أنواع ذاكرة الوصول العشوائي التي تدير أجهزة الكمبيوتر اليوم

يحتاج كل جهاز قادر على الكمبيوتر إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) تقريبًا. ألق نظرة على جهازك المفضل (على سبيل المثال ، الهواتف الذكية ، الأجهزة اللوحية ، أجهزة الكمبيوتر المكتبية ، أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، حاسبات الرسوم البيانية ، HDTV ، أنظمة الألعاب المحمولة ، إلخ) ، ويجب أن تجد بعض المعلومات حول ذاكرة الوصول العشوائي. على الرغم من أن جميع ذاكرة الوصول العشوائي تخدم غرضًا أساسيًا ، إلا أن هناك بعض الأنواع المختلفة الشائعة الاستخدام اليوم:

ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM)
ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)
ذاكرة ديناميكية متزامنة (SDRAM)
ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (SDR SDRAM)
ذاكرة مزدوجة الديناميكية متزامنة (DDR SDRAM و DDR2 و DDR3 و DDR4)
ذاكرة مزدوجة للبيانات متطابقة مع ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (GDDR SDRAM و GDDR2 و GDDR3 و GDDR4 و GDDR5)
ذاكرة متنقله

ما هي ذاكرة الوصول العشوائي؟

ذاكرة الوصول العشوائي لتقف على ذاكرة الوصول العشوائي ، وأنه يعطي أجهزة الكمبيوتر المساحة الافتراضية اللازمة لإدارة المعلومات وحل المشاكل في الوقت الراهن. يمكنك التفكير في الأمر مثل ورق الخدش القابل لإعادة الاستخدام الذي تود كتابة ملاحظات أو أرقام أو رسومات عليه باستخدام قلم رصاص. إذا نفدت مساحة الغرفة ، فستجني المزيد عن طريق محو ما لم تعد بحاجة إليه ؛ تتصرف ذاكرة الوصول العشوائي بالمثل عندما تحتاج إلى مساحة أكبر للتعامل مع المعلومات المؤقتة (أي تشغيل البرامج / البرامج). تسمح لك القطع الكبيرة من الورق بتدوين المزيد من الأفكار (والأكبر) في وقت قبل أن تضطر إلى مسحها. المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي داخل أجهزة الكمبيوتر سهم لها تأثير مماثل.

تأتي ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في مجموعة متنوعة من الأشكال (أي الطريقة التي تتصل بها فعليًا أو تتفاعل مع أنظمة الكمبيوتر) والقدرات (يتم قياسها بالميغا بايت أو جيجابايت) والسرعات (المقاسة بوحدات MHz أو GHz) والمباني. هذه الجوانب والجوانب الأخرى مهمة للنظر عند ترقية الأنظمة باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي ، نظرًا لأن أنظمة الكمبيوتر (على سبيل المثال ، الأجهزة ، اللوحات الأم) يجب أن تلتزم بإرشادات التوافق الصارمة. فمثلا:

من غير المحتمل أن تستوعب أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأقدم الأنواع الأكثر حداثة لتقنية RAM
لا تتناسب ذاكرة الكمبيوتر المحمول مع أجهزة الكمبيوتر المكتبية (والعكس صحيح)
ذاكرة الوصول العشوائي ليست دائما متوافقة مع الإصدارات السابقة
لا يستطيع النظام عمومًا مزج ومطابقة أنواع / أجيال مختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي معًا

ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM)

الوقت في السوق: من التسعينات حتى الوقت الحاضر
المنتجات الشعبية باستخدام SRAM: الكاميرات الرقمية وأجهزة التوجيه والطابعات وشاشات LCD

واحد من اثنين من أنواع الذاكرة الأساسية (الآخر يجري DRAM) ، يتطلب SRAM تدفق طاقة ثابت من أجل العمل. بسبب الطاقة المستمرة ، لا يحتاج SRAM إلى "تحديث" لتذكر البيانات المخزنة. هذا هو السبب وراء تسمية SRAM بـ "static" - لا حاجة إلى أي تغيير أو إجراء (على سبيل المثال ، تحديث) للحفاظ على سلامة البيانات. ومع ذلك ، SRAM هي ذاكرة متطايرة ، مما يعني أن جميع البيانات التي تم تخزينها تصبح فقدت بمجرد انقطاع التيار الكهربائي.

مزايا استخدام SRAM (مقابل DRAM) هي استهلاك أقل للطاقة وسرعات وصول أسرع. مساوئ استخدام SRAM (مقابل DRAM) هي سعة ذاكرة أقل وتكاليف تصنيع أعلى. بسبب هذه الخصائص ، يستخدم SRAM عادة في:

ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية (مثل L1 و L2 و L3)
القرص الصلب العازلة / مخبأ
محولات رقمية إلى تمثيلية (DAC) على بطاقات الفيديو

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)

الوقت في السوق: من 1970 حتى منتصف التسعينات
المنتجات الشعبية باستخدام DRAM: وحدات تحكم لعبة فيديو ، وأجهزة الشبكات

واحد من نوعي الذاكرة الأساسية (والآخر هو SRAM) ، يتطلب DRAM "تحديث" دوري للطاقة من أجل العمل. تقوم المكثفات التي تخزن البيانات في DRAM بالتصريف التدريجي للطاقة ؛ لا توجد طاقة تعني فقدان البيانات. هذا هو السبب وراء تسمية DRAM باسم "الديناميكية" - هناك حاجة إلى تغيير أو إجراء ثابت (على سبيل المثال ، تحديث) للحفاظ على سلامة البيانات. DRAM هي أيضاً ذاكرة متطايرة ، مما يعني أن جميع البيانات المخزنة تصبح مفقودة بمجرد انقطاع التيار الكهربائي.

مزايا استخدام DRAM (مقابل SRAM) هي انخفاض تكاليف التصنيع وقدرات ذاكرة أكبر. مساوئ استخدام DRAM (مقابل SRAM) هي سرعة الوصول أبطأ واستهلاك أعلى للطاقة. بسبب هذه الخصائص ، يستخدم DRAM عادة في:

ذاكرة النظام
ذاكرة رسومات الفيديو

في ال 1990، تمديد البيانات خارج ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكي (EDO DRAM) تم تطويره ، متبوعًا بتطوره ، انفجر EDO RAM (BEDO DRAM). كانت أنواع الذاكرة هذه جذابة بسبب زيادة الأداء / الكفاءة بتكاليف أقل. ومع ذلك ، أصبحت التكنولوجيا عفا عليها الزمن من تطوير SDRAM.

ذاكرة ديناميكية متزامنة (SDRAM)

الوقت في السوق: 1993 حتى الوقت الحاضر
المنتجات الشعبية باستخدام SDRAM: ذاكرة الكمبيوتر ، وحدات تحكم لعبة فيديو

SDRAM هو تصنيف DRAM الذي يعمل بالتزامن مع ساعة وحدة المعالجة المركزية ، مما يعني أنه ينتظر إشارة الساعة قبل الاستجابة لإدخال البيانات (على سبيل المثال ، واجهة المستخدم). على النقيض من ذلك ، DRAM غير متزامن ، مما يعني أنه يستجيب على الفور لإدخال البيانات. لكن الفائدة من التشغيل المتزامن هي أن وحدة المعالجة المركزية يمكنها معالجة تعليمات متداخلة بشكل متواز ، والتي تعرف أيضًا باسم "pipelining" - وهي القدرة على تلقي (قراءة) تعليمات جديدة قبل أن يتم حل التعليمة السابقة بالكامل (الكتابة).

على الرغم من أن خط الأنابيب لا يؤثر على الوقت المستغرق في معالجة الإرشادات ، إلا أنه يتيح المزيد من الإرشادات في وقت واحد. تجهيز قراءة واحدة و ينتج عن تعليمة كتابة واحدة في كل دورة على مدار الساعة معدلات نقل أداء / أداء وحدة معالجة مركزية أعلى. SDRAM يدعم خطوط الأنابيب بسبب الطريقة التي تقسم بها ذاكرتها إلى بنوك منفصلة ، وهو ما أدى إلى تفضيلها الواسع على الدرهم الأساسي.

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (SDR SDRAM)

الوقت في السوق: 1993 حتى الوقت الحاضر
المنتجات الشعبية باستخدام SDR SDRAM: ذاكرة الكمبيوتر ، وحدات تحكم لعبة فيديو

SDR SDRAM هو المصطلح الموسّع لـ SDRAM - النوعان هما واحد ونفس الشيء ، ولكن يشار إليه في معظم الأحيان باسم SDRAM فقط. يشير "معدل البيانات المفرد" إلى كيفية معالجة الذاكرة لقراءة واحدة وتعليمات الكتابة الواحدة في دورة الساعة. تساعد هذه العلامة على توضيح المقارنات بين SDRAM SDRAM و DDR SDRAM:

DDR SDRAM هو في الأساس تطوير الجيل الثاني من SDRAM SDRAM

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (DDR SDRAM)

الوقت في السوق: 2000 إلى الوقت الحاضر
المنتجات الشعبية باستخدام DDR SDRAM: ذاكرة الكمبيوتر

يعمل DDR SDRAM مثل SDR SDRAM ، أسرع مرتين فقط. DDR SDRAM قادر على المعالجة اثنين قراءة واثنين من تعليمات الكتابة لكل دورة على مدار الساعة (وبالتالي "المزدوج"). على الرغم من أن DDR SDRAM لها نفس التشابه في الوظيفة ، إلا أنها تحتوي على اختلافات فيزيائية (184 دبرة و درجة واحدة على الموصل) مقابل SDR SDRAM (168 دبابيس واثنان من الشقوق على الموصل). يعمل DDR SDRAM أيضًا على جهد كهربائي منخفض (2.5 فولت من 3.3 فولت) ، مما يمنع التوافق مع SDR SDRAM.

DDR2 SDRAM هي الترقية التطورية إلى DDR SDRAM. في حين لا يزال معدل البيانات مزدوج (معالجة اثنين من القراءة واثنين من تعليمات الكتابة في دورة ساعة) ، DDR2 SDRAM هو أسرع لأنه يمكن أن تعمل في سرعة أعلى على مدار الساعة. وحدات ذاكرة DDR قياسية (غير محفوفة بالسرعة) تصل إلى أعلى من 200 ميجاهرتز ، في حين أن وحدات الذاكرة القياسية DDR2 تتسارع إلى الأعلى عند 533 ميجاهرتز. يعمل DDR2 SDRAM عند جهد أقل (1.8 فولت) مع المزيد من الدبابيس (240) ، مما يمنع التوافق العكسي.
يعمل DDR3 SDRAM على تحسين الأداء على DDR2 SDRAM من خلال معالجة الإشارة المتقدمة (الموثوقية) ، وقدرة ذاكرة أكبر ، واستهلاك أقل للطاقة (1.5 فولت) ، وسرعات قياسية أعلى على مدار الساعة (حتى 800 ميجاهرتز). على الرغم من أن مشاركة DDR3 SDRAM نفس عدد المسامير كـ DDR2 SDRAM (240) ، فإن كافة الجوانب الأخرى تمنع التوافق مع الإصدارات السابقة.
يعمل DDR4 SDRAM على تحسين الأداء عبر DDR3 SDRAM من خلال معالجة إشارة أكثر تقدمًا (موثوقية) ، وحتى سعة ذاكرة أكبر ، واستهلاك أقل للطاقة (1.2 فولت) ، وسرعات قياسية أعلى على مدار الساعة (حتى 1600 ميجاهرتز). يستخدم DDR4 SDRAM تكوين 288 دبوس ، والذي يمنع أيضًا التوافق مع الإصدارات السابقة.

ذاكرة مزدوجة للبيانات متطابقة RAM الديناميكي المتزامن (GDDR SDRAM)

الوقت في السوق: 2003 إلى الوقت الحاضر
المنتجات الشعبية باستخدام GDDR SDRAM: بطاقات رسومات الفيديو ، بعض الأجهزة اللوحية

GDDR SDRAM هو نوع من DDR SDRAM تم تصميمه خصيصًا لعرض رسومات الفيديو ، عادةً بالاشتراك مع وحدة معالجة الرسومات (GPU) المخصصة على بطاقة فيديو. ومن المعروف أن ألعاب الكمبيوتر الحديثة تدفع الظرف ببيئات عالية الوضوح واقعية بشكل لا يصدق ، وغالبا ما تتطلب مواصفات نظامية كبيرة وأفضل جهاز لبطاقة الفيديو من أجل اللعب (خاصة عند استخدام شاشات عالية الدقة 720p أو 1080p).

على غرار DDR SDRAM ، GDDR SDRAM لديها خط تطوري خاص بها (تحسين الأداء وخفض استهلاك الطاقة): GDDR2 SDRAM و GDDR3 SDRAM و GDDR4 SDRAM و GDDR5 SDRAM.

على الرغم من مشاركة خصائص مشابهة جدًا مع DDR SDRAM ، فإن GDDR SDRAM ليست متطابقة تمامًا. هناك اختلافات ملحوظة مع طريقة تشغيل GDDR SDRAM ، لا سيما فيما يتعلق بكيفية تفضيل عرض النطاق الترددي على الكمون. من المتوقع أن يقوم GDDR SDRAM بمعالجة كميات هائلة من البيانات (عرض النطاق الترددي) ، ولكن ليس بالضرورة في أسرع السرعات (الكمون) - فكر في طريق سريع مكون من 16 مسارًا عند 55 ميلاً في الساعة. بالمقارنة ، من المتوقع أن يكون DDR SDRAM منخفض الكمون للاستجابة الفورية لوحدة المعالجة المركزية (CPU) - فكر في طريق سريع مكون من 2 حارة عند 85 ميلاً في الساعة.

ذاكرة متنقله

الوقت في السوق: 1984 حتى الوقت الحاضر
المنتجات الشعبية باستخدام ذاكرة فلاش: الكاميرات الرقمية ، الهواتف الذكية / الأجهزة اللوحية ، أنظمة الألعاب المحمولة / اللعب

ذاكرة فلاش هو نوع من غير متطاير وسط تخزين يحتفظ بجميع البيانات بعد انقطاع التيار الكهربائي. على الرغم من الاسم ، تكون الذاكرة المحمولة أقرب في الشكل والتشغيل (أي التخزين ونقل البيانات) إلى محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة من أنواع الذاكرة RAM المذكورة أعلاه. يتم استخدام ذاكرة الفلاش بشكل شائع في: