Ram چيست؟

Ram چيست؟

چگونه كار ميكند ؟Random) Access Memory (RAM
معروفترين حافظه مورد استفاده كامپيوتر است . به اين وسيله از انجايي كه دستيابي به سلول هاي حافظه آن بلافاصله قابل دسترسي هست random access ميگويند نقطه مقابل RAM را Serial Access Memory (SAM) مينامند همانطور كه از نامش پيداست ديتاها را بصورت سريال مانند نوار كاست نگهداري ميكند . در SAM اگر ديتايي در دسترس نباشد كليه ديتاها چك ميشوند تا به ديتاي مورد نظر برسد . كاربرد SAM در حافظه بصورت بافر بيشتر مورد استفاده است . اما در RAM در هر لحظه اي كه بخواهيد ميتوانيد به ديتاي مورد نظر دسترسي داشته باشيد . در اين مقاله سعي ميكنم تمامي چيزهايي كه لازمست تا بدانيد RAM چيست و چه ميكند را توضيح ميدهم .
يك چيپ حافظه تقريبا شبيه به ميكروپروسسور همان IC (Integrated Circuit) هست در اين مدارات مجتمع ميليون ها ترانزيستور و خازن قرار دارد . در تقريبا تمامي كامپيوتر ها در حافظه dynamic random access memory (DRAM) ترانزيستور و خازن مجموعا با هم يك سلول از حافظه را تشكيل ميدهند كه نمايش دهنده يك بيت از حافظه هستند . خازن يك بيت از حافظه را نگهداري ميكند يا صفر يا يك . در مقابل ترانزيستور بصورت سوئيچي عمل ميكند كه وظيفه كنترل مدارات را روي چيپ حافظه دارد كه ايا خازن را بخواند يا اينكه موقعيت را براي نخواندن ان و تغيير موضع ايجاد كند.خازن را ميتوانيد مثل سطلي در نظر بگيريد كه الكترون ها در ان ذخيره ميشوند . براي ذخيره كردن 1 در سلول حافظه اين سطل پر از الكترون ميشود و براي 0 شدن خالي از الكترون ميشود . مشكلي كه اين خازنها دارند اينستكه پس از مرور زمان نشتي ميكنند و گرايش به خالي شدن دارند . اين اتفاقات در كمتر از ميلي ثانيه اتفاق مي افتد . بنابراين براي عملكرد درست حافظه پويا يا حتي CPU كنترل كننده حافظه بايد انها را شارژكند تا مقدار 1 را در خودشان نگه دارند . يعني كنترل كننده حافظه مدام حافظه را ميخواند و دوباره انرا مينويسد ! اين عمليات بصورت خودكار در يك ثانيه هزاران بار اتفاق مي افتد .
براي تصور قضيه فوق در ذهنتان فرض كنيد سطل آبي داريم كه از زير سوراخ كوچكي دارد وقتي سطل را از اب پر ميكني و شير اب را قطع كردي اب ظرف رو به اتمام ميرود حالا براي اينكه ظرف هميشه پر از اب يا همان الكترون باشد يك شناور ميگذاريم كه با پايين امدن ان اب دوباره به ظرف بريزد . عمليات refresh شدن رم براي رم هاي پويا هست و عملا براي همين قضيه به اين نام ناميده شده اند . بنابراين رم هاي پويا مداوما بايد در حال refresh شدن باشند درغير اينصورت اطلاعات داخل خود را از دست ميدهند . بنابراين اين refresh شدن ها باعث ميشود از سرعت اين رم كم بشود .
سلول هاي حافظه روي يك تخته سيليكوني قرار دارند كه بصورت ارايه اي از ستون ها و سطر ها هست به ستون ها bitline و به سطرها wordline ميگويند . محل تقاطع اين دو محدوده شناسايي ادرس هاي سلول حافظه ميباشد .
DRAM ها مداوما ستونهايشان را شارژ ميكنند تا ترانزيستور هاي خود را بصورت فعال نگهدارند . وقتي قرار باشد كه مقدار يك را به خازن اختصاص دهد انرا شارژ ميكند اما وقتي ميخواهد ان مقدار را بخواند كه ايا مقدار يك را دارد يا نه يك امپلي فاير حساس مشخص ميكند كه ايا خازن ظرفيتش از الكترون باندازه بيش از 50% هست يا خير اگر هست مقدار يك دارد وگرنه بايد مقدار يك به ان داده ميشود . تحليل عملكرد DRAM تا همينجا بماند بنابراين يادتان باشد كه خازن ها به تنهايي نميتوانند كاري كنند بلكه RAS و CAS براي ادرس دهي خازنها لازمند . يك كنتور براي انكه لحظات رفرش شدن را بشمارد . يك امپلي فاير حساس براي خواندن مقدار خازن و اينكه ايا خازن قابل نوشتن هست يا خير .
Static RAM (SRAM) از تكنولوژي متفاوتي استفاده ميكند . در رم از نوع ايستا نوعي flip-flop وجود دارد كه هر بيت از حافظه را نگهداري ميكند . يك فليپ فلاپ براي حافظه چهار تا شش ترانزيستور سيم كشي شده به هم دارد اما ديگر نيازي به تازه شدن و refresh شدن ندارند . و اين همان نقطه اي است كه باعث ميشود رم ايستا از رم پويا پيشي بگيرد . به هر حال از انجايي كه بخش هاي بيشتري نسبت به رم پويا در رم ايستا داريم بنابراين سلول هاي حافظه فضاي بيشتري نسبت به رم پويا اشغال ميكنند . بنابراين شما روي چيپ حافظه از حافظه كمتري برخوردار ميشويد كه باعث ميشود اين نوع حافظه گران شود . بنابراين رم ايستا سرعت بيشتري دارد اما گرانتر است اما رم پويا سرعت كمتري دارد در عوض ارزان تر است . لذا رم ايستا براي كش CPU بهتر است و رم پويا براي حافظه هاي بزرگتر پركاربرد تر است .
چيپ هاي حافظه امروزه بصورت كارتهايي كه ماژول ميناميم هستند حتما شده كه روي اين حافظه ها اعدادي مثل 8*32 يا 4*16 را ديده باشيد اين اعداد تعداد چيپهاي موجود در ان چيپ را نمايش ميدهند و اينكه هر اما اينكه چه نوع رمي بر روي چه نوع پايه اي قرار بگيرد نيز نكته ايست كه نبايد از ان به اين سادگي رد شد . در مقالات قبلي درمورد نحوه اتصال رم با مادربرد توضيحاتي داده ام . اما نكاتي را باز هم ياداور ميشوم :
SIMM single in-line memory module اين برد از حافظه از 30 پين براي اتصال با ابعاد 9*2 سانتيمتر دارد در اكثر كامپيوتر ها SIMM ها را بايد بصورت جفت نصب كنيد علاوه بران ميزان حافظه نيز در اين جفت بايد يكي باشد اين بان دليل است كه پهناي باند ارتباطي باس مادربرد شما بيش از يك SIMM ميباشد . يعني براي انكه شما از 16 مگابايت رم بهره مند شويد بايد دو رم 8 مگابايتي نصب كنيد . كه هر SIMM بفرض ميتواند 8 بيت ديتا منتقل كند . در حاليكه باس سيستم ميتواند 16 مگابايت منتقل كند . SIMM هاي اخير در ابعاد 11*2.5 سانتيمتر هستند كه از 72 پين براي اتصال استفاده ميكنند كه اين پينها براي افزايش پهناي باند است كه تا بيش از 256 مگابايت رم هم ميتوان برانها نصب كرد . اما همانطور كه ميدانيد SIMM ها قديمي شده و تكنولوژي جديد بنام Dual in-line Memory Module (DIMM) وجود دارد . كه داراي 164 يا 184 پين هستند با ابعاد تقريبا 14*2.5 سانتيمتر DIMM ها ميتوانند از 8 مگابايت تا 1 گيگابايت گنجايش براي رم داشته باشند و ديگر نيازي به اينكه بصورت جفت قرار بگيرند ندارند . نوع ديگري هم وجود دارد كه در مقاله مربوطه در مورد Rambus in-line Memory Module (RIMM) توضيح داده ام
انواع رم هاي متداول
SRAM Static RAM
داراي چندين ترانزيستور به تعداد 8 تا 6 براي هر سلول حافظه اما بدون خازن در هر سلول كه بهتر است براي كش استفاده شود
DRAM Dynamic RAM
داراي سلول هاي حافظه با ترانزيستور و خازن كه نياز به refresh شدن دارد .
Fast page mode Dynamic RAM FPM DRAM
نوع اوليه DRAM بود ماكسيموم سرعت انتقال داده ها در كش از نوع لايه دو به 176 MBps ميرسيد
EDO DRAM Extended data-output Dynamic RAM
مثل ديگر رم ها صبر نميكند كه تمامي اعمال پردازش روي بيت اول انجام شود و سپس سراغ بيت بعدي برود بلكه همان وقتي كه ادرس بيت اول را شناسايي كرد بدنبال بيت بعدي ميرود تقريبا 5% سرعت بيشتري نسبت به FPM RAM دارد حداكثر سرعت براي كش لايه دو مقدار 264 MBps ميباشد .
SD RAM Synchronous dynamic random access memory
5% سرعت بيشتري نسبت به EDO DRAM دارد و معمولتر از نسخه اخير است حداكثر سرعت ارتباط با كش لايه 2 به 528 MBps ميرسد
DDR SDRAM Double Rate SDRAM
همان SDRAM منتهي با پهناي باند بيشتر حداكثر سرعت ارتباط با كش لايه 2 مقدار 1064 MBps ميباشد البته براي باس 133
RDRAM Rambus DRAM
سرعتي فوق العاده اي دارد اما قيمت زيادي هم دارد .
CMOS RAM
مقدار كمي از حافظه كه در كامپيوتر شما براي شناسايي ديگر اجزا به كار ميرود اين حافظه به يك باتري كوچك نيازمند است همان باطري كه وقتي در كيس را باز ميكنيد و انرا ميبينيد .
VRAM video RAM
حافظه اي كه روي كارت گرافيك يا ويدئويي شما نصب شده است .

با آن كه واژه حافظه را می توان برای هر نوع وسیله ذخیره سازی به كار برد، اما بیشتر برای مشخص نمودن حافظه های سریع با قابلیت ذخیره سازی موقت استفاده می شود. زمانی كه پردازنده مجبور باشد برای بازیابی اطلاعات به طور دائم از هارد استفاده نماید طبیعتاً سرعت عملیات آن كند خواهد شد .به طوركل از حافظه های متعددی به منظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می شود. زمانی كه در حافظه های دائمی مانند هارد اطلاعاتی موجود باشد كه پردازنده بخواهد از آنها استفاده نماید باید اطلاعات فوق از طریق حافظه RAM در اختیار پردازنده قرار گیرد و سپس اطلاعات مورد نیاز خود را در حافظه Cache و دستور العمل های خاص عملیاتی را در ریجیسترها ذخیره كند. همان طور كه می دانید تمام عناصر سخت افزاری و نرم افزاری با یكدیگر كار می كنند و از زمانی كه سیستم روشن می شود و تا زمانی كه خاموش می شود، پردازنده به صورت دائم و پیوسته از حافظه استفاده می كند.
حافظه رایانه بر اساس نوع آن از تعدادی خازن و ترانزیستور كه در چند آی سی(IC) قرار گرفته، تشكیل شده است. برای ذخیره اطلاعات در حافظه، بعضی از ترانزیستورها در حالت قطع و برخی در حالت وصل قرار می گیرند. خازن ها نیز در حالت شارژ و دشارژ قرار می گیرند. در رایانه از چندین نوع حافظه استفاده می شود:

· Random Access Memory- RAM این نوع حافظه برای ذخیره سازی موقت اطلاعات رایانه در حالت كار با سیستم به كار می رود.

· Read Only Memory ROM این نوع حافظه، حافظه دائم است و از آن برای ذخیره سازی اطلاعات مهم استفاده می شود.

· Caching نوعی حافظه است كه برای ذخیره اطلاعاتی كه دارای فركانس بازیابی بالا می باشند استفاده می شود.

· Basc Input/ Output System- BIOS این حافظه یك نوع حافظه ROM می باشد كه از اطلاعات آن جهت هر بار راه اندازی سیستم استفاده می شود.

· Virtual Mem این حافظه در زمان نیاز عملیات جایگزینی را در حافظه RAM انجام می دهد. در واقع فضایی بر روی هاردیسك می باشد كه از آن برای ذخیره سازی موقت اطلاعات استفاده می شود.

حافظه (RAM) خواندنی و نوشتنی

همان طور كه می دانید اطلاعات موقت رایانه با خاموش شدن سیستم كاملاً پاك می شود. به این صورت كه اگر برنامه یا داده ای به رایانه داده باشید و به هر علتی برق رایانه قطع شود، پس از روشن شدن دوباره رایانه باید برنامه و یا اطلاعات را دوباره وارد كنید. پردازنده اطلاعات مورد نیاز خود را از حافظه رم دریافت می كند و عملیات لازم را انجام داده و سپس نتایج را در رم ذخیره می كند. بنابر این این نوع حافظه خواندنی و نوشتنی است. هنگامی كه رایانه را روشن می كنید حافظه اصلی كنترل و تست می شود. مقدار حجم تست شده روی صفحه نمایش مشاهده می شود.
حافظه رم به دو نوع تقسیم می شود: DRAM (رم پویا یا دینامیك) و SRAM (رم استاتیك)
حافظه دی رم جهت ذخیره اطلاعات خود از خازن استفاده می كند. خازن در حالت شارژ معادل یك است و در حالت دشارژ معادل صفر است. این حافظه باید به طور مداوم تغذیه الكتریكی شود تا بارهای مثبت و منفی را از دست ندهد. در این حالت در فاصله زمانی متناوب عملیات بازنویسی و تجدید اطلاعات صورت می پذیرد. دو نوع مدار بازنویسی وجود دارد: ۱۰بیتی كه به آن بازنویسی ۱k می گویند و ۱۱ بیتی كه به آن بازنویسی ۲k گویند.

حافظه ROM

این نوع حافظه در زمان خاموش شدن رایانه داده هایش را از دست نمی دهد. تعدادی از حافظه مانند ROM و حافظه فلش كارتهای هوشمند در این گروه قرار می گیرد.

سرعت حافظه

سرعت تراشه های رم با مدت زمان لازم برای دسترسی به یك بیت از اطلاعات سنجیده می شود. این واحد با سرعت نانو ثانیه اندازه گیری می شود. توجه داشته باشید كه سرعت حافظه های دی رم را با سرعت ساعت اندازه گیری می كنند. سرعت تراشه های حافظه به طور عادی در محدوده ۵۰ تا ۱۲۰ نانوثانیه است. هر چه عدد بیان شده برای سرعت كم تر باشد حافظه سریع تر است. این نوع حافظه ها از نظر سخت افزاری به گروه های زیر تقسیم می شوند:

انواع حافظه

حافظه SRAM حافظه ای با دستیابی تصادفی ایستا می باشد كه در آغاز برای Cache استفاده می شد. این حافظه از چندین ترانزیستور برای هر یك از سلول های حافظه خود استفاده می نماید. این نوع حافظه قادر نیست مانند DRAM اطلاعات را به طور پیوسته بازخوانی نماید. هر یك از سلول های حافظه مادامی كه منبع تأمین انرژی آنها فعال باشد داده های خود را ذخیره خواهد نمود. سرعت این نوع حافظه ها بسیار بالا می باشد.

چه میزان حافظه مورد نیاز است؟

میزان حافظه مورد نیاز بر اساس كاربردهای متفاوت گوناگون می باشد. برای استفاده از برنامه های خاص، نرم افزارهای طراحی و انیمیشن سه بعدی برنامه های سرگرم كننده و دستیابی به اینترنت هر یك نیاز به حافظه خاصی دارد. در واقع افزایش حافظه به نوع استفاده از رایانه مربوط می گردد. به طور مثال سیستم عامل ویندوز ۹۵ و یا ۹۸ حداقل به ۳۲ مگابایت حافظه نیاز دارد. سیستم عامل ویندوز ۲۰۰۰ حداقل به ۶۴ مگابایت، سیستم عامل لینوكس حداقل به ۴ مگابایت، سیستم عامل اپل به ۱۶ مگابایت و ویندوز XP به ۶۴ مگابایت حافظه نیاز دارد.

افظه RAM به دو دسته تقسيم مي‌شود كه عبارتند از حافظة RAM پويا و حافظة RAM ايستا.
در حافظه RAM پويا یا Dynamic RAM اطلاعات پس از مدت كوتاهي از بين مي‌روند و لذا در هر ثانيه در حدود 250 الي 500 بار بايد اطلاعات موجود در آن تازه یا Refresh گردند. به همين دليل بسيار كند عمل مي‌كنند. حافظة های ايستا یا Static RAM كه از فليپ فلاپ‌ها تشكيل شده‌اند با مصرف برق كم به مدت طولاني اطلاعات را نگهداري مي‌كنند و اطلاعات اين حافظه‌ها نياز به تازه شدن ندارد ، لذا سرعت آنها بيشتر از Ram های پویا است . لازم به ذكر است که پس‌از قطع جريان برق اطلاعات اين RAMها پاك مي‌شود. در كامپيوترهايي كه امروزه در بازار یافت می شوند RAMها از نوع Static RAM هستند. همچنين گفتني است RAMهاي قديمي‌تر كه اندازة كوچكتري داشتند با نام SIMM و RAMهاي كنوني كه بزرگتر هستند را با نام DIMM مي‌شناسند. در حال حاضر دو نوع RAM در بازارهاي كامپيوتر يافت مي‌شود. يك نوع SDR و ديگريDDR.
RAMهاي SDR داراي خطوط انتقال یا BUS ضعيف‌تري هستند و در نتيجه سرعت كمتري دارند، مقدار ظرفيت اين RAMها تا چند سال گذشته 16، 32و 64 مگابايت بود و در حال حاضر بيشتر ظرفيت‌هاي موجود ، در رِنجِ 128، 256 و 512 مگابايت هستند. گفتني است BUS اين نوع RAM در محدودة 66، 100و 133مگاهرتز است.
RAMهاي DDR داراي BUS، 266، 300، 333 و 400 مگاهرتز بوده و به همين دليل سرعت بيشتري نسبت به RAMهاي SDR دارند، مقدار ظرفيت اين نوع RAMها به دليل حضور نسبتا تازه در بازار، 256 و 512 مگابايت و يك گيگابايت است.
تفاوت ظاهري اين دو نوع RAM در برشهايي است كه روي پايه‌هاي آنها مشاهده مي‌شود، SDRAMها داراي 2 برش روي پايه‌هايشان هستند در حاليكه RAMهاي DDR تنها يك برش بر روي پايه دارند.
هنگامي‌که مي‌خواهيد يک RAM بخريد، قبل از انتخاب RAM ، بايد Main Board انتخاب شده‌باشد . سپس براساس نوع پشتيباني RAM توسط Main Board ، نوع RAM را که DDR يا SDR مي باشد مشخص مي نماييم . در مرحله بعد بايستي با توجه به مقدار Bus پشتیبانی شده از طرف مادربرد ، RAM را انتخاب نمود. بهترين حالت، انتخاب مقداري برابر براي RAM است. انتخاب مقدار بيشتر براي RAM ، تفاوتي در ميزان کارايي سيستم ندارد و انتخاب مقدار کمتر علاوه بر پايين آوردن کارايي کامپيوتر، گاهي ممکن است مشکلاتي را نيز از قبيل اشکال در عملکرد صحيح سيستم، به وجود مي‌آورد.
ماژول هاي SDRAM داراي 168 پايه و ماژول هاي DDR SDRAM داراي 184 پايه مي باشند و هر دو 64 بيتي هستند.
ولتاژ مصرفي DDR برابر 5/2 ولت و SDRAM برابر 5/3 ولت مي باشد. سرعت انتقال اطلاعات رم هاي DDR با فرض برابر بودن فرکانس پايه ( به عنوان مثال 133 مگاهرتز) برابر رم هاي SDRAM مي باشد.
از نظر ظاهري رم هاي SDRAM داراي دو شکاف و DDR SDRAM يک شکاف مي باشند.
حداکثر فرکانس رم هاي SDRAM برابر با 133 مگاهرتز و سرعت انتقال اطلاعاتي معادل 1 گيگا بايت مي باشد، اما آخرين مدل رم هاي DDR داراي 533 مگاهرتز و حداکثر سرعت انتقال اطلاعات آنها برابر با 4 گيگابايت مي باشد.
شايان ذکر است که رم هاي 168 پايه اي به طور کامل از رده خارج شده اند.
. DDR2 و DDR3 دارای همان تکنولوژی Double Data Rate می باشند .
حال تفاوت DDR3 و DDR2 و DDR در چیست ؟ این حافظه ها در فرکانس کاری ، ولتاژ کاری ، توان مصرفی و توان تلفاتی با یکدیگر تفاوت دارند . به ترتیب پیشرفت ، توان مصرفی و تلفاتی و ولتاژ کاری کم می شوند و فرکانس کاری افزایش می یابد . برای مثال ولتاژ های کاری نامی برای DDR ، DDR2 و DDR3 به ترتیب 2.5 ، 1.8 و 1.5 ولت می باشند .

Ram چيست؟

مطالب مشابه :

رفع مشکل باز نشدن و یا فرمت نشدن فلش مموری

از کار افتادن کلیدهای چپ وراست موس پد لپ تاپ

سری2 سوال های متداول سخت افزاری

انواع ایرادات لب تاب

سری3 سوال های متداول ویندوز Xp

پنج کلک ساده برای سریع‌تر شدن کامپیوتر شما

Ram چيست؟