رم یا RAM یا حافظه دستیابی تصادفی، بخش از حافظه اصلی هر کامپیوتر محسوب میشود. خب تا این‌جای ماجرا، همه چیز خوب و قابل فهم به نظر می‌رسد. اما وقتی پای تفاوت انواع رم کامپیوتر به میان می‌آید، بسیاری از کاربران عطای این موضوع را به لقایش می‌بخشند! چون به نظرشان، بحث پیچیده و حوصله سربری است!
اما با یک نگاه دقیق و بررسی کامل، متوجه می‌شویم که نه مفهوم کلی رم، نه عملکرد آن و نه حتی تفاوت‌هایی که انواع مختلف این تراشه با هم دارند، هیچ‌کدام موضوع‌های گنگ و غیر قابل پردازش و تحلیلی نیستند!
در این مقاله از مجله تکنولوژی ایده آل تک قصد داریم ضمن بررسی دقیق تفاوت انواع رم کامپیوتر شما را با عملکرد و ماهیت کلی این قطعه حساس رایانه هم آشنا کنیم. لطفا تا پایان با ما همراه باشید.
رم چیست و چگونه کار میکند ؟
اجازه بدهید مقاله را با ارائه تعریف دقیق رم و نحوه عملکرد آن در سیستم‌های کامپیوتری شروع کنیم. حتی اگر از قبل با این موضوع آشنا هستید، باز هم مرور دوباره آن، خالی از لطف نخواهد بود.
واژه RAM خلاصه شده عبارت “Random Access Memory” بوده و به معنی حافظه دستیابی تصادفی است. رم یکی از اجزای یک‌پارچه و اصلی کامپیوتر است و بدون آن، حتی نمی‌توانید سیستم خود را بالا بیاورید (در اصطلاح آن را بوت کنید)
در یک تعریف خیلی ساده، باید بگوییم رم حافظه‌ای است که اطلاعات برنامه‌های در حال اجرا، روی آن ذخیره می‌شوند و CPU می‌تواند به صورت مستقیم و البته تصادفی، به همه این اطلاعات دسترسی داشته باشد.
زمانی که یک برنامه را فراخوانی می‌کنید (با کلیک کردن روی آن)، اطلاعاتش روی رم ذخیره می‌شوند و CPU با استفاده از این اطلاعات، شروع به پردازش داده‌ها و اجرای برنامه مورد نظر شما میکند.
برای درک بهتر این موضوع، اجازه بدهید به ذکر یک مثال بپردازیم: اگر شما در حال اجرای فتوشاپ سیستم خود را خاموش کنید، با روشن کردن دوباره آن، می‌بینید که برنامه فتوشاپ بسته شده است! به این دلیل که تمام اطلاعات آن، در RAM ذخیره شده بودند.
به همین دلیل است که با خاموش و روشن کردن رایانه، سیستم عامل همچنان بالا می‌آید و همه تغییرات آن، سر جای خود باقی می‌مانند. زیرا اطلاعات ROM دائمی بوده و با اطلاعات جدید جایگزین نمی‌شوند.
خب به حافظه مورد علاقه خودمان یعنی RAM برگردیم. گفتیم که این حافظه تصادفی است؛ به این معنی که CPU می‌تواند بدون پردازش خانه‌های قبلی (بدون رعایت ترتیب در خواندن خانه‌های حافظه) به اطلاعات هر خانه، دسترسی داشته باشد.
رم مقدار کمی از داده‌ها را در خود ذخیره میکند تا CPU بتواند با سرعت هرچه بیشتر، به همه داده‌های مورد نیاز خود دسترسی داشته باشد. این موضوع در نهایت، باعث افزایش سرعت اجرای دستورات در کامپیوتر یا لپ تاپ شما میشود.
در اصل، RAM عملکردی مانند هاردهای HDD یا SSD دارد؛ با این تفاوت که اولا بسیار سریع‌نر است و دوما، اطلاعات آن فرار هستند و با هر ریستارت شدن کامپیوتر، اطلاعات آن از بین می‌روند.
به محض این‌که کامپیوتر شما خاموش شود، همه اطلاعات آن از بین می‌روند. بنابراین نمی‌توانید از آن برای ذخیره دائمی اطلاعات استفاده کنید. این‌جاست که کاربران مجبورند برای ذخیره فیلم، موسیقی، عکس و … در رایانه خود، به سراغ حافظه‌های جانبی مانند هارد HDD و SSD بروند.
چه فایل‌هایی در RAM ذخیره می‌شوند؟
هنگامی که هر برنامه‌ای را در رایانه خود باز می‌کنید، هارد دیسک یا SSD اطلاعات ضروری برنامه را به RAM منتقل میکند. سپس CPU می‌تواند به داده‌های RAM دسترسی پیدا کرده و برنامه را اجرا کند. پس از بستن برنامه، داده‌ها از رم پاک می‌شوند.
حال ممکن است این سوال در ذهن شما شکل بگیرد که چرا CPU داده‌ها را به صورت مستقیم از هارد دریافت نمی‌کند؟ جواب این سوال بسیار ساده است:
حافظه‌های بلند مدت در مقایسه با پردازنده، از سرعت بسیار پایین‌تری برخوردار هستند. بنابراین هماهنگ‌سازی این دو تراشه، عملا غیر ممکن است. ان‌جاست که RAM به عنوان یک حافظه واسط، وارد عمل میشود.
انواع رم کدامند ؟
مانند سایر انواع تجهیزات حوزه فناوری، RAM هم در سالیان گذشته، شاهد تغییر و تحول‌های فراوانی بوده است. ما از جدیدترین نوع رم شروع کرده و در نهایت، به اولین و قدیمی‌ترین نسخه‌های آن خواهیم رسید.
DDR SDRAM (رم دینامیکی سنکرون با سرعت دو برابری داده)
DDR مخفف عبارت “Double Data Rate” بوده و به معنی حافظه دسترسی تصادفی داینامیک همزمان دوگانه است. این نوع RAM رایج‌ترین حافظه به کار رفته در رایانه‌های مدرن و امروزی، به شمار می‌رود.
DDR SDRAM اغلب به اختصار به عنوان DDR شناخته میشود؛ با این‌حال باید بدانیم که DDR نوعی رم SDRAM است که تکامل یافته نسخه قدیمی‌تر، یعنی SDR SDRAM محسوب میشود. (در ادامه به صورت مفصله به SDR هم اشاره خواهیم کرد)
اصلی‌ترین تفاوت رم DDR با نسخه قدیمی‌تر یعنی SDR در این است که این حافظه با استفاده از هر دو لبه بالا و پایین سیگنال ساعت، سرعت انتقال داده را دو برابر میکند. بنابراین از نظر تئوری، DDR دو برابر سریعتر از SDR است.
تاکنون 5 نسل از رم DDR SDRAM به بازار عرضه شده‌اند:
- DDR (معرفی شده در سال 2000)
- DDR2 (معرفی شده در سال 2003)
- DDR3 (معرفی شده در سال 2007)
- DDR4 (معرفی شده در سال 2014)
- DDR5 (معرفی شده در سال 2021)
جالب است بدانید که هر نسل جدید از رم‌های DDR که به بازار عرضه شد، توانست سرعت انتقال داده بین رم و CPU را دو برابر افزایش دهد! اما این اتفاق چگونه ممکن است؟
به این ترتیب، آرایه سلول حافظه داخلی (جایی که داده‌ها در آن ذخیره می‌شوند) تعداد بیت‌های تحویل داده شده در یک زمان به گذرگاه حافظه خارجی را دو برابر میکند.
این فرآیند به عنوان پیش واکشی نیز شناخته میشود و به همین دلیل است که DDR3 سریعتر از DDR2 است و همچنین DDR2 سریعتر از نسل اول DDR است.
DDR4 کمی متفاوت عمل میکند؛ زیرا آرایه‌های حافظه به گروه‌های بانکی تقسیم می‌شوند، به این معنی که می‌توان واکشی‌های اولیه را از قسمت‌های مختلف رم به طور همزمان استخراج کرد که منجر به سرعت بالاتر، (حتی از DDR3) میشود.
نکته: تا سال 2022 رم DDR4 رایج‌ترین نوع حافظه به کار رفته در رایانه‌های شخصی در سراسر جهان است. DDR5 که به تازگی منتشر شده است؛ هنوز برای استفاده مصرف کنندگان، بسیار گران است!
SDR SDRAM (رم دینامیک همزمان با نرخ تک داده)
SDR SDRAM که به اختصار SDR نامیده میشود، نسل قدیمی حافظه‌های رم است که معمولا در کامپیوترهای قبل از سال 2000 از آن استفاده می‌شد. این نوع رم، اکنون به صورت کامل منسوخ شده و جای خود را به DDR داده است.
در یک تعریف کلی، می‌توان گفت که رم SDR در هر چرخه کلاک یا ساعت، فقط یک‌بار می‌تواند اطلاعات ثبت کند و بخواند. به عبارت دیگر، این حافظه باید منتظر تکمیل دستور قبلی بماند تا بتواند دستور جدید را پردازش کند.
رم استاتیک و رم داینامیک
تا این‌جا ما فقط دو نوع از انواع رم‌های SDRAM را بررسی کردیم. این دو مدل شناخته شده‌تر از سایرین بودند و به همین دلیل، ما در ابتدا سعی کردیم آن‌ها را به صورت تخصصی بررسی کنیم. حال در ادامه قصد داریم تفاوت انواع رم کامپیوتر را به تفصیل بیشتری بررسی کنیم.
به طور کلی، تراشه‌های رم در دو نوع زیر موجود هستند:
- SRAM (رم استاتیک)
- DRAM (رم پویا)
حال بیایید این دو ساختار را بیشتر بررسی کنیم:
SRAM (رم استاتیک)
حافظه های SRAM از مدارهایی تشکیل شده‌اند که می‌توانند اطلاعات ذخیره شده را تا زمانی که برق اعمال میشود حفظ کنند. این بدان معناست که این نوع حافظه به قدرت ثابت نیاز دارد. از حافظه‌های SRAM برای ایجاد حافظه کش استفاده میشود.
DRAM (رم پویا یا داینامیک)
DRAM مخفف Dynamic Random Access Memory است. این یک نوع RAM است که به شما امکان می‌دهد هر بیت داده را در یک خازن جداگانه در یک مدار مجتمع خاص ذخیره کنید. رم دینامیک یک حافظه استاندارد برای بسیاری از رایانه‌های رومیزی مدرن است.
به طول کلی، 5 نوع از حافظه‌های DRAM وجود دارند:
- ADRAM: در این رم، زمان‌بندی دستگاه حافظه به صورت ناهمزمان کنترل میشود. یک مدار کنترل کننده حافظه تخصصی، سیگنال‌های کنترلی لازم را برای کنترل زمان‌بندی تولید میکند. CPU باید تاخیر در پاسخ حافظه را در نظر بگیرد.
- SDRAM: سرعت دسترسی این تراشه‌های رم، مستقیما با ساعت CPU هماهنگ میشود. برای این کار، تراشه‌های حافظه زمانی که CPU انتظار دارد آماده کار باشند، آماده کار می‌مانند.
- DDR SDRAM: این نسخه سریعتر از SDRAM عملیات خود را در هر دو لبه سیگنال ساعت انجام می‌دهد. در حالی که یک SDRAM استاندارد، عملیات خود را روی لبه افزایشی سیگنال ساعت انجام می‌دهد.
- RDRAM: سرعت انتقال داده بسیار بالایی را از طریق یک گذرگاه باریک حافظه CPU فراهم میکند. از مکانیسم‌های افزایش سرعت مختلف مانند رابط حافظه همزمان، حافظه پنهان در تراشه‌های DRAM و زمان‌بندی سیگنال بسیار سریع استفاده میکند.
- CDRAM: این حافظه یک نوع خاص حافظه DRAM با حافظه کش روی تراشه (SRAM) است که به عنوان یک بافر پرسرعت برای DRAM اصلی عمل میکند.
همان‌طور که قبلا هم اشاره کردیم، در حال حاضر همه رایانه‌های شخصی (کامپیوتر و لپ تاپ) از رم‌های DDR SDRAM استفاده می‌کنند.
کلام آخر
رم یا حافظه دستیابی تصادفی یکی از اجزای اصلی سیستم‌های کامپیوتری محسوب میشود. این تراشه وظیفه نگه‌داری موقت اطلاعات برنامه‌های در حال اجرا به منظور دسترسی سریع CPU را بر عهده دارد.
در این مقاله به بررسی تفاوت انواع رم کامپیوتر پرداختیم. در صورتی که همچنان در این رابطه سوال یا ابهامی دارید، حتما در بخش نظرات با ما در میان بگذارید تا در اولین فرصت، پاسخ‌گوی شما عزیزان باشیم.