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 2GB حافظه‌ی RAM و فایل صفحه‌بندی 1GB باشد، سیستم کل حافظه دردسترس برای سیستم عامل را 3GB 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.
نظرات