حافظه رم یا ram چیست؟

ستاره | سرویس تکنولوژی – RAM (حافظه دسترسی تصادفی) یکی از انواع حافظه‌های اصلی است که وظیفه حفظ داده‌ها به صورت موقت را دارد. یکی از وظایف اصلی RAM واسطه گری بین Hard Drive Disk و CPU است. در ادامه با ما باشید تا به صورت خلاصه با RAM و نحوه کار آن آشنا شوید.

 

 

حافظه رم یا ram چیست؟

حافظه تصادفی یا حافظه خواندن/نوشتن یا رَم (RAM) نوعی حافظه برای ذخیره‌سازی موقت اطلاعات رایانه‌ای است. یک رم به داده‌های ذخیره شده اجازه می‌دهد تا مستقیماً در هر مرحله تصادفی در دسترس باشند در مقابل دیگر رسانه‌های ذخیره داده مثل هارد دیسک ها، سی دی ها، دی وی دی‌ها و نوارهای مغناطیسی و نیز انواع حافظه‌های ابتدایی مثل حافظه درام اطلاعات را به خاطر محدودیت طراحی مکانیکی به طور متوالی در مراحل ازپیش تعیین شده می‌خواند و ثبت می‌کند بنابراین زمان دسترسی به داده‌ها به مکان ان بستگی دارد.

امروزه رم شکل کامل مدار گرفته است انواع جدید DRAMها حافظه دسترسی تصادفی نیستند به طوری که داده‌ها پشت سر هم خوانده می‌شوند هر چند اسم شبیه هم دارند.

اگرچه خیلی از انواع SRAM,ROM,OTP,NOR FLASHحتی در دریافت‌های سخت هنوز حافظه دسترسی تصادفی هستند. رم به طور معمول به انواع حافظه‌های فرار مثل DRAMها وابسته است که در این حافظه‌ها اطلاعات ذخیره می‌شود و با خاموش شدن، اطلاعات از بین می‌رود.
انواع دیگر حافظه‌های غیر فرار مثل اکثر رام ها(ROM) ویک نوع فلش مموری به نام NOR FLASH به خوبی رم هستند.

 

انواع رم یا RAM

در کل سه نوع رم وجود دارد که شامل :

1.     RAM پویا (DRAM)
2.     RAM ایستا (SRAM)
3.     حافظه دسترسی تصادفی که تغییر فاز می‌دهند (PRAM)

در رم‌های ایستا یک بیت داده با استفاده از حالت الاکلنگ ذخیره می‌شوند این گونه رم‌ها برای تولید گرانتر هستند ولی سریعتر هستند و نسبت به رم‌های پویا نیاز به قدرت کمتری دارند ودر کامپیوترهای جدید معمولاً به عنوان حافظه Cache برای CPU استفاده می‌شود.

رم‌های پویا برای ذخیره یک بیت داده از یک جفت ترانزیستور و خازن که با هم تشکیل یک سلول حافظه می‌دهند استفاده می‌شود. خازن شارژ بالا یا پایین را نگه می‌دارد و و ترانزیستور به عنوان یک سوییچ است که اجازه می‌دهد تا مدار کنترل بر روی تراشه موقعیت شارژ خازن را تشخیص دهد ان را تغییر دهد این نوع حافظه از رم‌های ایستا ارزانتر است اغلب از این نوع در کامپیوترهای مدرن استفاده می‌شود.

رم‌های پویا و ایستا هردو حافظه فرار هستند به طوری که با خاموش شدن سیستم حافظه پاک می‌شود. نوع قابل درج رام‌ها مثل فلش مموری خواص رم و رام را دارند اطلاعات را در حالت متصل نبودن نگه می‌دارد و بدون نیاز به تجهیزات خاص به روز می‌شود.

انواع رام‌های پایدار نیمه هادی عبارتند از درایو یو اس بی فلش، کارت حافظه، حافظه ECC برای دوربین‌ها و دستگاه‌های قابل حمل که می‌تواند پویا یا ایستا باشد شامل مدارهای خاصی برای تشخیص یا درست کردن اشتباهات تصادفی در داده‌های ذخیره شده با استفاده از بیت توازن یا کد تصحیح خطا است. در کل اصطلاح رم اشاره دارد به دستگاه‌های حافظه حالت جامد (چه DRAM یا SRAM) وبه طور خاص به حافظه اصلی بیشتر کامپیوترها گویند.

در ذخیره‌سازی نوری اصطلاح DVD-RAMاز اسم بی مسمی برخوردار است برخلاف CD-RW یا DVD-RW نیاز ندارد قبل استفاده پاک شود با این وجود یک DVD-RAM رفتاری مشابه هارددیسک دارد.

 

رم یا RAM چه وظایفی بر عهده دارد؟

همانطور که گفته شد، وظیفه رم حفظ داده‌ها به صورت موقت است. سیستم‌عامل در هنگام بوت شدن (Boot) و همه برنامه‌ها و اجزای آن (مانند متغیرهای برنامه و…) که اجرا می‌شوند، ابتدا بر روی این حافظه موقتی ذخیره می‌شوند تا به سرعت برای پردازش در دسترسی CPU قرار بگیرند؛ چون سرعت RAM بسیار بیشتر از سرعت حافظه‌های جانبی مثل هارد دیسک‌ است و بنابراین CPU می‌تواند به سرعت دستورات را دریافت کرده و پردازش کند. تقریبا تمامی عملیات  برنامه‌ها و دستوراتی که قرار است از طریق CPU پردازش شوند در RAM منتظر می‌مانند. با اتمام فرایند پردازش یک دستور، دستوری که در صف انتظار قرار دارد، به CPU داده می‌شود تا مورد پردازش قرار گیرد.

 

تاریخچه رم یا RAM

کامپیوترهای اولیه از دستگاه تقویت نیروی برق یا خطوط تاخیری برای عملکرد اصلی حافظه استفاده می‌کردند. در سیستم های هانی ول . حافظه درام می‌تواند به کم هزینه بسط داده شود ولی بازیابی از آیتم‌های مورد نیاز غیر متوالی از درام به منظور بهینه‌سازی سرعت است. چفت لوله لامپ سه قطبی از خلأ ساخته شده است وبعد از ان از ترانزیستورهای گسسته برای حافظه‌های کوچکتر و سریعتر مثل دسترسی تصادفی ثبت نام بانک‌ها و ثبت امارها مورد استفاده قرار گرفت چنین ثبت امار نسبتاً بزرگی برای تعداد زیادی داده بسیار پرهزینه است در کل فقط چند صد یا چند هزار بیت چنین حافظه‌هایی ارائه شده است.

اولین رم که به طور عملی مورد استفاده قرار گرفت Williams tubeبود که در سال ۱۹۴۷ساخته و بهره‌برداری شد. داده‌ها را به عنوان نقاط شارژ الکتریکی برروی لوله پرتو کاتدی ذخیره می‌کرد از انجا که پرتو الکترونی لوله پرتو کاتدی می‌توانند در هر مرحله نقاط شارژ الکترونی را بخوانند و ثبت کنند حافظه دسترسی تصادفی است. ظرفیت Williams tube چند صد تا حدود چند هزار بیت بود ولی بسیار کوچکتر سریعتر و کارامد تر از لامپ سه قطبی بود.

حافظه هسته مغناطیسی در سال۱۹۴۷ اختراع شد و تا دهه ۱۹۷۰توسعه یافت و نمونه گسترده حافظه دسترسی تصادفی شد وابسته به مجموعه حلقه‌های مغناطیسی است با تغییر نیروی مغناطیسی هر حلقه می‌توانند در هر حلقه یک بیت داده ذخیره شود هر حلقه مجموعه‌ای از سیم آدرس‌ها را دارد که می‌توان ان‌ها را انتخاب کرد خواند یا ثبت کرد و دسترسی به هر قسمت حافظه امکان‌پذیر است. حافظه هسته مغناطیسی تا زمانی که با حافظه حالت جامد در مدارات مجتمع (در اوایل دهه ۱۹۷۰)جایگزین شد استاندارد بود.

Robert H.Dennardحافظه دسترسی تصادفی پویا(DRAM)را در سال ۱۹۶۸ اختراع کرد که یک ترانزیستور را جایگزین مجموعه ۴یا۶ ترانزیستوری برای هر بیت کرد و تا حد زیادی باعث افزایش چگالی حافظه در ازای نوسانات شد اطلاعات در خازن کوچک هر ترانزیستور ذخیره می‌شدند وباید هر چند میلی ثانیه قبل از اینکه شارژ خالی کنند به روز می‌شدند.

در آخر ذکر کنم که رم یا ram برخلاف سایر حافظه‌ها، به صورت مستقیم به فضای مورد نظر دسترسی دارد و این باعث افزایش سرعت فوق العاده در فرایند خواندن و نوشتن بر روی حافظه می‌گردد. و تاثیر زیادی بر سرعت سیستم شما دارد.