Ram و انواع آن در کامپیوتر- بخش دوم

Ram و انواع آن در کامپیوتر- بخش دوم

- درآموزش, مقالات
302
۰
Memory_module_DDRAM_20-03-2006

سلام، در بخش دوم مقاله‎ی RAM، ما به بررسی انواع DDR در RAM و استفاده های دیگر از RAM خواهیم پرداخت.

استفاده های دیگراز  RAM

حافظه RAM علاوه بر استفاده هایی که به عنوان حافظه موقت و فضای کاری برای سیستم عامل و برنامه‎ها دارد، حافظه‎ی RAM در روش های متعدد دیگری نیز کاربرد دارد.

حافظه‎ی مجازی یا Virtual Memory

بیشتر سیستم عامل های پیشرفته روشی را برای افزایش مقدار RAM مورد استفاده قرار می‎دهند، که با نام Virtual Memory یا حافظه‎ی مجازی شناخته می‎شود. در این روش بخشی از هارددیسک کامپیوتر به عنوان فایل صفحه بندی یا یک پارتیشن ابتدایی در کنار گذاشته می‎شود، و ترکیبی از حافظه‎ی فیزیکی و فایل صفحه‎بندی حافظه‎ی کلّی سیستم را شکل می‎دهند.( به عنوان مثال اگر یک کامپیوتر دارای ۲GB حافظه‎ی RAM و فایل صفحه‎بندی ۱GB باشد، سیستم کل حافظه دردسترس برای سیستم عامل را ۳GB در نظر می‎گیرد). زمانی که سیستم دچار کمبود در حافظه فیزیکی می‎شود، اون می‎تواند بخشی از حافظه RAM را برای فایل صفحه‎بند با هارددیسک مبادله کند، تا فضایی از حافظه RAM برای داده‎های جدید خالی شده، و همچنین به خواندن اطلاعات قبلی که Swap یا مبادله شده بپردازد. استفاده بیش از حد از این مکانیسم، باعث ایجاد ازدهام در سیستم شده و  عملکرد کلی سیستم را کاهش می‎دهد، دلیل عمده‎ آن است که هارددیسک بسیار کندتر از RAM می‎باشد.

درایو RAM یا RAM Drive

نرم‎افزار می‎تواند بخشی از حافظه‎ی RAM را پیکربندی کند، و این توانایی را به آن می‎دهد تا به عنوان یک هارددیسک بسیار سریع عمل کند که به آن RAM Drive گفته می‎شود. اطلاعات یک RAM Drive با خاموش شدن کامپیوتر از بین می‎رود، مگر اینکه حافظه به یک باطری آماده به کار متصل شده باشد.

سایه RAM یا RAM Shadow

بعضی اوقات، محتویات یک حافظه‎ی ROM  برای کاهش زمان دسترسی به حافظه‎ی خواندنی/نوشتنی کپی می‌شود، سپس تراشه‎ی ROM تا زمانی که مکان های اولیه‎ی مقداردهی حافظه در همان بلوک از آدرس ها سویج شود، غیرفعال می‎شود، (اغلب به صورت Write Protected). این فرایند بعضی اوقات Shadowing نامیده می‎شود و در کامپیوتر ها و نسبتا در سیستم های جاسازی شده شایع است.

به عنوان یک مثال رایج، بایوس در کامپیوتر های شخصی معمولی دارای یک گزینه به نام Use Shadow Bios یا مشابه آن می‎باشد. زمانی که فعال شود، توابع داده‎های متکّی به حافظه‎ی بایوس، به جای ROM از مکان‎های حافظه‎ی DRAM استفاده می‎کنند. بر اساس سیستم، بسته به سیستم، این ممکن است نتیجه‎ای در افزیش کارایی سیستم نداشته، و حتی موجب بروز ناسازگاری در سیستم شود. برای مثال، ممکن است دسترسی سیستم عامل به بعضی از سخت‎افزارها در صورت استفاده از Shadow RAM غیر ممکن شود. در برخی از سیستم ها مزایا ممکن است فرضی باشد، به دلیل اینکه BIOS بعد از بوت شدن کامپیوتر برای دسترسی مستقیم به سخت‎افزار استفاده نمی‎شود. فضای خالی حافظه براساس تعداد Shadow ROM ها کاهش پیدا می‎کند.

دیوار حافظه چیست؟

 دیوار حافظه، اختلاف درحال رشد سرعت میان پردازنده و حافظه‌ی خارج از تراشه‎ی پردازنده می‎باشد. یکی از دلایل مهم این اختلاف، محدودیت پهنای باند ارتباطی، فراتر از مرزهای تراشه می‎باشد. از سال ۱۹۸۶ تا سال ۲۰۰۰، سرعت پردازنده‎ها با نرخ سالانه‎ی ۵۵% بهبود یافت، در حالی که بهبود سرعت حافظه تنها ۱۰% بود. با توجه به این روند، انتظار می‎رفت که زمان تاخیر حافظه به یک تنگنا در عملکرد کامپیوتر تبدیل شود.

روند توسعه‎ای سرعت پردازنده‎ها تا حدودی به دلیل موانع فیزیکی عمده و تا حدی به دلیل آنکه طراحی پردازنده‎های فعلی در حال حاضر با دیوار حافظه درگیر هستند، به طور قابل توجهی کاهش یافت. کمپانی INTEL خلاصه‎ای از این علل را در اسناد سال ۲۰۰۵ آورده.

 DDR یا Double Data Rate

Double Data Rate کلاسی از مدارهای مجتمع حافظه در کامپیوتر ها می‎باشد. حافظه‎ی DDR که DDR1 نیز نامیده می‎شود، جای خود را به حافظه های DDR2، DDR3و DDR4 داده است. هیچکدام از جایگزین های حافظه‎ی DDR با این حافظه سازگار نمی‎باشند، به این معنی که حافظه‎های DDR2، DDR3، و DDR4 با مادربردهایی که برای حافظه DDR1 ساخته شده اند کار نمی‎کند و همین طور برعکس.

در مقایسه با حافظه‎ی SDR یا Single Data Rate، رابط حافظه‎ی DDR SDRAM  توسط کنترل دقیق زمانبندی داده‎های الکتریکی و سیگنال‎های ساعت باعث بالا رفتن سرعت انتقال داده‌‎ها در حافظه می‎شود. پیاده سازی ها اغلب مجبور به استفاده از طرح‌‎هایی مانند Phase-Locked Loops یا Self Calibration برای رسیدن به دقت زمانبندی مورد نیاز می‎شوند. رابط حافظه برای کاهش فرکانس ساعت از Double Pumping (داده ها را به هر دو لبه‎ی کاهشی و افزایشی سیگنال ساعت ارسال می‎کند) استفاده می‎کند. یکی از مزایای پایین نگاه داشتن فرکانس این است که آن الزامات تمامیت سیگنال  را در برد مدار که حافظه را به کنترل کننده متصل می‎کند کاهش می‎دهد. نام Double Data Rate اشاره به این است که یک حافظه‎ی DDR SDRAM با فرکانس ساعت خواص از نزدیک به ۲ برابر پهنای باند را نسبت به حافظه SDRAM با همان فرکانس ساعت استفاده می‎کند، با توجه به Double Pumping .

DDR2 یا Double Data Rate 2

حافظه‎ی DDR2 نیز نوعی حافظه‎ با رابط نرخ داده‎ی دوبرابر می‎باشد، که جانشین اصلی حافظه DDR می‎باشد. علاوه بر Double Pumping که در حافظه‎ی DDR استفاده می‎شد، حافظه‎ی DDR2 سرعت BUS بالاتری را فراهم می‎کند و ساعت داخلی حافظه را با نیمی از سرعت BUS داده اجرا می‎کند و به همین دلیل به توان مصرفی کمتری نیاز دارد. این ۲ عامل با یکدیگر ترکیب می‎شوند تا حافظه بتواند در هر دوره‎ی ساعت درونی، به طور کلی ۴ داده را انتقال دهد. در کل، حافظه‎ی DDR2 در نرخ داده‎ی دوبرابر در BUS خارجی را نسبت به حافظه‎ی DDR با تاخیر زمانی یکسان عملیاتی می‎کند. بهترین نوع از حافظه های DDR2 حداقل دوبرابر سریع تر از بهترین حافظه‎های DDR می‎باشند.

DDR3 یا Double Data Rate 3

حافظه DDR3 نوع پیشرفته و جدیدی از حافظه‎ با دسترسی تصادفی پویا و با رابط کاری پهنای باند بالا می‎باشد، و از سال ۲۰۰۷ میلادی مورد استفاده قرار گرفته است. این تراشه دارای سرعت بالاتری نسبت به حافظه های DDR و DDR2 می‎باشد. حافظه‎ی DDR3 به دلیل داشتن ولتاژهای سیگنال دهی متفاوت،زمانبندها و عوامل دیگر، با حافظه‎های قبل و بعد از خود سازگار نمی‎باشد. مزیت اصلی حافظه‎های DDR3 نسبت به حافظه‎های قبل خود این است که نرخ انقال داده در آن ۲ برابر بیشتر از حافظه DDR2 می‎باشد( آرایه های حافظه درونی ۸ بار سریعتر عمل می‎کنند)، و ایجاد پهنای باند بیشتر و نرخ داده به اوج رسیده است.

DDR4 یا Double Data Rate 4

کار برروی این نوع حافظه از ۲ سال قبل حافظه هاب DDR3 شروع شده بود. حافظه DDR4 نیز نوعی از حافظه با دسترسی مستقیم می‎باشد و از نظر سرعت و شکل ساختار با حافظه های قبل خود هیجگونه سازگاری ندارد. این حافظه در نیمه‎ی دوم سال ۲۰۱۴ به صورت عمومی در دسترس قرار گرفت. بیشتر این حافظه برای ECC یا برای کد تصحیح خطا گرفته می‎شد. حافظه های DDR4 که بمنظور ECC نبودند همراه با پردازنده های Intel Haswell-E در ۳ ماه سوم سال ۲۰۱۴ وارد بازار شدند. پردازنده های Intel Haswell-E برای پردازش به حافظه‎های DDR4 نیازمند هستند. از مزیت های اصلی این نوع حافظه می‎توان به تراکم ماژول بالاتر و نیاز به ولتاژ پایین همراه با سرعت بالای نرخ انتقال اشاره کرد. حافظه‎ی DDR4 شما را قادر به استفاده از گنجایش ۵۱۲ گیگابایت می‎سازد، در صورتی که این در حافظه‎ی DDR 3 کمتر و ۱۲۸ گیگابایت است. حافظه DDR 4 در ولتاژ ۱٫۲ با فرکانسی بین ۸۰۰ و ۱۶۰۰ مگاهرتز عمل می‎کند، در صورتی که حافظه‎ی DDR3 با ولتاژ ۱٫۵ یا ۱٫۶۵، قادر به عملیاتی کردن فرکانسی بین ۴۰۰ تا ۱۰۶۷ مگاهرتز می‎باشد. کار برروی حافظه‎ی DDR 4 برای کم کردن ولتاژ مصرفی همچنان ادامه دارد و این احتمال می‎رود که به ۱٫۰۵ ولتاژ مصرفی کاهش یابد. کمترین ولتاژ مصرفی در حافظه‎ی DDR 3 میزان ۱٫۳۵ می‎باشد.

573px-Desktop_DDR_Memory_Comparison.svg

0

ارسال یک دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

لطفاً حاصل جمع زیر را به عدد را قرار بدهید. *
Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

همچنین ممکن است دوست داشته باشید

آموزش مفاهیم اولیه شبکه Network+ (بخش دوم)

سلام امروز بخش دوم مفاهیم اولیه‎ی شبکه را