حافظه رم (RAM)

حافظه رم (RAM) چیست ؟

حافظه محل نگهداری اطلاعات است ؛ اطلاعاتی که بر مبنای داده ها محاسبه می شود. داده به آن دسته از ورودی‌های خام گفته می‌شود که برای پردازش به رایانه ارسال می‌شوند. به داده‌های پردازش شده اطّلاعات می‌گویند.

.

حافظه رم (RAM) ؛ حافظه ای از حافظه های کامپیوتر به حساب می آید و از آنجایی که می توان به راحتی به سلولهای حافظه دست پیدا کرد به آن random access می گویند. در نقطه مقابل RAM را Serial Access Memory (SAM) مینامند همانطور که از نامش پیداست دیتاها را بصورت سریال مانند نوار کاست نگهداری میکند . در SAM اگر دیتایی در دسترس نباشد کلیه دیتاها چک میشوند تا به دیتای مورد نظر برسد . کاربرد SAM در حافظه بصورت بافر بیشتر مورد استفاده است . اما در RAM در هر لحظه ای که بخواهید میتوانید به دیتای مورد نظر دسترسی داشته باشید.

.

یک چیپ حافظه تقریبا شبیه به میکروپروسسور آی سی (Integrated Circuit) می باشد.  در این مدارات مجتمع میلیون ها ترانزیستور و خازن قرار دارد . تقریبا تمامی کامپیوتر ها در حافظه dynamic random access memory (DRAM)  ترانزیستور و خازن مجموعا با هم یک سلول از حافظه را تشکیل می دهند که نمایش دهنده یک بیت از حافظه هستند . خازن یک بیت از حافظه را نگهداری می کند (یا صفر یا یک) . در مقابل ، ترانزیستور بصورت سوئیچی عمل می کند که وظیفه کنترل مدارات را روی چیپ حافظه دارد که آیا خازن را بخواند یا اینکه موقعیت را برای نخواندن و تغییر موضع ایجاد کند.

.

خازن را می توانید مثل سطلی در نظر بگیرید که الکترون ها در آن ذخیره شوند . برای ذخیره کردن ؛ یک در سلول حافظه ؛ این سطل پر از الکترون می شود و برای صفر شدن ، خالی از الکترون می شود . مشکلی که این خازنها دارند این است که پس از مرور زمان نشتی پیدا می کنند و گرایش به خالی شدن دارند . این اتفاقات در کمتر از میل ثانیه اتفاق می افتد . بنابراین برای عملکرد درست حافظه پویا (تغییر کننده) یا حتی CPU کنترل کننده حافظه باید آنها را شارژکند تا مقدار یک را در خودشان نگه دارند . یعنی کنترل کننده حافظه مدام حافظه را می خواند و دوباره آنرا می نویسد ! این عملیات بصورت خودکار در یک ثانیه هزاران بار اتفاق می افتد .

. برای تصور قضیه فوق در ذهنتان فرض کنید سطل آبی داریم که از زیر سوراخ کوچکی دارد وقتی سطل را از آب پر می کنی و شیر آب را قطع کردی آب ظرف ، رو به اتمام می رود حالا برای اینکه ظرف همیشه پر از آب یا همان الکترون باشد یک شناور می گذاریم که با پایین آمدن آن آب دوباره به ظرف بریزد.

.

عملیات refresh شدن رم برای رم های پویا هست و عملا برای همین قضیه به این نام نامیده شده اند . بنابراین رم های پویا همیشه باید در حال refresh شدن باشند درغیر این صورت اطلاعات داخل خود را از دست می دهند. بنابراین refresh شدن ها باعث می شود از سرعت این رم کم بشود.

.

سلول های حافظه روی یک تخته سیلیکونی قرار دارند که بصورت آرایه ای از ستون ها و سطر ها هست به ستون ها bitline و به سطرها wordline می گویند . محل تقاطع این دو محدوده شناسایی آدرس های سلول حافظه می باشد.

.

DRAM ها مداوما ستونهایشان را شارژ می کنند تا ترانزیستور های خود را بصورت فعال نگهدارند . وقتی قرار باشد که مقدار یک را به خازن اختصاص دهد آنرا شارژ می کند اما وقتی میخواهد آن مقدار را بخواند که آیا مقدار یک را دارد یا نه ؛  یک آمپلی فایر حساس مشخص می کند ، که آیا خازن ظرفیتش از الکترون به اندازه بیش از ۵۰% هست یا خیر اگر هست مقدار یک دارد و اگر نه باید مقدار یک به آن داده شود . تحلیل عملکرد DRAM تا همین جا بماند بنابراین یادتان باشد که خازن ها به تنهایی نمی توانند کاری کنند بلکه RAS و CAS برای آدرس دهی خازنها لازمند . یک کنتور برای آنکه لحظات رفرش (آماده سازی) شدن را بشمارد . یک آمپلی فایر حساس برای خواندن مقدار خازن و اینکه آیا خازن قابل نوشتن هست یا نه از Static RAM (SRAM)  تکنولوژی متفاوتی استفاده می کند . در رم از نوع ایستا نوعی flip-flop وجود دارد که هر بیت از حافظه را نگهداری می کند . در یک فلیپ فلاپ برای حافظه چهار تا شش ترانزیستور سیم کشی شده به هم ؛ وجود دارد اما دیگر نیازی به تازه شدن و refresh شدن ندارند . و این همان نقطه ای است که باعث می شود رم ایستا از رم پویا پیشی بگیرد . به هر حال از آنجایی که بخش های بیشتری نسبت به رم پویا در رم ایستا داریم سلول های حافظه فضای بیشتری نسبت به رم پویا را اشغال می کنند . بنابراین شما روی چیپ حافظه از حافظه کمتری برخوردار می شوید که باعث گران شدن حافظه می گردد.

.

بنابراین رم ایستا سرعت بیشتری دارد اما گرانتر است اما رم پویا سرعت کمتری دارد در عوض ارزان تر است. لذا رم ایستا برای کش CPU بهتر است و رم پویا برای حافظه های بزرگتر پر کاربرد است .

.

چیپ های حافظه امروزه بصورت کارتهایی که ماژول مینامیم هستند حتما شده که روی این حافظه ها اعدادی مثل ۸*۳۲ یا ۴*۱۶ را دیده باشید این اعداد تعداد چیپهای موجود در آن چیپ را نمایش می دهند و اینکه چه نوع رمی بر روی چه نوع پایه ای قرار بگیرد نیز نکته ایست که نباید از آن به این سادگی رد شد . در این مقاله؛ در مورد نحوه اتصال رم با مادر برد توضیحاتی می دهم که می تواند مفید واقع شود :

SIMM single in-line memory module  این برد از حافظه از ۳۰ پین برای اتصال با ابعاد ۹*۲ سانتیمتر دارد در اکثر کامپیوتر ها SIMM ها را باید بصورت جفت نصب کنید علاوه برآن میزان حافظه نیز در این جفت باید یکی باشد این به آن دلیل است که پهنای باند ارتباطی باس مادربرد شما بیش از یک SIMM می باشد . یعنی برای آنکه شما از ۱۶ مگابایت رم بهره مند شوید باید دو رم ۸ مگابایتی نصب کنید . که هر SIMM بفرض می تواند ۸ بیت دیتا منتقل کند . در حالیکه باس سیستم می تواند ۱۶ مگابایت منتقل کند.   SIMM  های  اخیر ؛ در ابعاد ۱۱*۲٫۵ سانتیمتر هستند که از ۷۲ پین برای اتصال استفاده می کنند که این پینها برای افزایش پهنای باند است؛ که تا بیش از ۲۵۶ مگابایت رم هم می توان بر آنها نصب کرد.  

.

اما همانطور که میدانید SIMM ها قدیمی شده و تکنولوژی جدید بنام Dual in-line Memory Module (DIMM) وجود دارد . که دارای ۱۶۴ یا ۱۸۴ پین هستند با ابعاد تقریبا ۱۴*۲٫۵ سانتیمتر DIMM ها میتوانند از ۸ مگابایت تا ۱ گیگابایت گنجایش برای رم داشته باشند و دیگر نیازی به اینکه بصورت جفت قرار بگیرند ندارند . نوع دیگری هم وجود دارد که در مورد آن توضیح نمی دهم.

.

انواع رم های متداول

.

SRAM Static RAM

دارای چندین ترانزیستور به تعداد ۸ تا ۶ برای هر سلول حافظه اما بدون خازن در هر سلول که بهتر است برای کش استفاده شود .

.

DRAM Dynamic RAM

 دارای سلول های حافظه با ترانزیستور و خازن که نیاز به refresh شدن دارد .

.

Fast page mode Dynamic RAM FPM DRAM

نوع اولیه DRAM بود ماکسیموم سرعت انتقال داده ها در کش از نوع لایه دو به ۱۷۶ MBps می رسید.

.

EDO DRAM Extended data-output Dynamic RAM

مثل دیگر رم ها صبر نمی کند که تمامی اعمال پردازش روی بیت اول انجام شود و سپس سراغ بیت بعدی برود بلکه همان وقتی که آدرس بیت اول را شناسایی کرد بدنبال بیت بعدی می رود تقریبا ۵% سرعت بیشتری نسبت به FPM RAM  دارد حداکثر سرعت برای کش لایه دو مقدار ۲۶۴ MBps می باشد.

.

SD RAM Synchronous dynamic random access memory

۵%  سرعت بیشتری نسبت به EDO DRAM دارد و معمولتر از نسخه اخیر است حداکثر سرعت ارتباط با کش لایه ۲ به ۵۲۸ MBps میرسد.

.

DDR SDRAM Double Rate SDRAM

 همان SDRAM منتهی با پهنای باند بیشتر حداکثر سرعت ارتباط با کش لایه ۲ مقدار ۱۰۶۴ MBps می باشد البته برای باس ۱۳۳

.

RDRAM Rambus DRAM

سرعتی فوق العاده ای دارد اما قیمت زیادی هم دارد .

.

CMOS RAM

مقدار کمی از حافظه که در کامپیوتر شما برای شناسایی دیگر اجزا به کار می رود ؛ این حافظه به یک باتری کوچک نیازمند است همان باطری که وقتی در کیس را باز میکنید و آنرا می بینید.

.

VRAM video RAM

حافظه ای که روی کارت گرافیک یا ویدئویی شما نصب شده است.

منبع:

Downloadsra.com

soureshjan.com

wikipedia.org

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *