تعرف على أنواع ذاكرة الوصول العشوائي وكيفية استخدامها

-على-أنواع-ذاكرة-الوصول-العشوائي-وكيفية-استخدامها.jpg


ذاكرة الوصول العشوائي أو ذاكرة الوصول العشوائي إنه جزء مهم للغاية من أي كمبيوتر حديث. تحتاج وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر (وحدة المعالجة المركزية) إلى بيانات وإرشادات من أجل القيام بعملها. يجب تخزين هذه المعلومات في مكان ما. يشار إلى “مكان ما” بذاكرة الكمبيوتر.

هناك أنواع مختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكل منها مزاياها وعيوبها. تحتوي المعالجات على قدر صغير جدًا من الذاكرة المدمجة ، والمعروفة باسم “ذاكرة التخزين المؤقت” للمعالج. هذه الذاكرة سريعة بشكل لا يصدق وهي في الأساس جزء من وحدة المعالجة المركزية نفسها. ومع ذلك ، فهي مكلفة للغاية وبالتالي لا يمكن استخدامها كذاكرة أساسية لجهاز الكمبيوتر.

هذا هو المكان الذي تلعب فيه ذاكرة الوصول العشوائي. ذاكرة الوصول العشوائي على شكل رقائق كمبيوتر السيليكون متصلة بناقل ذاكرة. ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج نفسه هي في الواقع أيضًا أحد أشكال ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكن عندما يتم استخدام المصطلح بشكل شائع ، فإنه يشير إلى شرائح الذاكرة الموجودة خارج المعالج.

ناقل الذاكرة هو ببساطة مجموعة مخصصة من الدوائر التي تحمل المعلومات بين وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي نفسها. نظام التشغيل ينقل المعلومات من ميكانيكي أو القرص الصلب SSD استعدادًا لاحتياجات وحدة المعالجة المركزية. على سبيل المثال ، عند “تحميل” لعبة فيديو ، يتم نقل البيانات من القرص الصلب إلى ذاكرة الوصول العشوائي.

على سبيل القياس ، تخيل ذاكرة الوصول العشوائي كمكتب ، والأدراج كقرص صلب ، وأنت تعمل كمعالج. يعد العمل مع العناصر الموجودة على المكتب أمرًا سريعًا وسهلاً ، ولكن لا يوجد سوى مساحة كبيرة. هذا يعني أنه يجب عليك نقل الأشياء بين سطح المكتب والأدراج عند الحاجة إليها.

تحتوي أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية ووحدات التحكم في الألعاب وكل نوع آخر من أجهزة الحوسبة المستخدمة اليوم على نوع من ذاكرة الوصول العشوائي. سنغطي كل منهم ، وشرح كيف يعمل وما الغرض منه. على وجه الخصوص ، سنغطي الأنواع التالية من ذاكرة الوصول العشوائي:

  • عار
  • نابارستيك
  • SDRAM
  • ذاكرة الوصول العشوائي SDR
  • DDR SDRAM
  • NRD
  • HMB

لا تقلق إذا كان هذا يبدو وكأنه رطانة مخيفة. قريبا كل شيء سوف يصبح واضحا جدا.

SRAM – ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة

يعتبر SRAM ، أحد النوعين الأساسيين من ذاكرة الوصول العشوائي ، فريدًا من حيث أنه لا يحتاج إلى “تحديث” للاحتفاظ بالمعلومات التي يخزنها حاليًا. طالما تتدفق الطاقة عبر الدوائر ، تظل المعلومات في مكانها.

يتكون SRAM من العديد من الترانزستورات (4-6) وهو سريع للغاية بسبب طبيعته. ومع ذلك ، فهي معقدة ومكلفة نسبيًا ، ولهذا يمكن العثور عليها في المعالجات المستخدمة كذاكرة تخزين مؤقت فائقة السرعة.

هناك أيضًا كميات صغيرة من ذاكرة التخزين المؤقت SRAM حيثما يلزم نقل البيانات بسرعة ولكن يمكن أن تكون عنق الزجاجة. المخازن المؤقتة للقرص الصلب هي مثال جيد لحالة الاستخدام هذه. أينما كان الجهاز يحتوي على المزيد من البيانات ، فهناك احتمال أن تساعد بعض ذاكرة الوصول العشوائي SRAM في تسهيل هذا النقل.

DRAM – ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية

DRAM إلى مختلف نوع شائع من تصميم ذاكرة الوصول العشوائي. تتكون ذاكرة DRAM من الترانزستورات والمكثفات. إذا لم تقم بتحديث كل خلية ذاكرة ، فستفقد محتوياتها. لذلك يطلق عليه “ديناميكي” وليس “ثابت”.

تعد ذاكرة DRAM أبطأ بكثير من SRAM ، ولكنها لا تزال أسرع بكثير من أجهزة التخزين الإضافية مثل محركات الأقراص الثابتة. كما أنها أرخص بكثير من SRAM ، ومن المعتاد أن تحتوي أجهزة الكمبيوتر على العديد من وحدات الجيجابايت من DRAM على متنها كحل رئيسي لذاكرة الوصول العشوائي.

SDRAM – ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكي المتزامن

يبدو أن بعض الناس يعتقدون أن SDRAM هي مزيج من SRAM و DRAM ، لكنها ليست كذلك! هذا هو DRAM الذي لم يتزامن مع ساعة وحدة المعالجة المركزية.

ستنتظر وحدة DRAM وحدة المعالجة المركزية قبل الاستجابة لطلبات الإدخال. نظرًا لطبيعته المتزامنة وطريقة تكوين SDRAM في البنوك ، يمكن للمعالج تنفيذ العديد من التعليمات في نفس الوقت ، مما يؤدي إلى زيادة الأداء العام بشكل كبير.

SDRAM هو الشكل الأساسي للنوع الرئيسي من ذاكرة الوصول العشوائي المستخدمة في معظم أجهزة الكمبيوتر اليوم. يُعرف أيضًا باسم SDR أو SDRAM أو ذاكرة وصول عشوائي ديناميكية متزامنة بمعدل بيانات واحد. في حين أن هذا هو في الأساس نفس نوع الذاكرة المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر اليوم ، فإن شكل الفانيليا SDR الخاص به قد تم إهماله تقريبًا ، واستبدل بالنوع التالي من ذاكرة الوصول العشوائي في قائمتنا.

ذاكرة وصول عشوائي ديناميكية متزامنة مع معدل بيانات مزدوج

أول شيء يجب أن تعرفه هو أن هناك أجيالًا متعددة من ذاكرة DDR. لقد ضاعف الجيل الأول ، الذي نسميه DDR 1 ، سرعة SDRAM ، مما يسمح بعمليات القراءة والكتابة في أعلى وأسفل دورة الساعة.

تحسنت DDR2 و DDR3 واليوم DDR4 بشكل ملحوظ مقارنة بالجيل الأول من ذاكرة DDR. يتم قياس أداء وحدات الذاكرة هذه بالملفات تحويلات ميجا في الثانية أو “MT / S”. يعادل النقل الضخم مليون دورة على مدار الساعة. أسرع رقائق DDR من الجيل الأول يمكنها أن تصل إلى 400 مليون ميجا نقلة / ثانية ، ويمكن أن تصل سرعة DDR4 إلى 3200 مليون ميجا نقلة / ثانية!

GDDR SDRAM – ذاكرة الوصول العشوائي مع ضعف معدل بيانات الرسومات

يوجد GDDR حاليًا في الجيل السادس وهو متصل بشكل حصري تقريبًا بـ GPU (معالج الرسومات) على بطاقة الرسومات أو ألعاب وحدة التحكم. يرتبط GDDR بنظام DDR العادي ولكنه مخصص لتطبيقات الرسومات. أكد على النطاق الترددي الضخم مع تقليل القلق بشأن زمن الوصول المنخفض.

بعبارة أخرى ، لا تستجيب هذه الذاكرة بسرعة SDRAM العادية ، ولكن يمكنها نقل المزيد من المعلومات مرة واحدة عندما تستجيب. هذا مثالي لتطبيقات الرسومات حيث تحتاج إلى دفق العديد من الجيجابايت من بيانات النسيج لتقديم مشهد ولا يهم التأخير الطفيف حقًا.

على الرغم من اسمه ، يمكن استخدام GDDR كذاكرة وصول عشوائي للنظام العادي. يحتوي PlayStation 4 ، على سبيل المثال ، على مجموعة واحدة من ذاكرة GDDR التي يمكن للمطورين تقسيمها كما يحلو لهم ، مع تخصيص أجزاء وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات حسب الحاجة.

HBM – ذاكرة النطاق الترددي العالي

GDDR لديها منافس في شكل ذاكرة HBMالتي ظهرت على عدد محدود من بطاقات الرسوميات AMD. حاليًا ، أحدث إصدار هو HBM 2 ، لكن من غير المؤكد ما إذا كان سيحل محل GDDR أو سيتوقف عن العمل.

إن أهم جزء في أداء الذاكرة هو الحجم الإجمالي للبيانات التي يمكن نقلها في فترة زمنية معينة. إحدى الطرق هي إنشاء ذاكرة سريعة جدًا. هناك طريقة أخرى لزيادة إجمالي الإنتاجية وهي زيادة إنتاجية بيانات “الأنبوب”.

تعمل ذاكرة HBM بترددات ساعة خام أقل من GDDR ، ولكنها تستخدم شريحة ثلاثية الأبعاد فريدة توفر مسارًا ماديًا واسعًا جدًا للبيانات بالإضافة إلى مسافات أقصر بكثير لإرسال الإشارات. والنتيجة النهائية هي حل ذاكرة له نطاق ترددي إجمالي مماثل مقارنة بـ GDDR ، ولكن مع زمن انتقال أقل.

تكمن مشكلة HBM في أن صنعه معقد ومع التصميم المادي ليس من الممكن بعد تحقيق نوع القدرات التافهة مع GDDR. إذا تم حل هذه المشكلات بشكل نهائي ، فقد تحل محل GDDR ، ولكن ليس هناك ما يضمن ذلك.

شكرا للذكريات!

يجب أن يكون واضحًا أن ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي جزء أساسي من أي جهاز كمبيوتر ، وعندما يحدث خطأ ما ، قد يكون من الصعب معرفة ماهية المشكلة بالفعل.

بعد كل شيء ، يمكن لقطعة شريرة هنا أو هناك أن تسبب عدم استقرار خفي في النظام أو تسبب أعطالًا عشوائية على ما يبدو. لهذا السبب يجب عليك دائمًا اختبار ذاكرة الوصول العشوائي السيئة كلما كانت لديك مشكلة استقرار لا يمكن تفسيرها.

قد ننتقل في يوم من الأيام إلى ما وراء ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكن في المستقبل المنظور ، ستكون جزءًا أساسيًا من لغز أداء الحوسبة ، لذلك قد نتعرف عليها أيضًا.

scroll to top