حافظه رم چیست؟

حافظه  RAM یا  Random Access Memory گونه‌ای از حافظه برای ذخیره‌سازی داده‌هاست که اجازه می‌دهد فایل‌ها در مدت زمانی کوتاه نوشته و خوانده شوند؛ بدون اینکه در این خواندن و نوشتن تقدم و تأخر زمانی اهمیتی داشته باشد.‌ حافظه رم به دلیل سرعت بالای آن در خواندن و نوشتن از سایر حافظه‌ها‌، از جمله دیسک سخت است.

رم به سیستم شما اجازه می‌دهد ‌با سرعت بالا به داده‌های مورد نیاز دسترسی داشته باشد و در نتیجه رم تأثیر بالایی بر سرعت عملکرد سیستم شما دارد. نکته دیگر آنکه رم یک حافظه موقتی است که پس از هر بار راه‌اندازی دوباره سیستم عامل تمامی داده‌های ذخیره شده ‌روی آن پاک می‌شود.

هر چقدر که وابستگی صنعت به Big data افزایش می یابد، بحث به حداقل رساندن از خطای داده از اهمیت بیشتری برخوردار می شود. یکی از مهم ترین نقاطی که امکان از دست رفتن اطلاعات وجود دارد RAM است؛ جایی که اطلاعات به صورت موقت در آن ذخیره می شوند. کد اصلاح خطا یا ECC به واسطه اصلاح خودکار خطاهای رخ داده، سیستم شما را در برابر اتفاقات ناخواسته و تغییرات احتمالی که موجب از بین رفتن داده ها می شود محافظت می کند. رم هایی که در آن ها کدینگ اصلاح خطا وجود دارد را رم ECC می نامند.

حافظه‌های ECC متداول‌ترین نوع حافظه‌هایی هستند که می‌توان در سرورها یافت. این نوع حافظه از یک مدار الکترونیکی مخصوص درون تراشه استفاده می‌کند که قادر به کشف و تصحیح خطاهای تک بیتی حین محاسبات، بدون متوقف کردن (Halt) سیستم است. سرورهای رده Value معمولاً حداکثر ۴ گیگا‌بایت حافظه را پشتیبانی می‌کنند در حالی که سرورهای قوی‌تر همراه ۱ الی ۲ گیگا‌بایت رم ارایه می‌شوند که قابلیت افزایش تا ۳۲ گیگا‌بایت را دارند. پشتیبانی از سیستم ECC با عبارت E روی رم‌ها قابل تشخیص هستند.


باس رم یا BUS RAM چیست ؟


 باس رم  مختص حافظه رم نیست . اگر روی مادر برد یا دیگر چیپ ست ها نگاه کنید مسیرهای مسی باریکی را خواهید دید که در واقع این ها همان باس ها هستند که برای انتقال اطلاعات بین پردازنده و دیگر اجزای مادربرد تعلق می گیرد .



کنترل کننده حافظه چیست ؟


حافظه RAM توسط یک مدار به نام memory controller یا کنترلر حافظه، کنترل میشود. در حال حاضر اکثر پردازنده ها memory controller را با خود یکپارچه کرده اند. بنابراین پردازنده دارای یک memory bus یا گذرگاه حافظه اختصاصی است که پردازنده را به حافظه RAM متصل میکند. با این حال در CPU های قدیمی این memory bus در تراشه مادربورد سیستم که در واقع در north bridge chip یا چیپ پل شمالی قرار میگرفت، این چیپ به نام Memory Controller Hub یا به اختصار MCH معروف بود. در این حالت پردازنده به طور مستقیم با حافظه RAM ارتباط برقرار نمی کرد بلکه CPU دستورات خود را به چیپ MCH تحویل می داد و این چیپ دستورات CPU را به حافظه RAM دیکته می کرد.



ارتباط RAM با پردازنده  :

تا اینجا دانستیم که حافظه رم به طور مستقیم با پردازنده در ارتباط نیست و کنترل کننده حافظه یا MCH  واسط بین این دو است .

حافظه رم از طریق 3 گذرگاه به  MCHوصل است که به مجموع انها Memory bus  می گویند.

در واقع Memory bus به 3 گذرگاه زیر تقسیم می شود :

1-گذرگاه آدرس : این که در کدام آدرس بازیابی یا ذخیره شوند توسط این گذرگاه به رم ارسال میشود.

2-گذرگاه دیتا : دیتاهایی که توسط پردازنده روی رم نوشته می شود ویا اطلاعاتی که از رم خوانده می شود از این گذرگاه هدایت می شوند.

3-گذرگاه کنترل : اینکه دستور نوشتنی است یا خواندنی از این گذرگاه هدایت می شود.



دوکاناله یا Dual Channel :


بعد از آشنایی با مفاهیم بالا اگر الان شروع به توضیح تکنولوژی دو کاناله کنیم بهتر آن را درک خواهید کرد Dual channel به معنی دوکاناله یا دوگذرگاه است.

 قبل از این تکنولوژی حافظه های رم از طریق یک گذرگاه 64 بیتی با پردازنده در ارتباط بودند. این یعنی دریک سیکل انتقال تنها 64 بیت داده منتقل می شود. به عبارت دیگر قبل از این تکنولوژی 64 سیم از رم به سمت کنترل کننده حافظه یا MCH می رفت که با D0 تا D63 مشخص میشد.
تکنولوژی دوکاناله مسیر ارتباط بین حافظه رم و کنترل کننده حافظه را 2 برابر می کند یعنی 128 عدد .
پس اگر مادربردی از این تکنولوژی بهره ببرد 128 مسیر مسی ( BUS ) بین رم و کنترل کننده حافظه خواهد داشت که از D0 تا D127 شماره گذاری می شود .

لازم است بدانید که رم های موجود در کامپیوتر 64 بیتی هستند . این یعنی در هر سیکل انتقال می توانند 64 بیت داده را انتقال بدهند. پس اگر مادربردی که این تکنولوژی را داراست بخواهد 128 بیت دیتا را انتقال بدهد باید از دو رم یا ضریبی از 2 مثلا 4 رم استفاده کند.

بهتراست که این رم ها از یک مدل و یا با مشخصات کاملا یکسانی(مشخصاتی مثل سرعت کلاک پالس، تایمینگ..) باشد .



انواع حافظه ram

دو نوع اصلی رم‌ها عبارتند از:

۱- DRAM یا Dynamic ram: پراستفاده‌ترین نوع رم اصلی در کامپیوتر است. هر سلول حافظه DRAM از یک تراتزیستور و یک خازن روی مارد مجتمع ساخته شده و هر بیت دیتا (صفر یا یک) در خازن ذخیره می‌شود. تراتزیستور واسطه‌ای است بین مدار کنترل تراشه حافظه و خازن که اجازه خواندن و نوشتن روی خازن را می‌دهد.  DRAM مجموعه‌ای از میلیون‌ها خازن و تراتزیستور است. چون تراتزیستورها مقدار کمی برق تامین می‌کنند باعث می‌شود خازن ها به آرامی دشارژ شوند و دیتای ذخیره شده روی آنها تخلیه شود. در نتیجه DRAM هر چند میلی ثانیه یکبار باید رفرش شود (شارژ الکترونیکی جدید) تا بتواند دیتا را نگه دارد. در رفرش و تازه سازی DRAM مقدار هر سلول قبل از خالی شدن خوانده می‌شود و دوباره در سلول نوشته می‌شود.

۲- SRAM یا Static ram: از ۴ یا ۶ تراتزیستور ساخته شده (شارژ و دشارژ شدن خازن مطرح نیست) و برخلاف DRAM تا وقتی برق وصل است دیتا را نگه می‌دارد اما باید به صورت دوره‌ای رفرش – Periodically Refreshed شود. SRAM سریعتر اما گرانتر است و برای Cache استفاده می‌شود. چگالی سلول حافظه (میزان سلول حافظه در ابعاد یکسان) در DRAM بیشتر از SRAM است در نتیجه DRAM در سیستم‌های کامپیوتری که ظرفیت بالا و قیمت کمتر مطرح است کاربرد بیشتری دارند.

حافظه های RAM کامپیوتر بر اساس تکنولوژی(Double Data Rate) DDR ساخته می شوند نظیر DDR2-SDRAM ، DDR-SDRAM و DDR3-SDRAM و ... که توانایی انتقال 2 واحد داده را در هر Clock cycle دارند. در نتیجه حافظه های رم DDR امروزی بر خلاف حافظه های SDRAM(Single Data RAM) قدیمی که تنها میتوانستند یک واحد داده را در هر Clock cycle از خود انتقال دهند سرعت دوبرابر دارند.به همین دلیل هم هست که حافظه های مبتنی بر DDR میتوانند تا دو برابر نرخ Clock واقعی شان کار کنند.

انواع حافظه DIMM

از نقطه نظر دیگر ماژول‌های حافظه به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  1. ماژول‌های SIMM – Single In-Line Memory Module: در دهه ۸۰ و ۹۰ میلادی استفاده وسیعی از آنها می‌شد اما اکنون از رده خارج شده‌اند. دیتاباس در آنها ۳۲ بیتی بود و در دو شکل ۳۰ و ۷۲ پین وجود داشتند.
  2. ماژول‌های DIMM – Dual In-Line Memory Module: ماژول‌های کنونی حافظه در قالب DIMM هستند. DIMM یعنی هر دو طرف ماژول پین داریم پس کلا ۱۶۸ پین داریم که از دیتا باس ۶۴ بیتی پشتیبانی می‌کند. دیتای بیشتری از DIMM عبور می‌کند در نتیجه کارایی بیشتری داریم. جدیدترین DIMM ها نسل چهارم DDR یعنی DDR4 SDRAM هستند که کانکتور ۲۸۸ پینی دارد و توان عملیاتی دیتا را افزایش می‌دهد.


رم دسکتاپ چیست؟

رم‌هایی که در کامپیوتر و لپ تاپ استفاده می‌شوند اساسا دارای تکنولوژی یکسانی هستند اما از آنجایی که لپ تاپ ها سایز کوچکتری دارند پس باید قطعات آنها هم کوچکتر باشند. فرق مهم بین رم لپ تاپ و رم دسکتاپ در اندازه و توان مصرفی آنهاست. رم لپ تاپ طول کمتر و تعداد پین کمتری دارد همچنین برق کمتری مصرف می‌کند. به همین دلیل در نام رم های لپ تاپ LP – Low Power دیده می‌شود: LPDDR ولی در رم دسکتاپ فقط DDR داریم.


رم SODIMM چیست؟

در رم دسکتاپ DIMM داریم و در رم های لپ تاپ SODIMM؛ یعنی همان DIMM ولی با سایز کوچکتر. SODIMM مخفف Small Outline است. DDR4 DIMM استاندارد طولی در حدود ۱۳۳.۳۵ میلی متر دارد در حالیکه طول SODIMM ها نصف آن و حدود ۶۹.۹ میلیمتر است. 


در صورت وجود سوال در مورد این مقاله لطفاً از طریق دیدگاه های همین بخش با ما در ارتباط باشید.