RAM

هر آنچه باید درباره رم بدانید.

رم چیست ؟

رم و انواع آن : حافظه دسترسی تصادفی (RAM) نوعی حافظه رایانه است که به هر ترتیب قابل خواندن و تغییر است ، که به طور معمول برای ذخیره داده های کاری و کد ماشین استفاده می شود. یک دستگاه حافظه با دسترسی تصادفی امکان خواندن یا نوشتن موارد داده را تقریباً در همان زمان صرف نظر از مکان فیزیکی داده ها در داخل حافظه فراهم می کند. در مقابل ، سایر رسانه های ذخیره داده دسترسی مستقیم مانند دیسک های سخت ، CD-RW ها ، DVD-RW ها و نوارهای مغناطیسی قدیمی و حافظه درام ، زمان مورد نیاز برای خواندن و نوشتن موارد داده ها بسته به مکان فیزیکی آن ها ، به دلیل محدودیت های مکانیکی مانند سرعت چرخش رسانه به طور قابل توجهی متفاوت است.

RAM شامل مدارهای چندگانه سازی است، تا خطوط داده را به حافظه آدرس دهی شده برای خواندن یا نوشتن ورودی متصل کند. معمولاً بیش از یک بیت ذخیره سازی توسط همان آدرس قابل دسترسی است و دستگاه های RAM اغلب چندین خط داده دارند و گفته می شود دستگاه های “8 بیتی” یا “16 بیتی” و غیره هستند.

در فناوری امروز ، رم به شکل تراشه های مدار مجتمع (IC) با سلول های حافظه MOS (اکسید فلز – نیمه هادی) است. RAM معمولاً با انواع فرار حافظه (مانند ماژول های حافظه دسترسی تصادفی پویا (DRAM) در ارتباط است که در صورت قطع شدن انرژی اطلاعات ذخیره شده از بین می رود ، اگرچه RAM غیر فرار نیز ساخته شده است. انواع دیگری از حافظه های غیر فرار وجود دارد که دسترسی تصادفی برای عملیات خواندن را امکان پذیر می کند ، اما یا اجازه فعالیت نوشتن را نمی دهد یا محدودیت های دیگری برای آن‌ها وجود دارد. این شامل ا انواع ROM و نوعی حافظه فلش به نام NOR-Flash است.

 

مقاله پیشنهادی : تاثیر رم در بازی
تاثیر رم در بازی

 

انواع رم :

دو شکل پرکاربرد انواع رم ، استاتیک (SRAM) و RAM پویا (DRAM) هستند. در SRAM ، مقداری داده با استفاده از حالت سلول حافظه شش ترانزیستوری ذخیره می شود ، معمولاً با استفاده از شش MOSFET (ترانزیستور اثر میدان نیمه اکسید فلز- فلز). تولید این فرم از انواع رم گران تر است ، اما به طور کلی سریع‌تر است و به انرژی پویا کم‌تری نسبت به DRAM نیاز دارد. در رایانه های مدرن ، SRAM اغلب به عنوان حافظه پنهان پردازنده استفاده می شود.

DRAM با استفاده از یک جفت ترانزیستور و خازن (به ترتیب یک خازن MOSFET و MOS) کمی داده را ذخیره می کند  که در مجموع یک سلول DRAM را تشکیل می دهد. خازن دارای شارژ زیاد یا کم است (به ترتیب 1 یا 0) ، و ترانزیستور به عنوان سوئیچ عمل می کند که به مدار کنترل روی تراشه اجازه می دهد تا وضعیت شارژ خازن را بخواند یا آن را تغییر دهد.

از آنجا که تولید این فرم از حافظه نسبت به RAM استاتیک هزینه کمتری دارد ، این فرم غالب حافظه رایانه است که در رایانه های مدرن استفاده می شود.

رم و انواع آنتفاوت رم و رام

RAM استاتیک و دینامیک فرار محسوب می شوند ، زیرا با قطع شدن برق از سیستم حالت آن‌ها از بین می رود یا دوباره تنظیم می شود. در مقابل ، حافظه فقط خواندنی (ROM) با فعال کردن یا غیرفعال کردن دائمی ترانزیستورهای انتخاب شده ، داده ها را ذخیره می کند ، به طوری که حافظه قابل تغییر نیست. انواع قابل نوشتن ROM (مانند EEPROM و حافظه فلش) ویژگی های ROM و RAM را به اشتراک می گذارند ، داده ها را قادر می سازد بدون انرژی باقی بمانند و بدون نیاز به تجهیزات خاصی به روز شوند.

این اشکال پایدار ROM نیمه هادی شامل درایوهای فلش USB ، کارت های حافظه برای دوربین ها و دستگاه های قابل حمل و درایوهای حالت جامد است. حافظه ECC (که می تواند SRAM یا DRAM باشد) شامل مدارهای ویژه ای برای شناسایی و یا اصلاح خطاهای تصادفی (خطاهای حافظه) در داده های ذخیره شده ، با استفاده از بیت های برابری یا کدهای تصحیح خطا است.

به طور کلی ، اصطلاح RAM صرفاً به دستگاه های حافظه حالت جامد (DRAM یا SRAM) و به طور خاص حافظه اصلی در اکثر رایانه ها اشاره دارد. در حافظه نوری ، اصطلاح DVD-RAM تا حدودی اشتباه است زیرا برخلاف CD-RW یا DVD-RW نیازی به پاک شدن قبل از استفاده مجدد نیست. با این وجود ، یک DVD-RAM اگر تا حدی کندتر باشد ، تقریباً شبیه دیسک سخت است.

رم و انواع آنتاریخچه و تکامل رم

رایانه های اولیه از توابع حافظه اصلی از رله ها ، شمارنده های مکانیکی  یا خطوط تأخیر استفاده می کردند. خطوط تأخیر اولتراسونیک دستگاه های سریالی بودند که فقط می توانند داده ها را به ترتیب نوشته شده تولید کنند.

این حافظه را می توان با هزینه نسبتاً کم توسعه داد اما بازیابی کارآمد موارد حافظه برای بهینه سازی سرعت به دانش فیزیکی نیاز داشت. اولین شکل عملی حافظه دسترسی تصادفی و تاریخچه رم ، لوله ویلیامز بود که از سال 1947 شروع شد. این داده ها را به صورت لکه های بار الکتریکی در سطح لوله اشعه کاتد ذخیره می کرد. از آنجا که پرتو الکترون CRT می تواند لکه های موجود در لوله را به هر ترتیب بخواند و بنویسد ، حافظه دسترسی تصادفی بود. ظرفیت لوله ویلیامز چند صد تا حدود هزار بیت بود ، اما بسیار کم‌تر ، سریع‌تر و کم مصرف تر از استفاده از لچ های جداگانه لوله خلا بود.

لوله ویلیامز که در دانشگاه منچستر انگلستان ساخته شد ، واسطه ای را فراهم کرد که اولین برنامه ذخیره شده الکترونیکی بر روی آن در رایانه منچستر کودک اجرا شد که برای اولین بار برنامه ای را در 21 ژوئن 1948 اجرا کرد. در حقیقت ، به جای اینکه حافظه لوله ویلیامز برای کودک طراحی شود ، کودک یک بستر آزمایش برای نشان دادن قابلیت اطمینان حافظه بود.

 

 

تکامل رم

حافظه هسته مغناطیسی در سال 1947 اختراع شد و تا اواسط دهه 1970 موجب تکامل رم شد. با تکیه بر مجموعه ای از حلقه های مغناطیسی ، به شکل گسترده ای از حافظه دسترسی تصادفی در آمد. با تغییر حس مغناطیسی هر حلقه ، می توان داده ها را با یک بیت ذخیره شده در هر حلقه ذخیره کرد. از آن‌جا که هر حلقه دارای ترکیبی از سیم آدرس برای انتخاب و خواندن یا نوشتن آن بود ، دسترسی به هر مکان حافظه در هر توالی امکان پذیر بود.

حافظه هسته مغناطیسی شکل استاندارد سیستم حافظه رایانه ای بود تا این‌که در اوایل دهه 1970 توسط حافظه نیمه هادی MOS حالت جامد (فلز اکسید – سیلیکون) در مدارهای مجتمع (IC) جابجا شد.  قبل از توسعه مدارهای حافظه فقط خواندنی (ROM) یکپارچه ، حافظه دسترسی تصادفی دائمی (یا فقط خواندنی) اغلب با استفاده از ماتریس های دیود هدایت شده توسط رمزگشای آدرس یا صفحات حافظه طناب هسته ای مخصوص زخمی ساخته می شد.

حافظه نیمه هادی از دهه 1960 با حافظه دو قطبی که از ترانزیستورهای دو قطبی استفاده می کرد ، آغاز شد. اگرچه عملکرد را بهبود بخشید ، اما نمی تواند با قیمت پایین تر حافظه مغناطیسی رقابت کند.

  • MOS RAM

اختراع MOSFET (ترانزیستور اثر میدانی نیمه هادی فلز اکسید) که با نام ترانزیستور MOS نیز شناخته می شود ، توسط محمد ام. آتالا و داون کهنگ در آزمایشگاه های بل در سال 1959 ، منجر به توسعه اکسید فلز- حافظه نیمه هادی (MOS) توسط جان اشمیت در Fairchild Semiconductor در سال 1964شد. علاوه بر عملکرد بالاتر ، حافظه نیمه هادی MOS ارزان تر بود و انرژی کمتری نسبت به حافظه هسته مغناطیسی مصرف می کرد.

توسعه فن آوری مدار مجتمع MOS با دروازه سیلیکون (MOS IC) توسط Federico Faggin در Fairchild در سال 1968 تولید تراشه های حافظه MOS را امکان پذیر کرد. [12] حافظه MOS از حافظه هسته مغناطیسی به عنوان فناوری غالب حافظه در اوایل دهه 1970 پیشی گرفت. یک حافظه دسترسی تصادفی ثابت دو قطبی (SRAM) توسط رابرت اچ نورمن در سال 1953 در Fairchild Semiconductor اختراع شد. با توسعه MOS SRAM توسط جان اشمیت در Fairchild در سال 1964 دنبال شد. SRAM به جایگزینی برای حافظه هسته مغناطیسی تبدیل شد ، اما برای هر بیت داده به شش ترانزیستور MOS نیاز داشت.

استفاده تجاری از SRAM در سال 1965 آغاز شد ، زمانی که IBM تراشه حافظه SP95 را برای سیستم / 360 مدل 95 معرفی کرد. حافظه دسترسی تصادفی پویا (DRAM) امکان جایگزینی مدار لچ 4 یا 6 ترانزیستوری با یک ترانزیستور منفرد برای هر بیت حافظه را فراهم می کند ، این امر باعث افزایش چگالی حافظه در هزینه نوسانات می شود. داده ها در ظرفیت کوچک هر ترانزیستور ذخیره می شدند و قبل از نشت شارژ ، باید هر چند میلی ثانیه مرتباً تازه می شدند.

ماشین حساب الکترونیکی توشیبا Toscal BC-1411 ، که در سال 1965 معرفی شد ،  از نوعی DRAM دو قطبی خازنی استفاده می کند ، داده های 180 بیتی را روی سلول های حافظه گسسته ذخیره می کند ، متشکل از ترانزیستورهای دو قطبی ژرمانیوم و خازن ها و در حالی که عملکرد بهتری نسبت به حافظه هسته مغناطیسی ارائه می دهد ، DRAM دو قطبی نمی تواند با قیمت پایین حافظه مغناطیسی غالب در آن زمان رقابت کند.

 

 

تارخچه و تکامل SDRAM

حافظه دسترسی تصادفی پویا (SDRAM) توسط سامسونگ الکترونیکس ساخته شده است. اولین تراشه تجاری SDRAM سامسونگ KM48SL2000 بود که ظرفیت آن 16 مگابیت بود و توسط سامسونگ در سال 1992 معرفی شد ، و در سال 1993 به تولید انبوه رسید.

اولین تراشه حافظه تجاری DDR SDRAM (نرخ داده دو برابر SDRAM) تراشه 64 Mibit DDR SDRAM سامسونگ بود که در ژوئن 1998 منتشر شد. GDDR (گرافیک DDR) نوعی DDR SGRAM)RAM) گرافیکی همزمان است که اولین بار توسط سامسونگ به عنوان تراشه حافظه 16 مگابیت در سال 1998 منتشر شد.

در مطالب گفته شده در بالا به توضیح درباره رم و انواع آن (تاریخچه و تکاملش) پرداخته شد. شما با مطالعه مطالب گفته شده می‌توانید به این پی ببرید که رم ها از کجا و جگونه ظهور کرده و چه تغییرات و تکامل هایی در ان ها رخ داده تا به این رم هایی که امروزه می بینیم تبدیل شده اند.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *