رم چیست، چگونه کار می کند و چه مقدار آن نیاز است؟

مهم‌ترین موضوع که باید درباره رم (RAM یا Random Access Memory و به عبارت دیگر، حافظه دسترسی تصادفی) بدانید، این است که رم گونه‌ای حافظه موقت یا فرّار است. این یعنی هر چیزی که در رم ذخیره می‌شود، با خاموش یا ری استارت شدن کامپیوتر شما، به صورت دائم پاک خواهد شد.

با در نظر گرفتن این موضوع، مشخص است که رم بیشتر اجازه نمی‌دهد که تصاویر، ویدیوها یا اپلیکیشن‌های بیشتری را ذخیره کنید. در عوض، رم به سادگی به شما اجازه می‌دهد که نمونه‌های هم‌زمان بیشتری را از این موارد باز کنید.

ما انواع متفاوتی از حافظه را برای ذخیره‌سازی موقت و دائم به کار می‌گیریم زیرا رم طراحی شده تا سرعت و واکنش به شدت سریعی داشته باشد. واحد پردازش مرکزی، پردازنده یا همان CPU دسترسی مستقیم به رم دارد و می‌تواند فوراً طی چند نانوثانیه با آن ارتباط برقرار کند. این ارتباط مستقیم اجازه واکنش پرسرعت و اجرای هم‌زمان چند برنامه را ممکن می‌کند.

رم همچنین اجازه دسترسی تصادفی را هم فراهم می‌کند، به این معنا که نیاز نیست داده حتماً از ابتدا تا انتها یا به شکل متوالی خوانده شود. پذدارنده می‌تواند هر چیزی را که نیاز دارد، مستقیماً واکشی کند و در نتیجه به این شکل در زمان صرفه‌جویی ارزشمندی می‌شود.

برای مثال اگر قرار بود پردازنده، داده را از حافظه عادی واکشی کند، جابه‌جایی میان چند برنامه مدت بیشتری طول می‌کشید، زیرا حافظه‌های عادی صرفاً برای خواندن متوالی بهینه شده‌اند.

وقتی رم کم می‌آوریم، چه اتفاقی می‌افتد؟

اگر فایل‌ها یا برنامه‌های زیادی را هم‌زمان اجرا کنید، ممکن است فضای رم شما پر شود یا به اصطلاح به اتمام برسد. رخداد مذکور به این خاطر است که رم محدود و از طرفی، حافظه‌ای گران‌قیمت است. برای مثال یک ماژول رم ۱۶ گیگابایتی قیمتی برابر با یک درایو هارد دیسک ۱ ترابایتی یا درایو حالت جامد (SSD) ۵۱۲ گیگابایتی دارد.

با این حال اکثر رایانه‌های امروز با رم ۴ الی ۱۶ گیگابایتی عرضه می‌شوند. این مقدار شاید چندان زیاد به نظر نرسد اما همین چند دهه پیش، کامپیوترها به سختی ۱۶ الی ۳۲ مگابایت رم داشتند.

• همه چیز درباره انتخاب کارت گرافیک انویدیا و AMD
• ری تریسینگ چیست و چه تاثیری روی بازی ها دارد؟
• انویدیا DLSS چیست و چه تاثیری روی بازی ها دارد؟

خوشبختانه سیستم عامل‌های مدرن به خوبی پر شدن رم را مدیریت می‌کنند. وقتی رم شما به پر شدن نزدیک می‌شود، کامپیوترتان سعی می‌کند داده موجود را فشرده کند و برنامه‌هایی را که از آن‌ها استفاده نمی‌کنید، از رم خارج نماید یا برخی از آن‌ها را به حافظه منتقل کند. با این وجود در هر سه مثال مذکور احتمالاً شما با مقداری تاخیر در تجربه خود مواجه می‌شوید، زیرا پردازنده سعی می‌کند منابع بیشتری را برای کارهای آینده مهیا کند.

اما راه حل اتمام رم چیست؟ خب، شما می‌توانید ماژول‌های بیشتری را روی سیستم خود نصب کنید. کامپیوترهای رومیزی رایج به شدت ماژولار هستند و تقریباً همیشه اجازه می‌دهند به گونه‌ای آن‌ها را ارتقا دهید. با این وجود، نمی‌توان چنین چیزی را برای دستگاه‌های فشرده مانند گوشی‌های هوشمند ذکر کرد. در ادامه، بیشتر در این‌باره صحبت خواهیم کرد.

رم چه ظاهری دارد؟

رم فرم فاکتورهای فراوان و ابعاد متنوعی دارد. رایج‌ترین انواع آن شامل DIMM یا ماژول حافظه خطی دوگانه و SO-DIMM است. این دو مورد، ماژول‌های مستقلی هستند که می‌توان آن‌ها را روی مادربرد لپ تاپ یا کامپیوتر نصب کرد. یک رم در هر یک از این فرم فاکتورها هم که عرضه شده باشد، در زیر خود دارای پین‌های مشخصی است که اجازه می‌دهند با مادربرد ارتباط برقرار کند.

در دستگاه‌های کوچک‌تر مانند گوشی‌های هوشمند و لپ تاپ‌های فشرده، رم مستقیماً به برد دستگاه لحیم شده است. در حالی که این شیوه می‌تواند بهره‌وری را افزایش دهد و اغلب به شرکت‌ها برای ساخت و طراحی دستگاه‌های باریک‌تر کمک کند اما رم‌های لحیم شده قابل جایگزینی یا ارتقا نیستند. اگر شما در این دستگاه‌ها به رم بیشتری نیاز دارید، تنها گزینه شما خرید یک مدل به‌روز شده از همان ابتدا است.

جدا از ابعاد و شکل ظاهری، شاید تاکنون درباره رم‌های DDR4 و DDR5 مخصوصاً در زمینه کامپیوترها و لپ تاپ‌ها شنیده باشید. DDR شکل خلاصه شده عبارت Double Data Rate یعنی نرخ مضاعف داده است و به امکان انتقال سریع‌تر اطلاعات در این مدل‌ها در مقایسه با رم‌های قدیمی‌تر SDR (Single Date Rate) یعنی رم‌هایی با نرخ داده تک اشاره دارد.

از بُعد فنی، یک رم DDR توانایی انتقال دوبرابر داده در یک چرخه کلاک را در هر دو سوی بالا و پایین چرخه دارد. در نهایت بعد از DDR شاهد یک عدد مانند ۴ یا ۵ هستیم که نشان دهنده نسل آن رم است.

نسل‌های جدیدتر رم معمولاً پهنای بند بیشتر، دوام بالاتر در سطوح پایین‌تر انرژی و جهشی در مجموع ظرفیت ممکن را به دنبال دارند. برای مثال جهش از DDR4 به DDR5 از نظر تئوری باعث افزایش ۵۰ درصدی پهنای باند، مدیریت دقیق‌تر مشخصات انرژی و همچنین بهبود توانایی‌های خطا-تصحیح شد.

اصطلاحات رایج درباره رم که باید بدانید

اگرچه بسیاری از کاربران کامپیوترها و در مجموع، دستگاه‌های الکترونیک با عملکرد و کارایی کلی رم آشنا نیستند اما به دفعات اصطلاحاتی را درباره آن‌ها شنیده‌اند که ما در این قسمت آن‌ها را به شکل مجزا تشریح می‌کنیم.

LPDDR: ابتدای این کلمه، LP را می‌بینیم که مخفف عبارت Low-power یا کم‌مصرف است؛ سایر بخش کلمه یعنی DDR را هم پیش‌تر به اتفاق بررسی کرده بودیم. گوشی‌های هوشمند، ساعت‌های هوشمند و تبلت‌ها همه به جای حافظه DDR استاندارد، برای کاهش مصرف انرژی تا جای ممکن، از حافظه‌های LPDDR5 استفاده می‌کنند. با این وجود، پهنای باند طی این پروسه فدا می‌شود.

GDDR: حافظه GDDR یا Graphic DDR گونه‌ای استاندارد از رم DDR است. همان‌طور که می‌توان از نام آن حدس زد، این رم‌ها اصولاً در کنار واحدهای پردازش گرافیکی، به عبارت دیگر کارت‌های گرافیک یا همان GPUها به کار می‌روند. GDDR غالباً پهنای باند بیشتری از رم DDR دارد که به آن اجازه انتقال داده با نرخ‌های سریع‌تر به ازای تاخیر بیشتری را می‌دهد. در سمت دیگر پردازنده‌ها نیازمند تاخیر کمتری در حافظه هستند.

QDR: اصطلاح QDR به Quad Data Rate اشاره دارد که می‌توانیم آن را با همان منطقی که برای DDR استفاده کردیم، به نرخ چهارگانه داده ترجمه کنیم. در حال حاضر مقدار اندکی از رم‌های پیشرفته از حالت QDR برای عمل استفاده می‌کنند که GDDR6 یکی از آن‌هاست.

انتقال بر ثانیه (T/s): سرعت یک ماژول رم معین به نرخ انتقال یا به عبارت دیگر،‌ مقدار داده‌ای که می‌تواند در یک ثانیه بخواند و از آن خوانده شود، بستگی دارد. نرخ انتقال در رم DDR دو بار فرکانس پایه آن است. برای نمونه، یک تیغه رم DDR4 با فرکانس پایه ۱۶۰۰ مگاهرتز کار می‌کند که به این ترتیب، سرعت موثری بالغ بر ۳۲۰۰ انتقال بر ثانیه (T/s) دارد.

با این حال، تولید کنندگان رم DDR همیشه سرعت محصولات خود را با واحد مگاهرتز موثر، نقل می‌کنند. مثلاً شاید شما یک رم DDR4 تهیه کنید و به جای اشاره به ۳۲۰۰ MT/s، متوجه شوید که سرعت آن با عدد ۳۲۰۰ مگاهرتز نمایش داده شده است. در حالی که برخی استدلال می‌کنند که MT/s یا انتقال موثر بر ثانیه، واحد دقیق‌تری برای اندازه‌گیری نرخ انتقال است اما هنوز هم شرکت‌ها برای اشاره به سرعت رم از مگاهرتز استفاده می‌کنند.

تاخیر رم: زمان‌بندی حافظه یا تاخیر رم مدتی است که طول می‌کشد پردازنده به داده رم دست پیدا کند. طبیعتاً زمان دسترسی کمتر به رم اجازه می‌دهد که سریع‌تر کارها را انجام دهد و از این نظر، مطلوب‌تر باشد. زمان‌بندی حافظه اغلب در یک مجموعه از اعداد مثل ۳۸-۲۰-۲۰-۱۶ تعریف می‌شود. هر چند، در اپلیکیشن‌های سبک تاخیر، تاثیر بزرگی روی عملکرد کامپیوتر شما ندارد.

حافظه دو یا چهار کاناله: بیشتر کامپیوترهای مدرن از کانال‌های حافظه جانبی پشتیبانی می‌کنند. به صورت خلاصه، کارکرد رم به شکل دو یا چهارکاناله به کنترلر حافظه پردازنده اجازه می‌دهد که داده را به صورت هم‌زمان بین دو یا تعداد بیشتری رم مبادله کند. این حالت، مجموع پهنای باند را افزایش و اجازه برقراری ارتباط سریع‌تری را به‌ویژه در برخی پردازنده‌ها همراه کارت گرافیک یکپارچه را می‌دهد، چرا که این کارت‌های گرافیک هم از رم استفاده می‌کنند.

XMP و DOCP: کلمه XMP خلاصه عبارت Extreme Memory Profile است که به یک ویژگی مادربرد اشاره می‌کند. این ویژگی مادربرد اجازه می‌دهد شما تنظیمات حافظه را تغییر دهید تا بتوانید به فرکانسی بالاتر از فرکانس بازاریابی شده برای رم، سطح انرژی و همچنین تاخیر کمتری برسید.

برای مثال یک کیت رم DDR4-3200 تا زمانی که شما XMP را از بایوس مادربرد خود فعال کنید، با سرعت ۲۱۳۳ مگاهرتز کار می‌کند. گفتنی است که XMP نام اختصاصی این ویژگی برای شرکت اینتل است و AMD فناوری مشابه خود را با نام DOCP یا همان Direct Over Clock Profile در اختیار کاربرانش قرار می‌دهد.

شما روی گوشی یا رایانه خود به چقدر رم نیاز دارید؟

مقدار رمی که روی یک دستگاه مشخص نیاز دارید، شدیداً به استفاده شما و همچنین سیستم عاملتان وابسته است. قبلاً به نظر می‌رسید که گوشی‌های هوشمند رم بسیار کمتری از رایانه‌های شخصی نیاز دارند اما این تمایز روز به روز، بیشتر محو می‌شود.

اگر حین اجرای چند اپلیکیشن یا مرور زبانه‌ها روی دستگاه خودتان متوجه تاخیر زیادی می‌شوید، احتمالاً فضای رم شما پر شده است. مهم نیست بقیه اجزای دستگاه شما تا چه حد قدرتمند و پیشرفته هستند، فقدان رم کافی می‌تواند توانایی‌های آن را تا حد زیادی محدود کند. خوشبختانه شما می‌توانید ماژول‌های رم بیشتری را روی کامپیوتر رومیزی یا لپ تاپ خود نصب یا جایگزین کنید. با این وجود، این گزینه در گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها در دسترس نیست.

• گوشی های اندرویدی به چه مقدار رم نیاز دارند؟

در حال حاضر بهتر است یک گوشی هوشمند اندروید حداقل به ۶ گیگابایت رم مجهز باشد. اگر شما در مقیاس بالا کارهای چندگانه‌ای را انجام می‌دهید و به شکل متوالی مشغول انجام اعمال سنگین مانند ویرایش ویدیو هستید، شاید بهتر باشید یک گوشی با رم ۸ یا حتی ۱۲ گیگابایت تهیه کنید.

تعداد کمی از گوشی‌های هوشمند از جمله سری گیمینگ ایسوس یعنی ROG Phone رم ۱۶ گیگابایت را هم ارائه می‌دهند اما به نظر می‌رسد فاصله زیادی تا تبدیل شدن این مقدار رم به موضوعی رایج در گوشی‌ها فاصله داریم.

پیشنهاد مقدار رم مناسبی که شما روی تبلت‌ها، لپ تاپ‌ها و … نیاز دارید، چندان آسان نیست و قضیه را اندکی پیچیده می‌کند؛ چرا که استفاده از رم میان سیستم عامل‌های مختلف، متفاوت است. برای مثال شما روی ویندوز ۱۱ حداقل به ۸ گیگابایت رم نیاز دارید در حالی که کروم بوک‌های اقتصادی یا تبلت‌های اندروید هنوز هم با ۴ الی ۶ گیگابایت رم قابل استفاده هستند که البته ما این مقدار رم را حتی برای آن‌ها هم پیشنهاد نمی‌کنیم و به نظر می‌رسد که کاربران به زودی با مشکلاتی دست و پنجه نرم خواهند کرد.

گفتنی است که اگر با ویرایش ویدیو، گیمینگ یا مرور سنگین وب سر و کار دارید، رم بیشتر برای شما مشکلی ایجاد نمی‌کند. افراد حرفه‌ای که ویدیوهایی با رزولوشن‌های بالا را تدوین می‌کنند یا اپلیکیشن‌هایی پیچیده را توسعه می‌دهند، حتی به ۳۲ الی ۶۴ گیگابایت رم و بیشتر نیاز دارند.

ظرفیت رم همه چیز نیست

افزون بر ظرفیت، کارایی رم اغلب با در نظر گرفتن فرکانس یا تعداد چرخه‌ها در یک ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. اگر بخواهیم خلاصه بگوییم، این عامل نشان می‌دهد که داده چه قدر سریع می‌تواند به یک حافظه و همچنین از آن منتقل شود. کارهای مشخصی مانند گیمینگ یا شبیه‌سازی‌های علمی بهره زیادی از فرکانس‌های بالا می‌برند.

متقابلاً، کارهای سبک‌تر روی دستگاه‌هایی مثل گوشی‌های هوشمند یا تبلت‌ها نیاز چندانی به سرعت‌های کلاک بالاتر ندارند و این موضوع برای آن‌ها مزیت بزرگی به شمار نمی‌رود. در حقیقت بیشتر تولید کنندگان این دستگاه‌ها، حتی در صفحه مشخصات رسمی، به فرکانس رم محصولاتشان اشاره نمی‌کنند.

هر چند در رایانه‌های شخصی فرکانس حافظه تاثیری عظیم دارد، مخصوصاً در مواردی که کارهای سنگینی روی آن رایانه انجام می‌شوند. بعضی از پردازنده‌ها، بیشتر از سایرین، از سرعت بیشتر حافظه سود می‌برند. برای مثال سری پردازنده‌های رایزن AMD به شدت از پهنای باند بالاتر رم سود می‌برند، زیرا می‌توانند سرعت ارتباطات را میان خوشه‌های هسته پردازنده افزایش دهند.

با در نظر گرفتن این مزایا، مشخص است که چرا حافظه رایانه‌های شخصی در گونه و پیکربندی‌های مختلفی در بازار پیدا می‌شوند. اما شما باید کدام یک را انتخاب کنید؛ بار دیگر تکرار می‌کنیم، پاسخ این سوال کاملاً به استفاده شما وابسته است. برای امور اداری و مرور وب، ظرفیت رم بسیار مهم‌تر از فرکانس است. از طرفی، بازی کردن نیز هر چه قدر که بتواند، پهنای باند را اشغال می‌کند.

اگر می‌خواهید بین قیمت و کارایی تعادل برقرار کنید، یک حافظه رم DDR4 با سرعت ۳۲۰۰ مگاهرتز برای عملکرد عمومی کافی است. اگرچه پیکربندی‌هایی با سرعت بالاتر از ۴۰۰۰ مگاهرتز هم در بازار موجود هستند اما بازدهی کم و قیمت بالایی دارند. فراموش نکنید که همیشه یک کیت دو عددی به جای کیت یک عددی رم‌های DIMM را تهیه کنید. حالت دو کاناله، پهنای باند بیشتری را بدون نیاز به هزینه اضافه ارائه می‌دهد.

علاقه‌مندان حوزه سخت‌افزار توجه زیادی به تاخیر یک کیت حافظه دارند. در حالی که اپلیکیشن‌های کمی در دنیای واقعی از تاخیر کمتر رم سود می‌برند اما تاخیر کمتر رم در بازی‌های ویدیویی تاثیر بزرگی دارد. یک بار دیگر و همچنین برای بار آخر باید بگوییم، تاخیر به پردازنده هم وابسته است.

سوالات متداول

رم چیست و کاربردی دارد؟

•  رم یا حافظه دسترسی تصادفی گونه‌ای حافظه موقت یا فرّار است. این یعنی هر چیزی که در رم ذخیره می‌شود، با خاموش یا ری استارت شدن کامپیوتر شما، به صورت دائم پاک خواهد شد. در عوض، رم به سادگی به شما اجازه می‌دهد که نمونه‌های هم‌زمان بیشتری را از هر نوع فایلی باز کنید.

رم DDR4 و DDR5 چیست؟

• DDR شکل خلاصه شده عبارت Double Data Rate یعنی نرخ مضاعف داده است و به امکان انتقال سریع‌تر اطلاعات در این مدل‌ها در مقایسه با رم‌های قدیمی‌تر SDR (Single Date Rate) یعنی رم‌هایی با نرخ داده تک اشاره دارد.
• از بُعد فنی، یک رم DDR توانایی انتقال دوبرابر داده در یک چرخه کلاک را در هر دو سوی بالا و پایین چرخه دارد. در نهایت بعد از DDR شاهد یک عدد مانند ۴ یا ۵ هستیم که نشان دهنده نسل آن رم است.

چه مواردی در انتخاب رم مناسب تاثیرگذارند و باید چه رمی بخریم؟

• افزون بر ظرفیت، کارایی رم اغلب با در نظر گرفتن فرکانس یا تعداد چرخه‌ها در یک ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. اگر بخواهیم خلاصه بگوییم، این عامل نشان می‌دهد که داده چه قدر سریع می‌تواند به یک حافظه و همچنین از آن منتقل شود.
• اگر می‌خواهید بین قیمت و کارایی تعادل برقرار کنید، یک حافظه رم DDR4 با سرعت ۳۲۰۰ مگاهرتز برای عملکرد عمومی کافی است. اگرچه پیکربندی‌هایی با سرعت بالاتر از ۴۰۰۰ مگاهرتز هم در بازار موجود هستند اما بازدهی کم و قیمت بالایی دارند.