/تعرف أكثر على الرام

تعرف أكثر على الرام

لماذا الـ Memory ؟

لطالما سمعنا عن السرعات الكبيره التي يعمل بها الكمبيوتر مثل 3.4 جيجا هيرتز أي انه يمكنه عمل 3.4 *(9^10)عمليه في الثانيه،
ورغم ان المعالج يأخذ  البيانات المراد حسابها من وسيط التخزين وهو القرص الصلب (الهارد ديسك ) إلا أنه  اذا تم توصيلهم الاثنين ببعض مباشرة فإن ذلك سوف يؤدي إلى إبطاء المعالج بشكل كبير  فالقرص عندما يقرأ /يكتب البيانات فإنه يقوم بتحريك الرأس المغناطيسيه كل مره لقراءة جزء بسيط. وهذه الميكانيكيه تجعله -مهما كان الموتور سريع – بطيئا جدا مقارنةً مع سرعة المعالج، فيضطر  المعالج انتظار القرص حتى يعطي البيانات المراده.

و من هنا جائت فكرة الوسيط ما بين المعالج و القرص، حيث تخزن البيانات التى سوف يحتاجها المعالج من القرص الى الـ Memory و يتعامل المعالج مع Memory مباشرًة.

ملحوظة : هذه السرعة هى سرعة ال Clock الخاصة بالمعالج و ظيفتها هى انه كل Pulse منه يجعل المعالج بنفذ الوظيفة التالية، و لذلك نظريًا كلما زادت تزيد سرعة المعالج.

ما هى الـ Memory ؟

هى وسيط لتخزين حالة من حالتين Binary فقط فى كل خلية مكونة Cell، و تنقسم أنواع الذاكرة ألى نوع يستطيع الإحتفاظ بحالته حتى بعد وقف الكهرباء عنه(Volatile)، و أخر يجب إستمرار إمداد التيار حتى يحافظ على البيانات (non-volatile).

ويتم غالبًا إستخدام الـ (Random Access Memory (RAM كوسيط ما بين المعالج و القرص، و ذلك لسرعتها و سهولة إعادة الكتابة، و Random Access تعنى أنه تستطيع أن تكتب أو تقرأ من أى مكان فى الذاكرة بغض النظر عن مكان أخر عمليه و هذا بعكس طريقة عمل القرص حيث يجب أن يلف الموتور من أخر مكان للمكان الحالى.

أنواع الRAM

 

:(Static Random Access Memory (SRAM
1

 

تستخدم الخلية من هذه الميمورى لتخزين 1 أو 0 أى على سبيل المثال V 2.5 على طرفى الخلية لتدل على 1 أو 2.5V- لتدل على 0 و تتكون الخلية من MOSFETs 6 موصلين ببعضهم بحيث إذا خزنت إشارة تظل بها حتى المرة التالية للكتابة، و يتميز هذا النوع بالسرعة، تكلفته المرتفعة و تعقيده فى التركيب فهناك أنواع منه تتكون من MOSFETs 10-8، مما يقلل من قدرة تصنيع وحدات ذات سعة تخزينية كبيرة, و لذلك فهو يستخدم فى حالت الهم مثل فى CACH Memory بداخل المعالج.

:(Dynamic Random Acceemory (DRAM
2

تتكون الخلية فى هذا النوع من transistor 1 و Capacitor 1 و تخزن الاشارة بالCapacitor و من المعروف أن المكثفات لا تحتفظ بشحنتها فتفقدها بمرور فترة و لذلك فإن هذه الخليه تحتاج لإعادة الشحن على فترات (Refresh) فيتم قراءة الشحنة و إعادة تخزينها تقريبًا كل 65 ميلى ثانية لكل خلية و هذا مما نتج عن فرق التسمية بين Static و Dynamic حيث أن النوع الاول يحتفظ بالشحنة حتى يتم تغيرها، و أيضًا هناك ملحوظة أنه عند قراءة شحنة المكثف فإنه يتم تفريغها فى الموصل مما يؤدى الى محوها، فيتم تصميم الخلية لكى تستعيد نفس شحنتها السابقة بعد قرائتها. يتميز هذا النوع بسهولة تصميمه مما يساعد على تكوين وحدات ذات سعات كبيرة منه.

(Synchronous DRAM (SDRAM

تختلف عن الـDRAM في أنها تستطيع تنفيذ أمر جديد بينما الامر الآخر لم ينتهى تنفيده بعد و هذا يعنى أن الأمر إذا كان يستلزم ثلث Clock pulses فإنه يمكن أن يبدأ تنفيذه فى أول Pulse و فى الثانية نبدأ أمر جديد بينما الأول فى الثانية و هكذا فإن كل Pulse سوف يتم تنفيذ أمر جديد بدل من أن تنتظر ثلاثة Pulses لكل أمر، تسمى هذه العملية بال Pipe-lining و هى تستخدم أيضًا فى بعض المعالجات و خاصة المعالجات الرسومية : .GPUs

ثم ظهر منه : (Double-Data -Rate SDRAM (DDR SDRAM و الفارق أنه ينقل البيانات مرتين فى الـ Clock pulse الواحدة.

(Ferroelectric RAM (FeRAM

تشبه الDRAM فى تركيبها و سرعة القراءة و الكتابة و لكنها أيضًا تحتفظ بالبيانات فى حالة إنقطاع التيار و لذلك فهى Non-volatile و ذلك لأن المادة العازلة فى المكثف تستبدل بمادة Ferroelectric فالشحنة المخزنة عليها تنتج نتيجة لخاصية ال ferromagnetism و هى أن مادة معينة ممكن أن تكتسب خاصية مغناطيسية دائمة عن طريق الاستقطاب الكهربائى (Electric Polarization) و هو فصل الشحنات السالبة و الموجبة عن بعضها. و هذه الشحنة المغناطيسية دائمة و لكن تتغير عند القراءة أيضا و لذلك يجب كتابتها مرة أخرى بعد القراءة.

مميزات هذه النوع : أسرع بآلاف المرات من الذاكرات Non-volatile من النوع ROM التى يمكن أعادة كتابتها مثل : EEPROM و يمتاز أيضًا عن غيره و خصوصًا الـ DRAM بقلة إستخدام الطاقة حيث يستخدمها عند القراءة و الكتابة فقط بينما فى الـDRAM تستخدم معظم الطاقة فى الحفاظ على البيانات (Refreshing).