همه چیز درباره رم (RAM)

RAM چیست؟

حافظه دسترسی تصادفی یا رم یکی از اصلی ترین اجزای سخت افزاری کامپیوتر شناخته میشود. رم وظیفه نگهداری موقت داده ها را بر عهده دارد و همین قضیه باعث اهمیت جایگاه رم شده است. هر جا که CPU حضور داشته باشد، رم نیز حضور دارد چون میتوان گفت که بدون وجود رم، CPU کارایی خود را از دست میدهد. در ادامه، جزییات بیشتری رم را مورد برسی قرار میدهیم.

حافظه رم

رم یا Random access memory گونه‌ای از حافظه کوتاه مدت است که برای ذخیره سازی موقت داده‌ها مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع از حافظه ها، سرعت بسیار بالایی دارند، زیرا به گونه‌ای طراحی شده اند که میتوانند به هر داده‌ای که درآنها ذخیره شده است، به طور تصادفی دسترسی داشته باشند.

به طور مثال یک جعبه را فرض کنید که پر از کارت است و شما کارتی که در زیر همه کارت‌ها قرار دارد را نیاز دارید، اما نیازی نیست باقی کارت‌ها را کنار بزنید تا به آن دسترسی داشته باشید بلکه قابلیتی دارید که به طور مستقیم به همان کارت دسترسی داشته باشید. به همین علت رم ها در مقایسه با دیگر حافظه‌ها سرعت بسیار بالاتری دارند.

همانطور که میدانیم کامپیوترها در مدت زمان بسیار کوتاهی داده‌های زیادی را پردازش میکنند. از طرفی، حافظه‌های ثانویه مثل HDD نمیتوانند این داده ها را با سرعت بسیار بالا در دسترس CPU قرار بدهند. به همین خاطر ما نیازمند رم ها هستیم تا با سرعت بسیار بالا داده های مورد نیاز سی پس یو را به طور موقت در خود نگهداری کنند. پس از اتمام پردازش، یا داده ها از بین میروند یا به طور دائم در حافظه ثانویه(HDD) ذخیره میشوند.

به زبان دیگر مسؤلیت رم، ایجاد ارتباط سریعتر بین حافظه ثانویه با دیگر اجزای کامیپوتر است. پس با حضور رم دیگر نیاز نیست دستور را برای هر بار پردازش به حافظه ثانویه بفرستیم و با کندی مواجه بشویم، در عوض، رم اطلاعات مورد نیاز را از حافظه میگیرد و به طور موقت در خود ذخیره میکند تا با سرعت بسیار بالا در اختیار CPU قرار بدهد.

انواع رم

به طور کلی رم ها به دو دسته ایستا و پویا تقسیم میشوند که در ادامه به آنها ‌میپردازیم.

رم ایستا(Static RAM):

SRAM ها نوعی از حافظه‌های موقت هستند که سرعت دسترسی آنها بسیار بالاتر از رم‌های پویا است. این رم ها در ظرفیت های پایین ساخته میشوند، چون فضای زیادی را اشغال میکنند و از طرفی قیمت بسیار بالای آنها موجب این میشود که این نوع رم ها به صرفه نباشند. این رم ها از سلول ۴ یا ۶ ترانزیستوری ساخته میشوند و معمولاً به عنوان حافظه Cache در پردازنده‌ها به کار میروند. این رم ها باید دائما به برق متصل باشند و با قطع برق Reset میشوند.

رم پویا(Dynamic RAM):

DRAM یا رم پویا از سلول های متعددی ساخته شده اند و درون هر سلول یک خازن و یک ترانزیستور وجود دارد. در این رم ها، داده‌ها به صورت بارهای الکتریکی درون خازن ذخیره میشوند، به همین خاطر دائما در حال شارژ و دِشارژ هستند. پس بر خلاف SRAMها اتصال برق آنها بطور دائم متصل نیست. این نوع رم ها همان رم اصلی کامپیوترها هستند و از ظرفیت بالایی برخوردارند و قیمت مقرون بصرفه تری نسبت به رم های ایستا دارند به همین علت بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند.

فرکانس رم

فرکانس، کلمه ای که این روزها موقع خرید رم زیاد به گوش میرسد و به عنوان مهمترین فاکتور انتخاب رم تلقی میشود. متاسفانه اکثر افراد درک درستی از فرکانس ندارند و فرکانس را برابر با سرعت رم میدانند در صورتی که اینطور نیست!

در واقع فرکانس به معنای تعداد چرخه در واحد زمان است. فرکانس رم را با یکای مگاهرتز(MHz) به نمایش میگذارند که مگا به معنای یک میلیون و هرتز نیز واحد فرکانس است. بنابراین یک مگاهرتز به معنای یک میلیون چرخه در ثانیه است. به طور مثال یک رم با فرکانس 3200 مگاهرتز در هر ثانیه 3.2 میلیارد چرخه انجام میدهد.

فرکانس معیاری برای تعداد تکرار یک چرخه است اما این چرخه دقیقا چیست؟

در رم ها این چرخه تغییر ولتاژ در دو حالت وجود ولتاژ یا عدم وجود ولتاژ است که کامپیوترها این نوسان ولتاژ را به زبان باینری(0و1) ترجمه میکنند.

به این چرخه، سیکل رم نیز میگویند که در هر سیکل فرایند خواندن و نوشتن داده‌ها انجام میشود. میتوان گفت هر چه یک رم سیکل‌های بیشتری داشته باشد قدرتمندتر است. برای مثال یک رم با فرکانس 2400 مگاهرتز در هر ثانیه 2.4 میلیارد سیکل انجام میدهد و یک رم 3200 مگاهرتز در هر ثانیه 3.2 میلیارد سیکل انجام میدهد. بنابراین رم دوم سریعتر است.

اما فرکانس معیار دقیقی بعنوان سرعت RAM نیست، معیار دیگری تحت عنوان نرخ انتقال دیتا یا Data Rate (MT/s) وجود دارد که حجم دیتای مبادله شده در هر ثانیه را مورد بررسی قرار میدهد و میتواند برای سرعت RAM معیار دقیق تری باشد.

تأخیر یا تایمینگ در رم

اگر تا به حال جعبه رم ها را دیده باشید احتمالاً متوجه عددی به عنوان CL روی آن شده اید. در واقع CL یا CAS Latency میزان تأخیر رم است. این تأخیر مدت زمانی است که رم لازم دارد تا دستور را دریافت و سپس پاسخ آن را ارسال کند، که به آن Timing نیز میگویند. میزان تاخیر RAM به دو صورت CL 16 یا CL 16_17_17_32 نوشته میشود که این چهار عدد به معنای تعداد سیکل‌هایی است که طول میکشد دستور به رم برسد و آن را پاسخ دهد و عدد اول بعنوان CL در نظر گرفته میشود.

واضح است که میزان تاخیر رم تأثیر قابل توجه‌ای در عملکرد رم دارد و بدون در نظر گرفتن تأخیر رم نمیتوان گفت هر چه فرکانس بالاتر باشد آن رم کارایی بهتری دارد.

تکنولوژی DDR

این روز ها فناوری DDR یا Double Data Rate یکی از اصلی ترین فناوری‌هایی است که موجب افزایش چشمگیر سرعترم ها شده است. این فناوری نرخ انتقال دیتا را دو برابر میکند، یعنی RAMها میتوانند در هر سیگنال ارسالی 2 برابر داده حمل کنند در صورتی که تا قبل از حضور این تکنولوژی از فناوری SDR یاSingle Data Rate استفاده میشد و توانایی حمل 1 بیت در هر سیگنال را داشت.

این فناوری در نسل های مختلف از قبیل DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 وجود دارد و آخرین نسل، رم های DDR5 است که در حال حاضر بر روی کامپیوتر های قدرتمند و به روز شاهد آن هستیم.

رم تک کاناله یا رم دو کاناله؟

رم تک کاناله یا دوکاناله؟ توی این ویدیو قصد داریم تا در مورد تاثیر یک یا چند کاناله بودن رم در افزایش عملکرد سیستم و بهبود کارایی آن صحبت کنیم. باما همراه باشید تا به بررسی جزء به جزء این موضوع بپردازیم.

عمده‌ای از کاربران هنگام خرید رم این سوال برایشان پیش می‌آید که ظرفیت مهمتر است یا سرعت؟ جواب این سوال بستگی به کاربری شما دارد!

در هنگام خرید رم، باید باتوجه به نرم افزارهایی که بیشترین استفاده را از آنها دارید بین سرعت و ظرفیت رم یکی یا هر دو را انتخاب کنید.
برای مثال اگر کاربری گیمینگ دارید حتما سرعت رم فاکتور مهمتری برای شما خواهد بود اما به این نکته توجه کنید که باید حداقل ظرفیت مورد نیاز بازی را تأمین کنید!
اگر با نرم افزار های سنگین سر و کار دارید یا از چندین برنامه به طور همزمان استفاده میکنید، ظرفیت(حجم) رم در اولویت بالاتری نسبت به سرعت رم قرار دارد و باید به سراغ رم با ظرفیت های بالا بروید.

برای درک بهتر از این موضوع پیشنهاد میکنیم ویدیو را مشاهده کنید.

اگر شما جز افرادی هستید که به مباحث اکتیو و پسیو شبکه علاقه دارید و مشتاق هستید که در حوزه ی سخت افزار و شبکه های کامپیوتری، اطلاعات کسب کنید، محتوای تیم مستر خطیب را دنبال کنید و با ارائه نظر، ما را در بهبود و ارتقای کیفیت مطالب یاری کنید.

هم چنین، در دوره ۰ تا ۱۰۰ اسمبل و سخت افزار، علاوه بر آشنایی کامل با قطعات سخت افزاری، به موارد بیشتری درمورد سخت افزار، مانند انتخاب درست قطعات برای سیستم، محاسبه پهنای باند و گلوگاه آنها، نصب (اسمبل) و راه اندازی و عیب یابی و.. پرداخته می شود.