نحوه كاركرد RAM و انواع RAM ها

همانطور كه مي دانيد ram معروفترين حافظه مورد استفاده در كامپيوتر است.
RAM مخفف عبارت RANDOM ACCESS MEMORY مي باشد.
به دليل اينكه دسترسي به سلول هاي حافظه RAM سريع اتفاق مي افتد آن را بدين نام خوانده اند.
نقظه مقابل RAM را SAM مي نامند كه مخفف ACCESS MEMORY SERIAL مي باشد و بدين معناست كه داده ها را به صورت سريالي ( مثل نوار كاست ) در خود نگه مي دارد.در SAM اگر به دنبال داده اي باشيم به ترتيب بايد تمام حافظه تك به تك چك شود تا به داده مورد نظر برسيم ( مثل وقتي كه بخحواهيم در يك نوار كاست به دنبال آهنگ مورد نظر باشيم كه در اين موقع بايد تمام آهنگ ها را گوش دهيم تا به آيتم مورد نظر دست پيدا كنيم.)
اما در RAM در هر موفع و در هر شرايط مكاني از حافظه باشيد مستقيما مي توانيد به داده مورد نظر دست پيدا كنيد.
يك چيپ از حافظه تقريبا شبيه به ميكرو پروسوسور همان IC هست .در اين مدارات مجتمع ميليون ها ترانزيستور و خازن قرار دارند در تقريبا تمامي كامپيوتر ها در حافظه DRAM ( Dynamic random access memory ) ترانزيستور و خازن مجموعا با هم يك سلول حافظه را تشكيل مي دهند .(اين سلول ها خود نشان دهنده يك بيت از حافظه هستند)
مي دانيم كه اين خازن يك بيت از حافظه را نگه داري مي كند كه محتوي يك است يا صفر .
در كنار اين ترانزيستور به صورت سوئيچي عمل مي كند كه وظيفه كنترل مدارات را روي چيپ حافظه دارد كه آيا محتويات خازن را بخواند يا اينكه موقعيت را براي نخواندن آن و تغيير در موضوع ايجاد كند.

يكي از عملياتي كه بر روي ram ها انجام مي دهند عمل refresh كردن است كه البته تنها مختص ram هاي پوياست. يك نكته راجع به ram هاي پويا اين است كه بايد مداوم refresh شوند در غير اين صورت اطلاعات خود را از دست مي دهند اما استفاده از refresh موجب كندي سرعت ram مي شود .
سلول هاي حافظه اي در RAM بر روي يك تخته سيليكوني به صورت آرايه هايي از سطر و ستون ها قرار دارند.ستون ها را با عنوان bitline , و سطر ها را با عنوان wordline مشهورند. محل تقاطع سطر و ستون ها محل آدرس حافظه است .يعني هر آدرس حافظه با سطرها و ستون هاي متقاطع در آن مكان بيان مي شوند.
قابل ذكر است كه dram ها به طور مداوم ستون هايشان را شارژ مي كنند تا ترانزيستورهاي خود را به صورت فعال نگه دارند. زماني كه آن را شارژ مي كنند مقدار 1 را به آن اختصاص مي دهند.
در زمان خواندن خازن براي اينكه مشخص شود كه آيا محتويات آن صفر است يا يك يك امپلي فاير حساس مشخصث ميكند كه آيا ظرفيت آن آيا بيش از 50 درصد پوشيده از الكترون است يا نه ؟؟
اگر پاسخ مثبت بود محتويات خازن برابر با يك است و در خلاف اين امر محتويات خازن برابر با صفر است.

اما بحث ram هاي ايستا يا همان static RAM بحثي متفائت از RAM هاي پوياست.
RAM هاي ايستا مخفف static RAM مي باشند كه در آن ها نوعي flip-flop وجود دارد كه هر بيت از حافظه را نگهداري مي كند . static RAM ديگر نيازي به refresh شدن ندارند زيرا يك فليپ فلاپ براي حافظه چهار تا شش ترانزيستور سيم كشي شده به هم دارد و ديگر نيازي به refresh شدن ندارد و به همين دليل به خاطر اينكه كندي سرعت در static RAM به خاطر refresh وجود ندارد static RAM ها از ram هاي پويا برترند. اما لازم است بدانيد static RAM ها گرانند زيرا بخش هاي بيشتر و متنوع تري در static RAM نسبت به پويا داريم كه باعث مي شود سلول هاي حافظه بيشتري را اشغال مي كند پس بر روي چيپ حافظه از حافظه كمتري برخورداريم كه اين همان دليل گران تر بودن آن است.
پس نتيجه اي كه ميتوانيم از مطالب فوق بدست آوريم اين است كه static RAM سرعت بيشتري دارد و البته گرانتر است اما ram هاي پويا سرعت كمتري دارند و در عين حال ارزان تر هستند.
همچنين مي توانيم نتيجه بگيريم كه ram هاي پويا براي براي حافظه بزرگتر كار برد بهتري خواهد داشت اما static RAM براي كش CPU بهتر است.
چيپ هاي حافظه امروزه به صورت كارت هايي كه آن ها را ماژول بيان مي كنند موجودند كه با بر رسي يكي از آنها مي توانيم اعدادي همچون 32*8 يا 16*4 را مشاهده كنيم.
يك نكته مهم راجع به RAM ها اين است كه بايد بدانيم چه نوع RAM اي بر روي چه پايه اي قرار مي گيرد.
در زير به بيان برخي خصوصيات اين نوع RAM ها و اتصالاتشان با مادر برد ( برد اصلي ) خواهيم پرداخت:

SIMM single in-line memory module :

در اين نوع برد از حافظه از سي پين براي اتصال با ابعاد 2در 9 سانتي متر دارد در اكثر كامپيوتر ها simm ها را بايد به صورت جفتي نصب كنيم و البته در هر دو ميزان حافظه بايد برابر باشند دليل اين امر آن است كه پهناي باند ارتباطي باس مادر برد شما بيش از يك simm ميباشد يعني اگر شما مي خواهيد از 16 نگابايت ram بهره مند شويد بايد دو ram 8 مگابايتي نصب كنيد.(پارسي كتاب )
اخيرا simm هايي در ابعاد 25 در 11 توليد شده اند كه از 72 پين براي ارتباط استفاده مي كنند.
اين پين ها براي افزايش باند است كه تا بيش از 256 مگابايت از حافظه رم را مي توان بر ْنها نصب كرد . با اين وجود با پيشرفت تكنولوژي از simm ها ديگر چندان استقبالي نمي شود و در مثابل آن از DIMM كه مخفف Dual in-line Memory Module است استفاده مي شود و طرفداران فراواني در دنياس سخت افزاري و ram ها دارند.
جالب است بدانيم در dimm ها حدودا 164 تا 184 پين وجود دارد و با ابعاد 25 در 14 سانتي متري هستند . كه باعث گنجايش 8 مگابايت تا يك گيگابايت گنجايش براي رم را فراهم مي كند و برتري ديگر آن بر simm اين است كه نيازي به استفاده از ram هاي جفتي نيست.

توضيحات مختصري پيرامون انواع ram ها

در دنياي سخت افزار انواع RAM ها با قابليت هاي متفاوتي وجود دارد كه به صورت تيتر وار عبارتند از :
Sram) static RAM)
Dynamic RAM (DRAM)
FAST PAGE MODE Dynamic RAM FPM DRAM
Extended data-out put DYNAMIC RAM EDO DRAM
Extended data-out put DYNAMIC RAM EDO DRAM
DYNAMIC random access SD RAM Synchronous memory
DOUBLE Rate SDRAM DDR SDRAM
RDRAM Rambus DRAM
VRAM video RAM

Sram) static RAM)

اين نوع RAM كه همان RAM ايستا مي باشد داراي تعدادي ترانزيستور براي هرسلول حافظه مي باشد ( به تعداد 8تا 6 ) كه بهتر است براي براي كش CPU استفاده شود . در ضمن گفتني است كه در اين نوع RAM از خازن در سلول هاي حافظه استفاده نمي شود.

Dynamic RAM (DRAM)

اين نوع حافظه كه به RAM پويا نيز مشهور است داراي خازن در هر سلول كه نياز به REFRESH شدن دارند و البته در هر سلول حافظه ترانزيستور هايي هم وجود دارد .
اين نوع حافظه نياز به REFRESH دارد .(برخلاف استاتيك )

FAST PAGE MODE Dynamic RAM FPM DRAM

اين نوع حافظه از نوع اوليه RAM ديناميكي ( پويا ) بوده و بيشترين سرعت انتقال داده ها در كش CPU به 176 MBps ميرسد.

Extended data-out put DYNAMIC RAM EDO DRAM

اين نوع RAM مثل ديگر RAM ها به پردازش بيت به بيت و به طور مرتب و پشت سر هم نمي پردازد.بلكه به محض اينكه آدرس بيت اول را شناسايي كرد به دنبال بيت بعدي مي رود و اين باعث مي شود تقريبا 5 درصد سرعتي بيشتر به FPM RAM داشته باشد.

DYNAMIC random access SD RAM Synchronous memory

اين نوع از حاظه 5 درصد سرعتي بيشتر از edo DRAM دارد و معمول تر از نسخه اخير است .

DOUBLE Rate SDRAM DDR SDRAM

اين نوع حافظه همان SDRAM است البته با پهناي باند بيشتري است.
حداكثر سرعت ارتباط با كش لايه دو مقدار 1046 MBps مي باشد البته براي باس 133.

RDRAM Rambus DRAM

اين نوع رم سرعت بسيار زيادي با با قيمت زيادي دارد.

CMOS RAM

مقدار كمي از حافظه كه در كامپيوتر شما براي شناسايي ديگر اجزا به كار مي رود اين حافظه به يك باتري كوچك نياز مند است همان باطري كه وقتي در كيس را باز مي كنيد آن را مي بينيد

VRAM video RAM

اين نوع حافظه رمي است كه بر روي كارت گرافيك يا كارت ويديويي شما نصب مي شود.(پارسي كتاب )