أنواع ذاكرة الوصول العشوائي التي تشغل أجهزة الكمبيوتر اليوم

يحتاج كل جهاز قادر على الحوسبة تقريبًا الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب. ألقِ نظرة على جهازك المفضل (على سبيل المثال ، الهواتف الذكية ، والأجهزة اللوحية ، وأجهزة الكمبيوتر المكتبية ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وآلات حاسبة الرسوم البيانية ، وأجهزة التلفزيون عالية الدقة ، وأنظمة الألعاب المحمولة ، وما إلى ذلك) ، وستجد بعض المعلومات حول ذاكرة الوصول العشوائي. على الرغم من أن جميع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) تخدم نفس الغرض بشكل أساسي ، إلا أن هناك عدة أنواع مختلفة شائعة الاستخدام اليوم:

• ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM)
• ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)
• ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (SDRAM)
• ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة بمعدل بيانات واحد (SDR SDRAM)
• ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات معدل البيانات المزدوجة (DDR SDRAM ، DDR2 ، DDR3 ، DDR4)
• ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات معدل البيانات المزدوجة (GDDR SDRAM ، GDDR2 ، GDDR3 ، GDDR4 ، GDDR5)
• ذاكرة متنقله

ما هي ذاكرة الوصول العشوائي؟

ذاكرة الوصول العشوائي تعني ذاكرة الوصول العشوائي ، وهي تمنح أجهزة الكمبيوتر المساحة الافتراضية اللازمة لإدارة المعلومات وحل المشكلات في الوقت الحالي. يمكنك اعتبارها ورقة خدش قابلة لإعادة الاستخدام تكتب عليها ملاحظات أو أرقامًا أو رسومات بقلم رصاص. إذا نفدت المساحة على الورق ، فإنك تكسب المزيد من خلال محو ما لم تعد بحاجة إليه ؛ تتصرف ذاكرة الوصول العشوائي بشكل مشابه عندما تحتاج إلى مساحة أكبر للتعامل مع المعلومات المؤقتة (أي تشغيل البرامج / البرامج). تسمح لك قطع الورق الأكبر حجمًا بخربشة المزيد (وأكبر) من الأفكار في وقت واحد قبل الاضطرار إلى المسح ؛ تشترك المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي داخل أجهزة الكمبيوتر في نفس التأثير.

تأتي ذاكرة الوصول العشوائي في مجموعة متنوعة من الأشكال (أي الطريقة التي تتصل بها فعليًا بأنظمة الحوسبة أو تتفاعل معها) ، والقدرات (تقاس بـ ميغابايت أو غيغابايت) ، السرعات (تقاس بـ ميغاهيرتز أو جيجاهرتز) ، والبنى. تعتبر هذه الجوانب وغيرها من الجوانب المهمة التي يجب مراعاتها عند ترقية الأنظمة باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي ، حيث يتعين على أنظمة الكمبيوتر (مثل الأجهزة واللوحات الأم) الالتزام بإرشادات التوافق الصارمة. على سبيل المثال:

• من غير المحتمل أن تستوعب أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأقدم الأنواع الأحدث من تكنولوجيا ذاكرة الوصول العشوائي
• لا تتناسب ذاكرة الكمبيوتر المحمول مع أجهزة سطح المكتب (والعكس صحيح)
• ذاكرة الوصول العشوائي ليست دائما متوافقة مع الإصدارات السابقة
• لا يمكن للنظام بشكل عام مزج الأنواع / الأجيال المختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي ومطابقتها معًا

ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM)

• الوقت في السوق: من التسعينيات حتى الوقت الحاضر 
• المنتجات الشعبية التي تستخدم SRAM: الكاميرات الرقمية والموجهات والطابعات وشاشات الكريستال السائل

يتطلب SRAM أحد نوعي الذاكرة الأساسيين (الآخر هو DRAM) تدفق مستمر للطاقة من أجل العمل. بسبب الطاقة المستمرة ، لا يحتاج SRAM إلى "تحديث" لتذكر البيانات المخزنة. هذا هو السبب في أن SRAM يسمى "ثابت" - لا يلزم إجراء أي تغيير أو إجراء (مثل التحديث) للحفاظ على البيانات سليمة. ومع ذلك ، فإن ذاكرة SRAM هي ذاكرة متقلبة ، مما يعني أن جميع البيانات التي تم تخزينها تفقد بمجرد انقطاع التيار الكهربائي.

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

• ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية (مثل L1 ، L2 ، L3)
• القرص الصلب العازلة / ذاكرة التخزين المؤقت
• المحولات الرقمية إلى التناظرية (DACs) قيد التشغيل بطاقات الفيديو

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)

• الوقت في السوق: من السبعينيات إلى منتصف التسعينيات
• المنتجات الشعبية التي تستخدم DRAM: أجهزة ألعاب الفيديو وأجهزة الشبكات

يتطلب DRAM أحد نوعي الذاكرة الأساسيين (الآخر هو SRAM) تحديث دوري للقوة من أجل العمل. تقوم المكثفات التي تخزن البيانات في ذاكرة DRAM بتفريغ الطاقة تدريجيًا ؛ عدم وجود طاقة يعني فقدان البيانات. هذا هو السبب في أن DRAM يسمى "ديناميكي" - التغيير المستمر أو الإجراء (مثل التحديث) ضروري للحفاظ على البيانات سليمة. تعد DRAM أيضًا ذاكرة متقلبة ، مما يعني أن جميع البيانات المخزنة تفقد بمجرد انقطاع التيار الكهربائي.

مزايا استخدام DRAM (مقابل. SRAM) هي تكاليف أقل للتصنيع وقدرات ذاكرة أكبر. مساوئ استخدام DRAM (مقابل. SRAM) هي سرعات وصول أبطأ واستهلاك أعلى للطاقة. بسبب هذه الخصائص ، يتم استخدام DRAM عادةً في:

• ذاكرة النظام
• ذاكرة رسومات الفيديو

في ال 1990، تمديد ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية للبيانات تم تطوير (EDO DRAM) وتلاه تطورها ، انفجر EDO RAM (بيدو درام). كانت أنواع الذاكرة هذه جذابة بسبب زيادة الأداء / الكفاءة بتكاليف أقل. ومع ذلك ، أصبحت التكنولوجيا عفا عليها الزمن من خلال تطوير SDRAM.

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (SDRAM)

• الوقت في السوق: 1993 حتى الوقت الحاضر
• المنتجات الشعبية التي تستخدم SDRAM: ذاكرة الكمبيوتر وأجهزة ألعاب الفيديو

SDRAM هو تصنيف للذاكرة الحيوية يعمل بالتزامن مع ساعة وحدة المعالجة المركزية ، مما يعني أنه ينتظر إشارة الساعة قبل الاستجابة لإدخال البيانات (مثل واجهة المستخدم). على النقيض من ذلك ، فإن DRAM غير متزامن ، مما يعني أنه يستجيب على الفور لإدخال البيانات. لكن فائدة التشغيل المتزامن هي أن وحدة المعالجة المركزية يمكنها معالجة التعليمات المتداخلة بشكل متوازٍ ، والمعروف أيضًا باسم "خطوط الأنابيب" - القدرة على تلقي (قراءة) تعليمات جديدة قبل أن يتم حل التعليمات السابقة بالكامل (اكتب).

على الرغم من أن خط الأنابيب لا يؤثر على الوقت الذي تستغرقه معالجة التعليمات ، إلا أنه يسمح بإكمال المزيد من التعليمات في وقت واحد. قراءة قراءة واحدة و تؤدي تعليمات الكتابة الواحدة لكل دورة على مدار الساعة إلى زيادة معدلات نقل / أداء وحدة المعالجة المركزية بشكل عام. تدعم SDRAM خطوط الأنابيب نظرًا للطريقة التي يتم بها تقسيم ذاكرتها إلى بنوك منفصلة ، وهو ما أدى إلى تفضيلها على نطاق واسع على DRAM الأساسي.

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة بمعدل بيانات واحد (SDR SDRAM)

• الوقت في السوق: 1993 حتى الوقت الحاضر
• المنتجات الشعبية التي تستخدم SDR SDRAM: ذاكرة الكمبيوتر وأجهزة ألعاب الفيديو

SDR SDRAM هو المصطلح الموسع لـ SDRAM - النوعان متماثلان ، ولكن يشار إليهما في الغالب باسم SDRAM فقط. يشير "معدل البيانات الفردي" إلى كيفية معالجة الذاكرة لتعليمات قراءة واحدة وتعليمات كتابة واحدة لكل دورة ساعة. تساعد هذه العلامات في توضيح المقارنات بين SDR SDRAM و DDR SDRAM:

• DDR SDRAM هو في الأساس الجيل الثاني من تطوير SDR SDRAM

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات معدل البيانات المزدوجة (DDR SDRAM)

• الوقت في السوق: 2000 حتى الوقت الحاضر
• المنتجات الشعبية التي تستخدم DDR SDRAM: ذاكرة الكمبيوتر

تعمل DDR SDRAM مثل SDR SDRAM ، أسرع مرتين فقط. DDR SDRAM قادر على المعالجة اثنان قراءة واثنان تعليمات الكتابة لكل دورة على مدار الساعة (ومن هنا جاءت "المضاعفة"). على الرغم من تشابهها في الوظيفة ، إلا أن DDR SDRAM لها اختلافات مادية (184 سنًا وشق واحد على الموصل) مقابل SDR SDRAM (168 سنًا وشقين على الموصل). يعمل DDR SDRAM أيضًا بجهد قياسي منخفض (2.5 فولت من 3.3 فولت) ، مما يمنع التوافق مع الإصدارات السابقة مع SDR SDRAM.

• ذاكرة DDR2 SDRAM هي الترقية التطورية إلى DDR SDRAM. بينما لا يزال معدل البيانات المضاعف (معالجة تعليمي قراءة واثنين من تعليمات الكتابة لكل دورة ساعة) ، يكون DDR2 SDRAM أسرع لأنه يمكن تشغيله بسرعات ساعة أعلى. قياسي (لا فيركلوكيدتصل وحدات ذاكرة DDR إلى 200 ميجاهرتز ، في حين أن وحدات الذاكرة DDR2 القياسية تتفوق عند 533 ميجاهرتز. تعمل ذاكرة DDR2 SDRAM بجهد أقل (1.8 فولت) مع المزيد من المسامير (240) ، مما يمنع الرجوع للخلف التوافق.
• يعمل DDR3 SDRAM على تحسين الأداء عبر DDR2 SDRAM من خلال معالجة الإشارات المتقدمة (الموثوقية) ، سعة ذاكرة أكبر ، واستهلاك أقل للطاقة (1.5 فولت) ، وسرعات قياسية أعلى على مدار الساعة (حتى 800 ميجاهيرتز). على الرغم من أن DDR3 SDRAM تشترك في نفس عدد الأطراف مثل DDR2 SDRAM (240) ، إلا أن جميع الجوانب الأخرى تمنع التوافق مع الإصدارات السابقة.
• تعمل الذاكرة DDR4 SDRAM على تحسين الأداء عبر DDR3 SDRAM من خلال معالجة الإشارات الأكثر تقدمًا (الموثوقية) ، حتى سعة ذاكرة أكبر ، واستهلاك أقل للطاقة (1.2 فولت) ، وسرعات قياسية أعلى على مدار الساعة (حتى 1600 ميجاهيرتز). يستخدم DDR4 SDRAM تكوينًا مكونًا من 288 سنًا ، والذي يمنع أيضًا التوافق مع الإصدارات السابقة.

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات معدل البيانات المزدوجة (GDDR SDRAM)

• الوقت في السوق: 2003 حتى الوقت الحاضر
• المنتجات الشعبية التي تستخدم GDDR SDRAM: بطاقات رسومات الفيديو ، بعض الأجهزة اللوحية

GDDR SDRAM هو نوع من DDR SDRAM المصمم خصيصًا لعرض رسومات الفيديو ، عادةً بالاقتران مع GPU (وحدة معالجة الرسومات) على بطاقة الفيديو. من المعروف أن ألعاب الكمبيوتر الحديثة تدفع بالظرف مع بيئات عالية الدقة واقعية بشكل لا يصدق ، غالبًا ما تتطلب مواصفات نظام ضخمة وأفضل أجهزة بطاقة الفيديو من أجل اللعب (خاصة عندما استخدام شاشات عالية الدقة 720p أو 1080p).

• على غرار DDR SDRAM ، تمتلك GDDR SDRAM خطها التطوري الخاص (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 هي نفسها تمامًا. هناك اختلافات ملحوظة في طريقة عمل GDDR SDRAM ، لا سيما فيما يتعلق بكيفية تفضيل النطاق الترددي على زمن الانتقال. من المتوقع أن يعالج GDDR SDRAM كميات هائلة من البيانات (عرض النطاق الترددي) ، ولكن ليس بالضرورة بأقصى سرعات (زمن الوصول) ؛ فكر في طريق سريع مكون من 16 مسارًا عند 55 ميلاً في الساعة. نسبيًا ، من المتوقع أن يكون زمن انتقال DDR SDRAM منخفضًا للاستجابة الفورية لوحدة المعالجة المركزية ؛ فكر في طريق سريع مكون من مسارين على 85 ميلاً في الساعة.

ذاكرة متنقله

• الوقت في السوق: 1984 حتى الوقت الحاضر
• المنتجات الشعبية باستخدام ذاكرة فلاش: الكاميرات الرقمية والهواتف الذكية / الأجهزة اللوحية وأنظمة الألعاب / الألعاب المحمولة

ذاكرة فلاش هي نوع من غير متطاير وسيط تخزين يحتفظ بجميع البيانات بعد انقطاع التيار الكهربائي. على الرغم من الاسم ، فإن ذاكرة الفلاش أقرب في الشكل والتشغيل (أي التخزين ونقل البيانات) إلى محركات الأقراص الصلبة من أنواع ذاكرة الوصول العشوائي المذكورة أعلاه. تُستخدم ذاكرة فلاش بشكل شائع في:

• مدخل يو اس بي
• طابعات
• مشغلات الوسائط المحمولة
• بطاقات الذاكرة
• إلكترونيات / ألعاب صغيرة

أسئلة مكررة

• هل يوجد أفضل نوع من ذاكرة الوصول العشوائي؟ لا يوجد ذلك ، لأن الأنواع المختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي غالبًا ما يكون لها تطبيقات مختلفة جدًا. ولكن بالنسبة لمستخدم الحوسبة في المنزل ، فإن الخيار الأفضل اليوم هو DDR4.
• الأسرع: DDR2. DDR3. أو DDR4؟ يتحسن كل جيل من ذاكرة الوصول العشوائي عن الجيل السابق ، مما يوفر سرعات أعلى وعرض نطاق ترددي أكبر. أسرع ذاكرة وصول عشوائي (RAM) في سياق الحوسبة المنزلية هي DDR4 بسهولة.