выразилось это в том, что на третьем этапе трансляции адресов на выход передавались те же адреса, которые были поданы на вход. Таким образом, никакого расширения адресного пространства не происходило, и система продолжала оперировать теми же четырьмя гигабайтами.
Как уже упоминалось выше, такой обрезанный режим PAE унаследовали все современные 32-разрядные системы, включая Windows 7 и Windows 8. А вот если вы установите ради эксперимента на свой компьютер оригинальную Windows XP или XP SP1 и включите режим PAE (там он по умолчанию отключен), то увидите собственными глазами, что системе будет доступно все 4 Гб ОЗУ.
ОЗУ и 64-битные системы Windows
Казалось бы, что у 64-разрядных систем никаких проблем с установкой больших объемов памяти быть недолжно. Сколько ОЗУ установили, столько «операционка» и будет видеть. И все же здесь есть свои подводные камни.
Не смотря на то, что 64-битная Windows может использовать адресное пространство и оперативную память, объемы которых далеко превышают четыре гигабайта, правило размещения адресов устройств, здесь точно такое же, как и в 32-битных системах, то есть устройства занимают ячейки в четвертом гигабайте сверху вниз. Сохранение этого принципа опять же обеспечивает нормальную работоспособность любого оборудования, предназначенного для обычных ПК, которое должно с одинаковым успехом работать, как в 32-разрядной системе, так и в 64-разрядной.
Получается, что все ограничения, накладываемые на физическую память в 32-битной системе, должны остаться и в 64-битной, а значит, видимый объем оперативной памяти будет опять неполным, если ваша материнская плата не поддерживает переадресацию или она отключена в настройках. Конечно, такие системные платы уже не выпускаются, но все еще используются во многих компьютерах.
Еще один «сюрприз» вас может ожидать, если в материнскую плату будет установлен максимальный поддерживаемый объем памяти. Например, еще недавно популярный чипсет для бюджетных решений Intel G41 позволяет устанавливать до 8 Гб оперативной памяти. Как правило, в этом случае, на системной плате разведены 33 адресные линии (2 33 = 8 589 934 592 байт = 8 Гб). С точки зрения производителя это вполне объяснимо - зачем делать шину более высокой разрядности, если набор системной логики все равно не поддерживает большие объемы памяти? Но из-за этого, даже если контроллер памяти и может перекинуть заблокированный участок ОЗУ в девятый гигабайт, сделать это у него не получиться, так как для этого потребуется 34-разрядная шина, а не 33-х, как в нашем случае. В итоге пользователю будет доступно только семь с небольшим гигабайт ОЗУ. Тоже самое касается плат поддерживающих 16 и 32 Гб.
В некоторых случаях, даже при работающей переадресации в 64-битной системе несколько десяткой или сотен мегабайт могут все равно оказаться заблокированы системой под оборудование. Виной тому могут стать технологические особенности системной платы, которая в любой ситуации будет резервировать какой-то объем памяти, например, для нужд встроенного видеоадаптера или RAID-контроллера.
Заключение
В заключение давайте сделаем несколько основополагающих выводов, исходя из всего вышесказанного.
Хотя 32-битные системы Windows чисто теоретически могут использовать до 4 Гб оперативной памяти, некоторый ее объем всегда оказывается зарезервированным под нужды устройств, после чего в доступности оказывается обычно не более 3-3,5 Гб.
Однако эта проблема решена в 32-разрядных серверных ОС. Благодаря использованию технологии расширения физических адресов (PAE), в системе может быть виден весь максимальный установленный объем ОЗУ (4 Гб).
В клиентских 32-разрядных версиях Windowsрежим PAE был урезан для обеспечения совместимости с драйверами устройств из-за чего в WindowsXP SP2/SP3, Windows Vista, Windows 7, а так же Windows 8 увидеть все максимально допустимые четыре гигабайта ОЗУ невозможно и исправить это нельзя.
Таким образом, если вы собираетесь установить в компьютер более трех гигабайт оперативной памяти, то необходимо использовать 64-битные версии операционных систем, которые позволяют видеть до 192 Гб ОЗУ и имеют неурезанный режим PAE. В противном случае весь остальной объем памяти будет недоступен для использования.
Так же следует помнить, что для работы PAE, либо процессор, либо системная плата должны иметь специальный контроллер памяти, поддерживающий технологию расширения физических адресов.
