[Zohreh Gholami]

مقاله ای کوتاه و جامع درباره RAM یا Random Access Memory


RAM چیست؟
RAM يكي از انواع حافظه ها و البته پر كاربردترين آنهاست RAM مخفف اصطلاح Random Access Memory يا حافظه با دستيابي تصادفي بوده و حافظه‌اي قابل خواندن و نوشتن مي‌باشد. توجه داشته باشید که وقتي ما از حافظهءاصلي كامپيوتر حرف‌مي‌زنيم، منظور همان RAM است. اين حافظه به ‌صورت غيرمستقيم در اختيار كاربر یا User قرار می گیرد.


چرا از RAM استفاده می کنیم؟
اصولاً اطلاعات و داده‌هاي مربوط به هر برنامه‌اي كه مي‌خواهد اجرا شود، روي RAM قرار مي‌گيرد. دليل انجام اين عمل ايجاد تعادل بين سرعت CPU و ديسك سخت مي‌باشد. از آنجايي كه سرعت CPUها بسيار زياد است و سرعت ديسكهاي سخت نسبت به آنها پايين مي‌باشد، RAM مي‌تواند با قرارگيري بين اين دو يك تعادل سرعت ايجاد نمايد. بنابراين مقدار RAM در مواقعي كه كاربر نياز به اجراي چندين برنامه به طور همزمان را دارد و يا از برنامه‌هاي پر حجم استفاده مي‌كند تأثير به سزايي در سرعت كامپيوتر خواهد داشت.


پهنای باند در RAM یعنی چه؟
مقدار اطلاعاتی که در واحد زمان می تواند به حافظه (و یا از حافظه)منتقل شود را میزان انتقال اطلاعات می نامند .تعداد بیت انتقالی ازحافظه را پهنای باند حافظه می نامند. این پارامتر به تعداد بیت انتقالی که در طراحی حافظه در نظر گرفته شده است بستگی دارد. مثلاً اگر در حافظه A تعداد بیت انتقالی 16(2بایت ) باشدو حافظه  B(با همان تکنولری ساخت حافظه A) درهر دستیابی تعداد بیت انتقالی 8تا باشد حافظه Aنسبت به حافظه B دارای میزان اطلاعات انتقالی بالاتری است.


ظرفیت RAM
همان طور که می دانیم تمام اطلاعات در کامپیوتر به صورت صفر ویک ذخیره می شوند پس تعداد صفر ویک هایی که یک حافظه می تواند در خود نگه دارد معرف ظرفیت حافظه می باشد.


واحد ظرفیت RAM
کوچکترین واحد حافظه که می تواند یکی ز مقادیر صفرویا یک را داشته باشد بیت (bit) نامیده می شود. یک بیت واحد بسیار کوچکی است بنابراین ار واحدهای بزرگتری نیز برای تعیین ظرفیت حافظه استفاده می شود مانند nibble,word,byte  اما در شکل عمومی آن از واحد بایت استفاده می کنند. به دلیل زیاد بودن حجم حافظه از واحدهای بزرگتری بر حسب بایت هم استفاده می کنند مثلا کیلو بایت ومگا بایت و گیگا بایت.


زمان دستیابی
زمانی است که درخواست دستیابی به یک ناحیه ازحافظه داده می شود تا وقتی که ان ناحیه مورد دستیابی قرار می گیرد در واقع این پارامتر تعیین کننده سرعت حافظه می باشد که واحدهای میلی ثانیه ومیکرو ثانیه ونانوثانیه را برای ان در نظر می گیرند.


RAM ازدید سخت افزاری کارکرد وکاربرد قطعه در کامپیوتر
مبانی کارکرد حافظه ram
روش اول برای تسریع عملکرد RAM
روش دوم برای تسریع عملکرد RAM
RAM چگونه كار ميكند ؟Random Access Memory


مبانی کارکرد حافظه ram
حافظه RAM، یک تراشه مدار مجتمع (IC) بوده که از میلیون‌ها ترانزیستور و خازن تشکیل شده است. در اغلب حافظه‌ها با استفاده و بکارگیری یک خازن و یک ترانزیستور می‌توان یک سلول را ایجاد کرد. سلول فوق قادر به نگهداری یک بیت داده خواهد بود. خازن اطلاعات مربوط به بیت را که یک و یا صفر است، در خود نگهداری خواهد کرد. عملکرد ترانزیستور مشابه یک سوییچ بوده که امکان کنترل مدارات موجود بر روی تراشه حافظه را بمنظور خواندن مقدار ذخیره شده در خازن و یا تغییر وضعیت مربوط به آن، فراهم می نماید.

خازن مشابه یک ظرف (سطل) بوده که قادر به نگهداری الکترون‌ها است. بمنظور ذخیره سازی مقدار "یک" در حافظه، ظرف فوق می‌بایست از الکترونها پر گردد. برای ذخیره سازی مقدار صفر، می بایست ظرف فوق خالی گردد. مسئله مهم در رابطه با خازن، نشت اطلاعات است (وجود سوراخ در ظرف) بدین ترتیب پس از گذشت چندین میلی‌ثانیه یک ظرف مملو از الکترون تخلیه می گردد. بنابراین بمنظور اینکه حافظه بصورت پویا اطلاعات خود را نگهداری نماید، می بایست پردازنده و یا "کنترل کننده حافظه" قبل از تخلیه شدن خازن، مکلف به شارژ مجدد آن بمنظور نگهداری مقدار "یک" باشند.

بدین منظور کنترل کننده حافظه اطلاعات حافظه را خوانده و مجددا" اطلاعات را بازنویسی می نماید. عملیات فوق (Refresh)، هزاران مرتبه در یک ثانیه تکرار خواهد شد. علت نامگذاری DRAM بدین دلیل است که این نوع حافظه ها مجبور به بازخوانی اطلاعات بصورت پویا خواهند بود. فرآیند تکراری " بازخوانی / بازنویسی اطلاعات" در این نوع حافظه ها باعث می شود که زمان تلف و سرعت حافظه کند گردد.


روش اول برای تسریع عملکرد RAM
INTERLEAVING  به معنی پروسه ارتباطی CPU با هر بانک RAM میباشد هر بار CPU آدرس یک Bank را درخواست می کند یک سیکل بعد آن بانک Ram خود را Reset می کند. در ضمن که یک بانک Reset می شود CPU اطلاعات بانک بعدی را رد و بدل میکند این عمل باعث سرعت نقل و انتقال اطلاعات می گردد.


روش دوم برای تسریع عملکرد RAM
Bursting روش دیگر تسریع رد و بدل کردن اطلاعات است. CPU به جای اینکه اطلاعات را تکه تکه دریافت کند یک بلوک بزرگ اطلاعاتی از آدرسهای مختلف را درخواست می کند. CPU بدون اینکه درخواست های متوالی بگذارد با یک درخواست یک بلوک شامل چندین سلول اطلاعات را انتقال می‌دهد.


RAM چگونه كار ميكند؟ (Random Access Memory)
معروف ترين حافظه مورد استفاده كامپيوتر است. به اين وسيله از انجايي كه دستيابي به سلول هاي حافظه آن بلافاصله قابل دسترسي هست random access مي گويند نقطه مقابل RAM را Serial Access Memory (SAM) مينامند همانطور كه از نامش پيداست ديتاها را بصورت سريال مانند نوار كاست نگهداري مي كند. 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.


RAM از دید بازاری
RAMهای  SD
RAMهای   DDR1
RAMهای   DDR2
RAMهای   DDR3
شکاف های RAM
درهنگام خرید RAM باید به چه چیزهایی توجه کنیم
حال تفاوت DDR3 و DDR2 و DDR در چیست؟


RAMهای  SD
RAM های SD  سری های قدیمی از RAM ها هستند
که تا 512مگابایت ظرفیت داشتند واکنون دیگه تولید نمی شوند وفقط دست دوم انها به ندرت گیر می اید
واز مشخصات بارز انها
1: روی انها کلمه SD هک شده است
2: روی انها دو شیار وجود دارد


RAMهای   DDR1
RAM  های DDR  که تا به حال سه نسل انها وارد بازارشد
از نوع RAMهای پویا هستند
این نوع از RAM ها نسل بعد ازنسل SD هستند
واز مشخصات بارز انها
1: روی انها کلمه DDR هک شده است
2: روی انها دو شیار وجود دارد


RAMهای   DDR2
این نوعی DDR تا سرعت 800 مگا هرتز عملکرد با کاهش مصرف برق و کاهش حرارت قابل ملاحظه نسبت به DDR1‌ می باشد
واز مشخصات بارز انها
1: روی انها کلمه DDR2 هک شده است
2: روی انها دو شیار وجود دارد


RAMهای   DDR3
DDR3 حافظه ی جدیدی از سری حافظه های DDR هست که نام کامل آن
(Double Data Rate 3 Synchronous Dynamic Random Access Memory)
هست قرار است جایگزین حافظه های DDR2 شود که به تازگی مصرف زیادی پیدا کرده است.
پهناي باند بالاتر و مصرف انرژي کمتر از جمله خصوصيات حافظه‌هاي Ddr3 مي‌باشند
حافظه‌هاي Ddr3 فرکانس و پهناي باندي تا دو برابر Ddr2 دارا مي‌باشند
حافظه‌هاي Ddr3 مصرف انرژي کمتري (حدودا 30% کمتر) نسبت به Ddr2 دارا هستند که نتيجه کاهش ولتاژ از 1.8 به 1.5 ولت مي‌باشد قرار است در حافظه‌هاي Ddr3 سنسور حرارتي تعبيه گردد.


شکاف های RAM
شکاف های حافظه RAM  بر اساس نوع حافظه به دو دسته تقسیم می شود.
شکاف های حافظه SIMM:این نوع شکاف بر روی بردهای اصلی قدیمی برای حافظه RAM از نوع SIMMبا تعداد 32 پایه یا 72 پایه استفاده می شود.
و اگر محل قرار گرفتن RAM 168 پایه باشد به شکاف DIMMمی گویند.
همچنين گفتني است RAMهاي قديمي‌تر كه اندازة كوچكتري داشتند با نام SIMM و RAMهاي كنوني كه بزرگتر هستند را با نام DIMM مي‌شناسند.


در هنگام خرید RAM باید به چه چیزهایی توجه کنیم؟
تفاوت ظاهري اين دو نوع RAM در برشهايي است كه روي پايه‌هاي آنها مشاهده مي‌شود، SDRAMها داراي 2 برش روي پايه‌هايشان هستند در حالي كه 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.


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.