يمكن أن تكون الذاكرة التي يستخدمها الكمبيوتر جزءًا كبيرًا من كيفية عمل الكمبيوتر ومدى سرعة أدائه. إذا كنت تقوم ببناء جهاز كمبيوتر ، فقد يكون من الصعب معرفة ماذا تختار أو لماذا. لهذا السبب قمنا بوضع هذا الدليل.
هناك العديد من التقنيات المختلفة عندما يتعلق الأمر بالذاكرة. فيما يلي نظرة عامة على هذه التقنيات وماذا تعني للكمبيوتر الخاص بك.
ملاحظة المحررين: تم تحديث هذه المقالة ، التي نُشرت في الأصل عام 2007 ، في نوفمبر 2016 بمزيد من المعلومات الحالية حول أحدث تقنيات الذاكرة.
ذاكرة للقراءة فقط
ROM هي في الأساس ذاكرة للقراءة فقط ، أو ذاكرة يمكن قراءتها ولكن لا تتم كتابتها إلى. يستخدم ROM في الحالات التي يجب فيها الاحتفاظ بالبيانات المخزنة بشكل دائم. ذلك لأنها ذاكرة غير متقلبة - بمعنى آخر ، البيانات "صلبة" في الشريحة. يمكنك تخزين هذه الشريحة إلى الأبد وستظل البيانات موجودة دائمًا ، مما يجعل هذه البيانات آمنة جدًا. يتم تخزين BIOS على ROM لأنه لا يمكن للمستخدم تعطيل المعلومات.
يوجد أيضًا عدد من أنواع ROM المختلفة:
EEPROM
ROM القابلة للبرمجة (PROM):
هذا في الأساس عبارة عن شريحة ROM فارغة يمكن كتابتها ، ولكن مرة واحدة فقط. يشبه إلى حد كبير محرك أقراص CD-R الذي يحرق البيانات في القرص المضغوط. تستخدم بعض الشركات الآلات الخاصة لكتابة PROMs لأغراض خاصة. تم اختراع PROM لأول مرة في عام 1956.
ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة (EPROM):
هذا مثل PROM ، باستثناء أنه يمكنك مسح ذاكرة الوصول العشوائي (ROM) عن طريق تسليط ضوء خاص فوق بنفسجي على مستشعر أعلى رقاقة ROM لفترة زمنية معينة. يؤدي القيام بذلك إلى مسح البيانات ، مما يسمح بإعادة كتابتها. تم اختراع EPROM لأول مرة في عام 1971.
ROM القابلة للبرمجة كهربائيًا (EEPROM):
وتسمى أيضا فلاش BIOS. يمكن إعادة كتابة ROM من خلال استخدام برنامج خاص. يعمل Flash BIOS بهذه الطريقة ، مما يسمح للمستخدمين بترقية BIOS الخاص بهم. تم اختراع EEPROM لأول مرة في عام 1977.
ذاكرة الوصول العشوائي أبطأ من ذاكرة الوصول العشوائي ، وهذا هو السبب في محاولة البعض لتظليلها لزيادة السرعة.
الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب
ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي ما يفكر فيه معظمنا عندما نسمع كلمة "الذاكرة" المرتبطة بأجهزة الكمبيوتر. إنها ذاكرة متقلبة ، مما يعني فقدان جميع البيانات عند إيقاف تشغيل الطاقة. يتم استخدام ذاكرة الوصول العشوائي للتخزين المؤقت لبيانات البرنامج ، مما يسمح بتحسين الأداء.
مثل ROM ، هناك أنواع مختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي. فيما يلي الأنواع المختلفة الأكثر شيوعًا.
ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة (SRAM)
سوف تحافظ ذاكرة الوصول العشوائي هذه على بياناتها طالما تم توفير الطاقة لشرائح الذاكرة. لا تحتاج إلى إعادة كتابتها بشكل دوري. في الواقع ، المرة الوحيدة التي يتم فيها تحديث البيانات على الذاكرة أو تغييرها هي عندما يتم تنفيذ أمر الكتابة الفعلي. SRAM سريع للغاية ، لكنه أغلى بكثير من DRAM. وغالبا ما يستخدم SRAM كذاكرة ذاكرة التخزين المؤقت بسبب سرعته.
هناك أنواع قليلة من SRAM:
ثابت ذاكرة الوصول العشوائي رقاقة
المتزامن SRAM:
نوع أقدم من SRAM يستخدم في العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية للذاكرة المؤقتة L2. إنه غير متزامن ، مما يعني أنه يعمل بشكل مستقل عن ساعة النظام. هذا يعني أن وحدة المعالجة المركزية وجدت نفسها في انتظار المعلومات من ذاكرة التخزين المؤقت L2. بدأ استخدام Async SRAM كثيرًا في التسعينيات.
مزامنة SRAM:
هذا النوع من SRAM متزامن ، مما يعني أنه متزامن مع ساعة النظام. بينما يسرع هذا الأمر ، إلا أنه يجعله غالي الثمن في نفس الوقت. أصبح Sync SRAM أكثر شعبية في أواخر التسعينيات.
انفجار خط الأنابيب SRAM:
الاكثر استعمالا. يتم توجيه طلبات SRAM ، مما يعني إرسال حزم أكبر من البيانات إلى الذاكرة مرة واحدة ، ويتم تنفيذها بسرعة كبيرة. يمكن أن يعمل هذا الصنف من SRAM بسرعات حافلات أعلى من 66MHz ، لذلك يتم استخدامه غالبًا. تم تنفيذ خط الأنابيب انفجر SRAM لأول مرة في عام 1996 من قبل شركة إنتل.
ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)
DRAM ، بخلاف SRAM ، يجب إعادة كتابته باستمرار حتى يتمكن من الاحتفاظ ببياناته. يتم ذلك عن طريق وضع الذاكرة على دائرة تحديث تعيد كتابة البيانات عدة مئات من الوقت في الثانية. يستخدم DRAM لمعظم ذاكرة النظام لأنه رخيص وصغير.
هناك عدة أنواع من DRAM ، مما يزيد من تعقيد مشهد الذاكرة:
وضع الصفحة السريع DRAM (FPM DRAM):
FPM DRAM أسرع قليلاً من DRAM العادي. قبل وجود EDO RAM ، كانت FPM RAM هي النوع الرئيسي المستخدم في أجهزة الكمبيوتر. إنها أشياء بطيئة للغاية ، مع وصول وقت 120 نانوثانية. تم تعديله في نهاية المطاف إلى 60 نانوثانية ، لكن FPM كان لا يزال بطيئًا جدًا في العمل على ناقل النظام 66 ميجا هرتز. لهذا السبب ، تم استبدال FPM RAM بذاكرة الوصول العشوائي EDO. لا يستخدم FPM RAM كثيرًا اليوم بسبب سرعته البطيئة ، ولكنه مدعوم عالميًا تقريبًا.
تمديد البيانات خارج DRAM (EDO DRAM):
تتضمن ذاكرة EDO قرصًا آخر في طريقة الوصول. إنها تتيح وصولاً واحدًا بينما يتم إكمال وصول آخر. على الرغم من أن هذا قد يبدو عبقريًا ، إلا أن زيادة الأداء مقارنة بـ FPM DRAM تبلغ 30٪ فقط. يجب دعم EDO DRAM بشكل صحيح بواسطة الشرائح. EDO RAM يأتي على SIMM. لا يمكن أن تعمل ذاكرة الوصول العشوائي (EDO) على سرعة ناقل أسرع من 66 ميجا هرتز ، لذلك ، مع زيادة استخدام سرعات الحافلات الأعلى ، اتخذت ذاكرة الوصول العشوائي (EDO) مسار ذاكرة الوصول العشوائي (FPM).
انفجار EDO DRAM (BEDO DRAM):
كانت ذاكرة الوصول العشوائي (EDO) الأصلية بطيئة للغاية بالنسبة للأنظمة الأحدث التي ظهرت في ذلك الوقت. لذلك ، يجب تطوير طريقة جديدة للوصول إلى الذاكرة لتسريع الذاكرة. كان الانفجار هو الأسلوب المبتكر. هذا يعني أنه تم إرسال كتل أكبر من البيانات إلى الذاكرة في وقت واحد ، وأن كل "كتلة" من البيانات لا تحمل عنوان ذاكرة الصفحة المباشرة فقط ، ولكن المعلومات في الصفحات المتعددة التالية. لذلك ، لن تواجه عمليات الوصول القليلة التالية أي تأخير بسبب طلبات الذاكرة السابقة. تعمل هذه التقنية على زيادة سرعة ذاكرة الوصول العشوائي (EDO) بسرعة تصل إلى حوالي 10 نانوثانية ، لكنها لم تمنحها القدرة على العمل بثبات عند سرعات ناقل تزيد عن 66 ميجا هرتز. كان BEDO RAM محاولة لجعل ذاكرة الوصول العشوائي EDO تتنافس مع SDRAM.
DRAM متزامن (SDRAM):
بواسطة Royan - هذا الملف مشتق من: SDR SDRAM.jpg ، CC BY 2.5 ، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟curid=12309701
أصبح SDRAM المعيار الجديد بعد بت EDO الغبار. سرعته متزامنة ، مما يعني أنه يعتمد بشكل مباشر على سرعة الساعة للنظام بأكمله. SDRAM القياسية يمكن التعامل مع سرعات أعلى الحافلة. من الناحية النظرية ، يمكن أن تعمل بسرعة تصل إلى 100 ميجا هرتز ، على الرغم من أنه تبين أن العديد من العوامل المتغيرة الأخرى قد بحثت فيما إذا كان بإمكانها القيام بذلك أم لا. تعتمد السرعة الفعلية للوحدة النمطية على رقائق الذاكرة الفعلية بالإضافة إلى عوامل التصميم في ذاكرة PCB نفسها.
للتغلب على التباين ، أنشأت Intel معيار PC100. يضمن معيار PC100 توافق الأنظمة الفرعية SDRAM مع معالجات FSB بسعة 100 ميجاهرتز من Intel. خلقت متطلبات التصميم والإنتاج والاختبار الجديدة تحديات لشركات أشباه الموصلات وموردي وحدة الذاكرة. تتطلب كل وحدة PC100 SDRAM سمات أساسية لضمان الامتثال الكامل ، مثل استخدام مكونات 8ns DRAM (الرقائق) القادرة على التشغيل بسرعة 125 ميجاهرتز. يوفر هذا هامش أمان في ضمان تشغيل وحدة الذاكرة بسرعات PC100. بالإضافة إلى ذلك ، يجب استخدام رقائق SDRAM بالتزامن مع EEPROM مبرمجة بشكل صحيح على لوحة دوائر مطبوعة مصممة بشكل صحيح. كلما كانت المسافة التي تحتاجها الإشارة أقل ، كلما زادت سرعة تشغيلها. لهذا السبب ، كانت هناك طبقات إضافية من الدوائر الداخلية على وحدات PC100.
مع زيادة سرعات الكمبيوتر ، واجهت نفس المشكلة في ناقل 133 ميغاهيرتز ، لذلك تم تطوير معيار PC133. ظهرت SDRAM لأول مرة في أوائل سبعينيات القرن الماضي واستخدمت حتى منتصف التسعينيات.
RAMBus DRAM (RDRAM):
تم تطويره من قبل شركة Rambus، Inc. واعتمدته شركة Intel كخليفة تم اختياره لـ SDRAM. يضيق RDRAM ناقل الذاكرة إلى 16 بت ويعمل بسرعة تصل إلى 800 ميجاهرتز. نظرًا لأن هذه الحافلة الضيقة تشغل مساحة أقل على اللوحة ، يمكن للأنظمة الحصول على المزيد من السرعة من خلال تشغيل قنوات متعددة بشكل متوازٍ. على الرغم من السرعة ، واجه RDRAM وقتًا عصيبًا في السوق بسبب مشكلات التوافق والتوقيت. الحرارة هي أيضًا مشكلة ، لكن RDRAM لديها خافضات حرارة لتبديد هذا. تعد التكلفة مشكلة رئيسية في RDRAM ، حيث يحتاج المصنِّعون إلى إجراء تغييرات رئيسية على المنشأة لإجراء ذلك وتكلفة المنتج للمستهلكين مرتفعة للغاية بحيث يتعذر على الناس ابتلاعها. ظهرت اللوحات الأم الأولى بدعم RDRAM في عام 1999.
DDR-SDRAM (DDR):
هذا النوع من الذاكرة هو التطور الطبيعي من SDRAM ومعظم المصنّعين يفضلون ذلك على رامبوس لأنه لا يلزم تغيير الكثير لجعله. أيضا ، صناع الذاكرة أحرار في تصنيعها لأنها معيار مفتوح ، في حين يتعين عليهم دفع رسوم الترخيص لشركة Rambus ، من أجل جعل RDRAM. DDR تعني معدل البيانات المزدوج. يقوم نظام DDR بتبديل البيانات عبر الحافلة في كل من صعود وسقوط دورة الساعة ، مما يضاعف بشكل فعال السرعة على سرعة SDRAM القياسية.
نظرًا لميزاتها على RDRAM ، تم تنفيذ دعم DDR-SDRAM من قِبل جميع شركات تصنيع الشرائح الرئيسية تقريبًا ، وسرعان ما أصبح معيار الذاكرة الجديد لغالبية أجهزة الكمبيوتر. تراوحت السرعات بين DDR 100 ميجا هرتز (مع سرعة تشغيل تبلغ 200 ميجاهرتز) ، أو PC1600 DDR-SDRAM ، وصولاً إلى المعدلات الحالية البالغة 200 ميجا هرتز DDR (مع سرعة تشغيل تبلغ 400 ميجا هرتز) ، أو PC3200 DDR-SDRAM. تنتج بعض مصنّعات الذاكرة وحدات ذاكرة DDR-SDRAM أسرع والتي تجذب حشود رفع تردد التشغيل. تم تطوير DDR بين عامي 1996 و 2000.
DDR-SDRAM 2 (DDR2):
بواسطة Victorrocha في الإنجليزية ويكيبيديا ، CC BY-SA 3.0 ، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟curid=29911920
يتميز DDR2 بالعديد من المزايا مقارنةً بـ DDR-SDRAM (DDR) التقليدية ، وأهمها هو أن DDR2 في كل دورة ذاكرة تنقل الآن 4 بتات من المعلومات من الذاكرة المنطقية (الداخلية) إلى المخازن المؤقتة I / O. DDR-SDRAM القياسي ينقل فقط 2 بت من المعلومات في كل دورة ذاكرة. لهذا السبب ، يتطلب DDR-SDRAM العادي الذاكرة الداخلية ومخازن الإدخال / الإخراج للعمل على حد سواء بسرعة 200 ميجاهرتز للوصول إلى إجمالي سرعة تشغيل خارجية قدرها 400 ميجاهرتز.
نظرًا لقدرة DDR2 على نقل ضعف عدد وحدات البت في كل دورة من الذاكرة المنطقية (الداخلية) إلى المخازن المؤقتة للإدخال / الإخراج (تُعرف هذه التقنية رسميًا باسم الجلب المسبق 4 بت) ، يمكن تشغيل سرعة الذاكرة الداخلية فعليًا بسرعة 100 ميجاهرتز بدلاً من 200 ميجا هرتز ، و ستبقى سرعة التشغيل الخارجية الإجمالية 400 ميجا هرتز. إن السبب الرئيسي وراء كل هذا هو أن DDR-SDRAM 2 ستكون قادرة على العمل بترددات تشغيل أعلى مجموعًا بفضل تقنية الجلب المسبق 4 بت (مثل سرعة ذاكرة داخلية تبلغ 200 ميجا هرتز ستنتج سرعة تشغيل خارجية إجمالية قدرها 800 ميجا هرتز!) -SDRAM.
تم تنفيذ DDR2 لأول مرة في عام 2003.
DDR-SDRAM 3 (DDR3):
واحدة من المزايا الرئيسية لل DDR3 على أمثال DDR2 و DDR هو تركيزها على انخفاض استهلاك الطاقة. بمعنى آخر ، تستهلك نفس كمية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) طاقة أقل بكثير ، لذلك يمكنك زيادة مقدار ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التي تستخدمها لنفس مقدار الطاقة. كم يقلل استهلاك الطاقة؟ بنسبة ضخمة بلغت 40 في المائة ، جالس عند 1.5 فولت مقارنة بـ 1.8 فولت DDR2. ليس ذلك فحسب ، بل إن معدل نقل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أسرع بعض الشيء ، حيث يقع بين 800 ميجا هرتز - 1600 ميجا هرتز.
معدل المخزن المؤقت أعلى أيضًا - معدل المخزن المؤقت المفضل في DDR3 هو 8 بت ، بينما معدل DDR2 هو 4 بت. هذا يعني في الأساس أن ذاكرة الوصول العشوائي يمكنها أن تنقل ضعف عدد وحدات البت في كل دورة مثل DDR2 ، وتنقل 8 بتات من البيانات إلى الذاكرة المؤقتة لمخازن الإدخال / الإخراج. DDR3 ليس أحدث أشكال ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكنه يستخدم على العديد من أجهزة الكمبيوتر. تم إطلاق DDR3 في عام 2007.
DDR-SDRAM 4 (DDR4):
بواسطة Dsimic - العمل الخاص ، CC BY-SA 4.0 ، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟curid=36779600
التالي هو DDR4 ، الذي ينقذ توفير الطاقة إلى المستوى التالي - الجهد التشغيلي لذاكرة DDR4 RAM هو 1.2 فولت. ليس ذلك فحسب ، بل توفر ذاكرة الوصول العشوائي DDR4 معدل نقل أعلى أيضًا ، حيث تصل سرعتها إلى 3200 ميجا هرتز. علاوة على ذلك ، يضيف DDR4 أربع مجموعات بنكية ، يمكن لكل منها القيام بعملية واحدة ، مما يعني أن RAM يمكنها معالجة أربع مجموعات من البيانات لكل دورة. هذا يجعلها أكثر كفاءة بكثير من DDR3.
يأخذ DDR4 الأشياء خطوة إلى الأمام ، أيضًا ، حيث يجلب DBI أو انقلاب ناقل البيانات. ماذا يعني ذلك؟ إذا تم تمكين DBI ، فسيتم حساب عدد البتات "0" في حارة واحدة. إذا كان هناك 4 أو أكثر ، فإن البايت إذا كانت البيانات مقلوبة وتضاف البتة التاسعة إلى النهاية ، مما يضمن أن خمس بتات أو أكثر هي "1." ما يفعله هو أنه يقلل من تأخير نقل البيانات ، مما يضمن طاقة أقل مثل ممكن يستخدم. تعد ذاكرة الوصول العشوائي DDR5 هي المعيار الحالي في معظم أجهزة الكمبيوتر ، ومع ذلك ، يتم وضع اللمسات الأخيرة على DDR5 كمعيار بحلول نهاية عام 2016. تم إطلاق DDR4 في عام 2014.
ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة (NVRAM):
ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة هي نوع من الذاكرة التي ، على عكس أنواع الذاكرة الأخرى ، لا تفقد بياناتها عندما تفقد الطاقة. أفضل شكل معروف من NVRAM هو في الواقع تخزين فلاش ، يستخدم في محركات الأقراص الصلبة ومحركات أقراص USB. ومع ذلك ، فإنه لا يأتي بدون عيوبه - على سبيل المثال ، يحتوي على عدد محدود من دورات الكتابة ، وبعد ذلك العدد ستبدأ الذاكرة في التدهور. ليس ذلك فحسب ، بل لديه بعض قيود الأداء التي تمنعه من الوصول إلى البيانات بأسرع ما في بعض أنواع ذاكرة الوصول العشوائي الأخرى.
إغلاق
يكفي القول ، هناك الكثير من أنواع الذاكرة المختلفة. مع هذا الدليل ، نأمل أن نكون قد أوضحنا أنواع مختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي ، وماذا تفعل وكيف تؤثر على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
هل حصلت على الاسئلة؟ تأكد من ترك تعليق أدناه أو الانضمام إلينا في منتديات PCMech!
