تقریباً هر دستگاهی که قابلیت محاسبات را دارد به RAM نیاز دارد. به دستگاه مورد علاقه خود (به عنوان مثال، تلفن های هوشمند، تبلت ها، رایانه های رومیزی، لپ تاپ ها، ماشین حساب های گرافیکی، تلویزیون های HD، سیستم های بازی دستی و غیره) نگاهی بیندازید و باید اطلاعاتی در مورد RAM پیدا کنید. اگرچه تمام رم ها اساساً هدف یکسانی را دنبال می کنند، اما امروزه از چند نوع مختلف استفاده می شود:
- رم استاتیک (SRAM)
- رم دینامیک (DRAM)
- رم دینامیک سنکرون (SDRAM)
- رم دینامیک همزمان با نرخ تک داده (SDR SDRAM)
- RAM دینامیکی همزمان با سرعت دو برابر داده (DDR SDRAM، DDR2، DDR3، DDR4)
- رم دینامیکی سنکرون دو نرخ داده گرافیکی (GDDR SDRAM، GDDR2، GDDR3، GDDR4، GDDR5)
- فلش مموری
رم چیست؟
RAM مخفف Random Access Memory است و فضای مجازی مورد نیاز برای مدیریت اطلاعات و حل مشکلات در لحظه را به رایانه ها می دهد. می توانید آن را به عنوان کاغذ خراش قابل استفاده مجدد در نظر بگیرید که یادداشت ها، اعداد یا نقاشی ها را با مداد روی آن بنویسید. اگر فضای خالی روی کاغذ تمام شود، با پاک کردن چیزهایی که دیگر نیازی ندارید، سود بیشتری خواهید داشت. زمانی که RAM برای رویارویی با اطلاعات موقتی (مانند اجرای نرم افزار/برنامه) به فضای بیشتری نیاز دارد، به همین صورت عمل می کند. تکه های کاغذ بزرگتر به شما این امکان را می دهد که قبل از پاک کردن ایده های بیشتر (و بزرگتر) را در یک زمان خط خطی کنید. رم بیشتر در داخل رایانه ها نیز تأثیر مشابهی دارد.
RAM در اشکال مختلف (یعنی نحوه اتصال فیزیکی یا رابط با سیستم‌های محاسباتی)، ظرفیت‌ها (اندازه‌گیری شده در مگابایت یا گیگابایت)، سرعت‌ها (اندازه‌گیری شده بر حسب مگاهرتز یا گیگاهرتز) و معماری وجود دارد.این و سایر جنبه‌ها هنگام ارتقاء سیستم‌ها با RAM مهم هستند، زیرا سیستم‌های کامپیوتری (مانند سخت‌افزار، مادربردها) باید دستورالعمل‌های سازگاری دقیق را رعایت کنند. به عنوان مثال:
- کامپیوترهای نسل قدیمی بعید است که انواع جدیدتر فناوری RAM را در خود جای دهند
- حافظه لپ تاپ در دسکتاپ جا نمی شود (و بالعکس)
- RAM همیشه سازگار با عقب نیست
- یک سیستم معمولاً نمی تواند انواع/نسل های مختلف رم را با هم ترکیب و مطابقت دهد
رم استاتیک (SRAM)
- زمان در بازار: دهه 1990 تا کنون
- محصولات محبوب با استفاده از SRAM: دوربین های دیجیتال، روتر، چاپگر، صفحه نمایش LCD
یکی از دو نوع حافظه اصلی (دیگری DRAM است)، SRAM برای کارکرد نیاز به جریان برق ثابت دارد. به دلیل قدرت مداوم، SRAM برای به خاطر سپردن داده های ذخیره شده نیازی به "بازسازی" ندارد.به همین دلیل است که SRAM "ایستا" نامیده می شود - برای دست نخورده نگه داشتن داده ها به هیچ تغییر یا اقدامی (مثلاً به روز کردن) نیاز نیست. با این حال، SRAM یک حافظه فرار است، به این معنی که تمام اطلاعات ذخیره شده پس از قطع برق از بین می روند.
مزایای استفاده از SRAM (در مقابل DRAM) مصرف انرژی کمتر و سرعت دسترسی سریعتر است. معایب استفاده از SRAM (در مقابل DRAM) ظرفیت حافظه کمتر و هزینه های بالاتر تولید است. به دلیل این ویژگی ها، SRAM معمولاً در موارد زیر استفاده می شود:
- حافظه نهان CPU (به عنوان مثال L1، L2، L3)
- بافر/کش هارددیسک
- مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) در کارت‌های ویدئویی
رم دینامیک (DRAM)
- زمان در بازار: دهه 1970 تا اواسط دهه 1990
- محصولات محبوب با استفاده از DRAM: کنسول های بازی ویدیویی، سخت افزار شبکه
یکی از دو نوع حافظه اصلی (دیگری SRAM است)، DRAM برای کارکرد نیاز به "بازسازی" دوره ای قدرت دارد.خازن هایی که داده ها را در DRAM ذخیره می کنند به تدریج انرژی را تخلیه می کنند. بدون انرژی به این معنی است که داده ها از بین می روند. به همین دلیل است که DRAM را «دینامیک» می‌نامند - برای دست نخورده نگه‌داشتن داده‌ها، نیاز به تغییر یا عمل ثابت (مثلاً تازه‌سازی) است. DRAM همچنین یک حافظه فرار است، به این معنی که تمام داده های ذخیره شده پس از قطع برق از بین می روند.
مزایای استفاده از DRAM (در مقابل SRAM) هزینه کمتر ساخت و ظرفیت حافظه بیشتر است. معایب استفاده از DRAM (در مقابل SRAM) سرعت دسترسی کمتر و مصرف انرژی بیشتر است. به دلیل این ویژگی ها، DRAM معمولاً در موارد زیر استفاده می شود:
- حافظه سیستم
- حافظه گرافیکی تصویری
در دهه 1990، Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM) و به دنبال تکامل آن، Burst EDO RAM (BEDO DRAM) توسعه یافت. این نوع حافظه ها به دلیل افزایش کارایی/بازده با هزینه های کمتر جذابیت داشتند. با این حال، این فناوری با توسعه SDRAM منسوخ شد.
رم دینامیک سنکرون (SDRAM)
- زمان در بازار: 1993 تا کنون
- محصولات محبوب با استفاده از SDRAM: حافظه رایانه، کنسول‌های بازی ویدیویی
SDRAM یک طبقه بندی از DRAM است که با ساعت CPU همگام عمل می کند، به این معنی که قبل از پاسخ دادن به ورودی داده (مثلاً رابط کاربری) منتظر سیگنال ساعت می ماند. در مقابل، DRAM ناهمزمان است، به این معنی که بلافاصله به ورودی داده پاسخ می دهد. اما مزیت عملکرد همزمان این است که یک CPU می تواند دستورالعمل های همپوشانی را به صورت موازی پردازش کند، همچنین به عنوان "pipelining" شناخته می شود - توانایی دریافت (خواندن) یک دستورالعمل جدید قبل از اینکه دستورالعمل قبلی به طور کامل حل شود (نوشتن)..
اگرچه خط لوله بر زمان پردازش دستورالعمل ها تأثیر نمی گذارد، اما اجازه می دهد دستورالعمل های بیشتری به طور همزمان تکمیل شوند. پردازش یک دستورالعمل خواندن و نوشتن در هر سیکل ساعت منجر به نرخ انتقال/عملکرد کلی CPU بالاتر می‌شود. SDRAM به دلیل نحوه تقسیم حافظه آن به بانک های جداگانه، از خط لوله پشتیبانی می کند، که به ترجیح گسترده آن نسبت به DRAM اصلی منجر شد.
رم دینامیک همزمان با نرخ تک داده (SDR SDRAM)
- زمان در بازار: 1993 تا کنون
- محصولات پرطرفدار با استفاده از SDR SDRAM: حافظه رایانه، کنسول‌های بازی ویدیویی
SDR SDRAM اصطلاح گسترش یافته برای SDRAM است - این دو نوع یکسان هستند، اما اغلب به عنوان SDRAM نامیده می شوند. نرخ تک داده نشان می دهد که چگونه حافظه در هر سیکل ساعت یک دستور خواندن و نوشتن را پردازش می کند. این برچسب‌گذاری به وضوح مقایسه بین SDR SDRAM و DDR SDRAM کمک می‌کند:
DDR SDRAM اساساً توسعه نسل دوم SDR SDRAM است
RAM دینامیکی سنکرون سرعت داده دو برابر (DDR SDRAM)
- زمان در بازار: 2000 تا ارائه
- محصولات محبوب با استفاده از DDR SDRAM: حافظه رایانه
DDR SDRAM مانند SDR SDRAM عمل می کند، فقط دو برابر سریعتر. DDR SDRAM قادر به پردازش دو دستورالعمل خواندن و نوشتن در هر سیکل ساعت است (از این رو "دو"). اگرچه از نظر عملکرد مشابه است، اما DDR SDRAM دارای تفاوت های فیزیکی (184 پین و یک بریدگی روی کانکتور) در مقابل SDR SDRAM (168 پین و دو بریدگی روی کانکتور) است. DDR SDRAM همچنین با ولتاژ استاندارد پایین‌تر (2.5 ولت از 3.3 ولت) کار می‌کند و از سازگاری رو به عقب با SDR SDRAM جلوگیری می‌کند.
- DDR2 SDRAM ارتقای تکاملی به DDR SDRAM است. در حالی که هنوز سرعت داده دوبرابر است (پردازش دو دستورالعمل خواندن و نوشتن در هر چرخه ساعت)، DDR2 SDRAM سریعتر است زیرا می تواند با سرعت کلاک بالاتر اجرا شود. ماژول های استاندارد حافظه DDR (نه اورکلاک) با فرکانس 200 مگاهرتز، در حالی که ماژول های حافظه استاندارد DDR2 با فرکانس 533 مگاهرتز به پایان می رسند. DDR2 SDRAM با ولتاژ کمتر (1.8 ولت) با پین های بیشتر (240) اجرا می شود که از سازگاری با عقب جلوگیری می کند.
- DDR3 SDRAM از طریق پردازش سیگنال پیشرفته (قابلیت اطمینان)، ظرفیت حافظه بیشتر، مصرف انرژی کمتر (1.5 ولت) و سرعت کلاک استاندارد بالاتر (تا 800 مگاهرتز) عملکرد را نسبت به SDRAM DDR2 بهبود می بخشد. اگرچه DDR3 SDRAM همان تعداد پین را با DDR2 SDRAM (240) به اشتراک می‌گذارد، همه جنبه‌های دیگر از سازگاری با عقب جلوگیری می‌کنند.
- DDR4 SDRAM عملکرد را نسبت به DDR3 SDRAM از طریق پردازش سیگنال پیشرفته تر (قابلیت اطمینان)، ظرفیت حافظه بیشتر، مصرف انرژی کمتر (1.2 ولت) و سرعت کلاک استاندارد بالاتر (تا 1600 مگاهرتز) بهبود می بخشد. DDR4 SDRAM از یک پیکربندی 288 پین استفاده می‌کند که از سازگاری به عقب نیز جلوگیری می‌کند.
Ram دینامیکی سنکرون دو نرخ داده گرافیکی (GDDR SDRAM)
- زمان در بازار: 2003 تا ارائه
- محصولات پرطرفدار با استفاده از GDDR SDRAM: کارت‌های گرافیکی، برخی تبلت‌ها
GDDR SDRAM نوعی از DDR SDRAM است که به طور خاص برای رندر گرافیک ویدئویی، معمولاً در ارتباط با یک GPU (واحد پردازش گرافیکی) اختصاصی روی یک کارت گرافیک طراحی شده است.بازی‌های رایانه‌ای مدرن با محیط‌های با کیفیت بسیار واقعی و باورنکردنی همراه هستند، که اغلب به مشخصات سیستم سنگین و بهترین سخت‌افزار کارت گرافیک برای بازی نیاز دارند (مخصوصاً هنگام استفاده از نمایشگرهای ۷۲۰p یا ۱۰۸۰p).
مشابه DDR SDRAM، GDDR SDRAM خط تکاملی خود را دارد (بهبود عملکرد و کاهش مصرف انرژی): GDDR2 SDRAM، GDDR3 SDRAM، GDDR4 SDRAM و GDDR5 SDRAM
علی رغم اشتراک ویژگی های بسیار مشابه با DDR SDRAM، GDDR SDRAM دقیقاً یکسان نیست. تفاوت های قابل توجهی با نحوه عملکرد GDDR SDRAM وجود دارد، به ویژه در مورد اینکه چگونه پهنای باند نسبت به تأخیر ترجیح داده می شود. انتظار می رود GDDR SDRAM حجم عظیمی از داده (پهنای باند) را پردازش کند، اما نه لزوماً با سریعترین سرعت (تأخیر). به یک بزرگراه 16 خطی فکر کنید که با سرعت 55 مایل در ساعت تنظیم شده است. در مقایسه، انتظار می رود DDR SDRAM دارای تأخیر کم باشد تا فوراً به CPU پاسخ دهد. به یک بزرگراه 2 خطی فکر کنید که با سرعت 85 مایل در ساعت تنظیم شده است.
فلش مموری
- زمان در بازار: 1984 تا کنون
- محصولات محبوب با استفاده از فلش مموری: دوربین های دیجیتال، گوشی های هوشمند/تبلت، سیستم های بازی دستی/اسباب بازی
فلش مموری نوعی از رسانه ذخیره سازی غیرفرار است که پس از قطع برق تمام داده ها را حفظ می کند. علیرغم نام، حافظه فلش از نظر شکل و عملکرد (یعنی ذخیره سازی و انتقال داده) به درایوهای حالت جامد نسبت به انواع رم های ذکر شده نزدیکتر است. فلش مموری بیشتر در موارد زیر استفاده می شود:
- درایوهای فلش USB
- چاپگر
- پخش کننده رسانه قابل حمل
- کارت های حافظه
- لوازم الکترونیکی/اسباب بازی های کوچک
سوالات متداول
- آیا بهترین نوع RAM وجود دارد؟ وجود ندارد، زیرا انواع مختلف RAM اغلب کاربردهای بسیار متفاوتی دارند. اما برای یک کاربر محاسبات خانگی، امروزه بهترین گزینه DDR4 است.
- سریعترین چیست: DDR2. DDR3. یا DDR4؟ هر نسل از رم نسبت به نسل قبلی بهبود می یابد و سرعت و پهنای باند بیشتری را برای جدول به ارمغان می آورد. سریعترین رم در زمینه محاسبات خانگی به راحتی DDR4 است.
