ذاكرة الوصول العشوائي
Random Access Memory
واختصارها
RAM





تسمى رام وهذا النوع من الذاكرة مؤقت إذ أن المعلومات يتم تفريغها آليا منه بمجرد إعادة التشغيل، وأحيانا عند إغلاق البرنامج الذي يستهلك جزء منها، وهذا النوع يحرص المحترفون (خصوصا من يتركز عملهم على التصميم باستخدام برامج متقدمة كالفوتوشوب وثري دي ماكس وغيرها) على توفير أفضل الأنواع منها ويحرصون أيضا على زيادتها لأنها المسئولة عن سرعة تنفيذ العمليات والمعالجة.


أنواع ذاكرة الوصول العشوائي
.1 النوع الأول SD-RAM أو SDR-RAM
.2 النوع الثاني DD-RAM أو DD-SDRAM
.3 النوع الثالث RD-RAM



مكونات ذاكرة الوصول العشوائي
كل قطعة ذاكرة تعد دائرة متكاملة مركبة من ملايين الخلايا التي يكونها اتحاد الترانزستورات
Transistors
والمكثفات
Capacitors
، بحيث يشكل كل ترانزيستور ومكثف خلية واحدة من خلايا الذاكرة، وكل خلية من هذه الخلايا تعادل بتا واحدا من البيانات، ومعلوم أن البت
bit
أصغر وحدة من وحدات قياس الذاكرة وكل 8 بت تشكل بايتا واحدا والبايت
Byte
هو المساحة الكافية لتخزين قيمة حرف واحد أو رقم أو رمز.


ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية
ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (بالإنجليزية:
Dynamic random access memory
وهي نوع من ذاكرة الوصول العشوائي التي تحفظ كل بت في مكثفات منفصلة داخل دارة متكاملة, وهي من نوع ذاكرة قابلة للزوال. ولأن المكثف يسرب شحنات كهربائية فهي بحاجة إلى إعادة إنعاش بشكل متواصل. ولحاجتها إلى الإنعاش سميت بذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية و أما ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة لا تحتاج للإنعاش ولذلك سمية ساكنة. وأفضليتها على ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة هو إحتياجها لمقحل واحد و مكثف واحد لإحتواء كل بت, بالمقارنة مع ستة مقاحل لكل بت في ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة والتي تمكنها من تكثيف عدد وحدات التخزين على رقاقة واحدة.


إس دي رام


SDRAM DDR SDRAM
ومشهورة باسم
DDR
فقط
RDRAM


النوع الأول يعمل بأربع سرعات معروفة ثلاثة منها رسمية


MHz و 100MHz و 133 66 MHz


والسرعة الغير رسمية هي
150MHz 66MHz = PC66 100MHz = PC100 133MHz = PC133 150MHz = PC150*


وسرعة نقل البينات هي
8x66=523MB/s 8x100=800MB/s 8x133=1066MB/s 8x150=1200MB/s


　
النوع الثاني وتعمل أيضا بعدة سرعات ومنها عدة سرعات غير رسمية ( الغير رسمية مميزة بعلامة * )


200 MHz = PC1600 1600MB/s 266MHz = PC2100 2100MB/s 312MHz = PC2500* 2500MB/s 333MHz = PC2700 2700MB/s 375MHz = PC3000* 3000MB/s 400MHz = PC3200 3200MB/s 437MHz = PC3500* 3500MB/s 466MHz = PC3700* 3700MB/s 500MHz = PC4000* 4000MB/s


　
ذاكرات
RDRAM
وتتوافر أيضا بعدة سرعات


300MHz = PC600 400MHz = PC800 533MHz = PC1066


الأرخص هي
SDRAM ثم DDR SDRAM ثم RDRAM


الـ SDRAM
تستخدم ناقلا بعرض 64 بت وتنقل بتا واحدا لكل نبضة ساعة... فسرعة نقل البينات = التردد×(64÷8)


الـ DDR SDRAM
تستخدم ناقلا بعرض 64 بت وتنقل بتين لكل نبضة ساعة فسرعة نقل البينات = التردد×(64÷8)×2


الـ RDRAM
تستخدم ناقلا بعرض 16 بت وتنقل بتين لكل نبضة ساعة فسرعة نقل البينات = التردد×(16÷8)×2


كل الأنواع تدعم عدة قنوات ولكن مع بعض الحدود


الـ SDRAM
تدعم قناتين بحد أقصى ولكن لم تستخدم بشكل واسع الـ
DDR
تدعم 8 قنوات بحد أقصى ولكن لم يستفاد إلا من قناتين بشكل واسع النطاق الـ
RDRAM
تدعم 8 قنوات بحد أقصى واستخدمت قناتين بشكل دائم وفي حالة واحدة فقط استخدمت أربع قنوات


وللتوضيح أكثر


دي دي آر-إس دي رام



مقدمة عن الذاكرة
DDR
و هذا النوع من الذاكرة استخدم أول ما استخدم في بطاقات الرسوميات من شركة
Nvidia
، ثم انتقل استخدامها لنظم أثلون وظلت تستخدم إلى الآن. أما بالنسبة لنظم انتل فإنها بدأت تستخدم هذه الذواكر مع ظهور طقم الرقاقات
Intel 82845D
الخاص بنظم بينتيوم4، إضافة إلى ظهور بعض النظم المرتكزة على رقاقات
VIA
. هي اختصار لـ
(Double Data Rate)
أي سرعة النقل المضاعفة، وبخلاف
SDR
فإن هذه الذواكر قادرة على إرسال واستقبال البيانات مع ارتفاع الموجة وانخفاضها، وبذلك فهي تنقل فعليا ضعف كمية البيانات مقارنة بـ
SDR
عند نفس السرعة، فعندما تكون سرعتها مثلا 133 ميجاهرتز فإن سرعتها في نقل البيانات فعليا توازي
266
رغم أنها لا تعمل على هذه السرعة و الخطأ الشائع هنا أن الكثير من الناس وأصحاب المحلات يكتبون في إعلاناتهم
DD RAM
كمقابل لـ
SD RAM
، وهذا هو الخطأ بعينه، لأن الاسم الصحيح هو
DDR RAM
، كما أنه ليس بمقابل
SD RAM
، بل هو أحد أنواعه، فال


ـ DDR RAM
هو بالضرورة أحد أنواع الـ
SD RAM
. ولتصحيح المعلومة فينبغي أن يكون لدينا نوعين هما
DDR
ومقابله
SDR
، وهما الرام ذو قدرة النقل الأحادي ومقابله الرام ذو قدرة النقل المزدوج.و يندرج كلا من النوعين السابقين تحت عنوان
SD RAM.


السبب الذي ادى إلى اختراع الـ
DDR
4- RD-RAM
: وهي اختصار لـ
(Rambus Direct Random Access)
، وهذا النوع هو من أحدث وأسرع أنواع الذاكرة الموجودة، ويتميز بسرعة نقل كبيرة، إلا أن ما يعيبه هو بطؤه في الوصول إلى البيانات لدرجه تجعله أبطأ من الـ
SDR
، وهذا ما يفسر تخلف البينتيوم 4 المزود بالرامبس عن الأثلون المزود بالـ
DDR
في كثير من الأحيان خاصة عندما تكون سرعة الساعة الفعلية للمعالجين متقاربة أو متساوية. وما يميز الرامبس هو أنه يعمل بشكل زوجي أي أن كل شريحتي ذاكرة يمثلان بنكا واحدا، وبذلك فإنه يعمل بضعف السرعة الحقيقية للشريحة. الذاكرة
SDRAM
وهى الدارجة تعمل بسرعة مستمدة من الناقل الأمامي للوحة الأم. هنا تكون السرعة 66 او100 أو 133 ميغاهرتز. نضع بحسباننا انه كلما زادت السرعة زادت كمية المعلومات التي يتم نقلها بنفس اللحظة. طبعا هذه الذواكر تسمى
PC66 أو PC100 أو PC133
. بسبب التقدم في سرعات المعالجات، وابتداء معالجات
AMD
الاثلون والديورون بإتباع تقنيات نقل معلومات بسرعة 200 أو 266 ميغاهرتز، فقد بات من الضروري إيجاد طريقة لزيادة سرعة الذاكرة وذلك لكي لا تكون عائقا أمام الاستفادة من سرعة المعالج. لذا تم اختراع تقنيات تعتمد على مضاعفة سرعة الذاكرة إلى 200 أو 266 ميغاهرتز. على هذا الأساس تم صنع ذواكر
DDR
وهى تعمل بسرعتين.

200
ميغاهرتز وتسمى
PC1600
و
266
ميغاهرتز وتسمى
PC2100.
ربما نعتقد أن زيادة سرعة الذاكرة من 133 إلى 266 ميغاهرتز تعنى زيادة في الأداء تعادل 100%. ولكن الحقيقة هي أن زيادة الأداء ما بين الذاكرة
PC133 و PC2100
يعادل 5 إلى 10% فقط.السبب في قلة هذا الفرق في الأداء يعود لعدة أمور فنية تتعلق بتقنية مضاعفة الأداء وكذلك البرامج المستخدمة على الحاسب من أنظمة تشغيل وغيرها. سأحاول أن استخدم مثال لشرح تقنية
DDR
هناك أمرين، الناقل الأمامي وسأشبهه بالطريق أو الخط السريع. والهرتز وهو الناقل للمعلومة أشبهه بالباص (الحافلة). سأركز على الطريق الذي يصل المعالج بالذاكرة. إذا أراد المعالج أن يرسل معلومة إلى الذاكرة فانه يضعها بداخل الحافلة ويرسلها إلى الذاكرة. بعد أن تقوم الحافلة بتوصيل المعلومة فإنها ترجع للمعالج بدون أي ركاب وذلك لكي تبلغه بان المعلومة وصلت بالسلامة. إذا أراد المعالج أن يسترجع معلومة من الذاكرة، فانه يقوم بإرسال حافلة إلى الذاكرة لكي تقوم بطلب هذه المعلومة ولكنها لا تحملها معها. على هذه المعلومة أن تستغل حافلة أخرى من الذاكرة إلى المعالج.طبعا هذا المثال يبين الوقت الذي يضيع بكون الحافلات تخدم خط واحد وترجع بدون أي ركاب. تقنية
DDR
تقوم على محاولة الاستفادة من بعض هذه الحافلات. هناك أمر يجب وضعه بالحسبان، هذه الحافلات أسرع بكثير من الذاكرة ولا يمكنها الانتظار لغاية ما تقوم الذاكرة بتجهيز المعلومة وتحميلها إلى الحافلة. لذا فان الحافلة عندما تصل إلى الذاكرة فإنها ستأخذ ما يكون جاهزا من المعلومات وان لم تكن هناك معلومات فإنها سترجع بدون ركاب.عدد الحافلات التي يمكن الاستفادة منها لن يزيد على 10% من التي ترجع فاضيه. ولذا فان فرق الأداء لن يزيد بأكثر من هذه النسبة.الآن، للاستفادة من ذاكرة DDR
يجب أن تكون اللوحة الأم مجهزة للتعامل مع هذه الذاكرة. أي إن لم تكن اللوحة الأم التي لديك تدعم ذاكرة
DDR
لن تستطيع استخدامها.


بعض صفات التقنية للذاكرة
DDR
o Dual Data Rate SDRAM.


من اسمها نعرف إنها تضاعف كمية المعلومات التي تعالجها
SDARM.
أي تقوم بعمليتي معالجة خلال حلقة ساعية واحدة.
تتوفر على شكل

DIMM
– 184


رجل وهي مماثلة لبطاقة
DIMM – 168
رجل نوع
SDARM
وذلك من ناحية القياس.


تختلف عنها من حيث توافق الأرجل.
تتشابهان من حيث المقابس.
تختلفان بسن التوجيه يجعل من المستحيل وضع أحد النوعين في مقبس النوع الآخر.
تعمل بسرعات
200
MHz
أو 266
MHz
(ضعف السرعات 100
MHz
أو 133
MHz
التي تتوفر في
SDARM
وهذا ما يقصد باسمها


تعد بطيئة جدا مقارنة بالنوع
RDRAM.
كيفية إجراء عملية المضاعفة : لفهم عملية المضاعفة هذه يجب أن نبين كيف تعمل دورة الهيرتز. دورة الهيرتز هي عبارة عن إشارة كهربائي بشكل موجه تنقل المعلومة معها أثناء صعودها. تقنية
DDR
تسمح بالاستفادة من هذه الموجة ليس فقط أثناء صعودها بل أثناء نزولها كذلك حيث يتم نقل معلومة أثناء الصعود ومعلومة أخرى أثناء النزول. بهذه الطريقة فإن الاستفادة من كل دورة هيرتز تكون مضاعفة بنقل معلومتين بكل دورة هيرتز بدل معلومة واحدة
(Data Strobe)
وهذا مايظهره الشكل التالي هى تقنية ادخلت على هذه الذاكرة لكي تغنى عن استخدام ساعة داخلية بالذاكرة لتنظيم دورات الهيرتز. الساعة التي نتكلم عنها هنا هي المسئولة عن جعل الدورات الداخلية للهيرتز بالذاكرة تسير بانتظام مع الدورات الخاصة بالناقل الأمامي. تقنية
Data-Strobe
نصت على أن كل معلومة تنقل من الناقل الأمامي إلى الذاكرة تحمل معها إشارة تحدد دورة الهيرتز، بهذه الطريقة تستطيع ذاكرة
DDR
أن تنظم دوراتها مع الناقل الأمامي بدون استخدام أي ساعة داخلية منظمة. الميزة هنا هي بتوفير الوقت الذي تحتاجه الساعة الداخلية لتحديد دورة الهيرتز مما يعنى أداء أسرع. في هذا النوع من الذاكرة تم تغيير المسمى من تبيان سرعة تردد الناقل الأمامي إلى تبيان حجم المعلومة التي يتم نقلها.
PC1600
تبين أن هذه الذاكرة تستطيع نقل 1600 ميغابايت في الثانية بينما
PC2100
تعنى أن الذاكرة تستطيع نقل 2100 ميغابايت في الثانية وحاليا وصلت إلى
DDR3200
والتي تعمل بتردد 400 ميجاهيرتز ووصلت أكثر من ملاحظة ان الحرارة ترتفع بستخدام هذا النوع من الذواكر لان المعالج لايرتناح ابدا


بنية الذاكرة
ddr
الوصول السريع إلى الذاكرة شيء أساسي من اجل الأداء الفعال للبرامج مع العلم إن الناقل الأمامي وعرض نطاق الترددي
BANDBATH
ليسا متساويين في التطبيقات القوية حيث يستوجب ذلك الانتظار بينما النظام يفاوض على عرض النبضة وهذا يؤدي إلى البطء في الأداءولكن مع الذاكرة
DDR
فأنها تطلق القوة الكاملة للمعالج وذلك بتردد
800MHZ للـFSB
وبتخزين 6.4جيغابايت تقريبا كل التطبيقات والعناصرسواء داخلي أو خارجي تصل الذاكرة عبر
MEMORY CONTROL HUB
لاحظ الشكل تالية تبدأ
CPU
بالوصول الأثقل إلى الذاكرة النظام. كل التطبيقات المعالجة تحول إلى الذاكرة عبر
MCH
ثم إلى
CACHE
ضمن المعالج للتنفيذ نلاحظ مما سبق ان المعالج السريع يحتاج إلى الذاكرة السريعة وبالتالي زودت الـ
DDR
بتقنية القناة الثنائية وهي أعلى انجاز في الهندسة المعمارية الحديثة ودورها ينحصر في توازن بين عرض النبضة
BANDWIDTH
والتردد العالي
800
MHZ
وهذا التوازن ساعد على تحسين التطبيقات ثلاثية الأبعاد والفيديو وغيرها واليك صورة توضيحية عن


الفرق بين القناة الأحادية والقناة الثنائية
القناة الاحادية :النظام يدخل في قناة واحدة مفردة فقط فعندما توضع ذاكرة ذات قناة واحد وحتى وكانت اللوحة الأم تحوي قناتين فأن النظام يستخدم واحدة وبالتالي كل الدورات الذاكرة توجه نحو قناة وحيدة


القناة الثنائية : النظام يدخل ضمن قناتين وبالتالي يسمح بالاستخدام الأقصى لانجاز التطبيقات بستخدام 64بت للقناة الثنائية نحصل بهذه الفائدة من هذه التقنية بأن نستخدم القناتين بنفس الكمية من الذاكرة لاحظ الشكل التالي الذي يبن الفرق برسم توضيحي


وبتوضيح أكثر عن أهمية الذاكرة
DDR
عند العمل على قناتين لنقل البينات إلى المعالج يستطيع استلام البيانات مرتين في نفس الوقت والمسؤول عن ذلك متحكم في الذاكرة وهو عبارة عن أشارة مرور لتوجيه حركة البيانات عبر القناة من أهم البرمترات
PEAK BANDWIDTH
والـ
BUFFER
حيث تصف النقل الاعظمي للبيانات وهو عرض الحافة وهو العدد الذي يعبر عنه بعدد البيتات في الثانية
***
ومن الذواكر الخاصة بالحاسب الألي


الذاكرة روم
ROM
ذاكرة الـقـراءة فـقط
وهي مختصر لـ
(Read Only Memory)
وهذه الذاكرة تصمم من قبل الشركة المصممة للوحة الام
وهي تحتوي برامج منها مشغل الكمبيوتر البدائي بمعنى بداية تشغيل الحاسوب قبل التحميل من القرص الصلب.
ويحتوي على برنامج اخر للتعرف على الاجهزه الموصوله بالجهاز ويعطي تقرير عن ذلك
كما أنه لايمكن حذف المعلومات التي تحويها هذه الذاكره


***
ونستعرض بالصور الطريقة التي تعمل بها الرامات الحديثة