Ram

چكيده:
اين پروژه، درباره حافظه كامپيوتر است و نوع حافظه‌ي موردنظر، Ram مي‌باشد.
چگونگي نصب و انواع حافظه را معرفي كند، همراه با ويژگي‌هاي هر كدام كه علاقه‌مندان با خواندن اين پروژه، قادر خواهند بود نوع Ram سيستم خود را انتخاب و خريداري كنند.
اميد است كه اين پروژه بتواند شما را در شناخت و انتخاب Ram ياري نمايند.

مقدمه

با توجه به گسترش روزافزون كاربرد رايانه در ايران و نياز به وجود مرجعي براي دسترسي به اطلاعات اين علم. بر اين شدم كه در مورد Ram كامپيوتر، كه اصلي‌ترين قطعه كامپيوتر و حافظه‌ي كامپيوتر است، تحقيق كنم تا درباره اين قطعه، اطلاعاتي بدست آورم.
اين قطعه، قسمتي از كامپيوتر است كه بدون آن، كامپيوتر معنايي ندارد. پس ابتدا بايد اين قطعه را شناخت تا بتوان به چگونگي و عملكرد كامپيوتر پي برد.
بر اين اساس، اين پروژه به خصوصيات زير مي‌پردازد:

۱٫ انواع حافظه
۲٫ آموزش چگونگي خريد و عيب‌يابي
۳٫ داراي راهنماي خريدار است كه با آن مي‌توان به راحتي به خريد رايانه پرداخت و قطعات اصلي را از تقلبي تشخيص داد.

حافظه

حافظه سيستم، مكاني است كه در آنجا كامپيوتر برنامه‌هاي جاري و داده‌هاي مورد استفاده را نگهداري مي‌نمايد و به دليل قدرتمند شدن دائمي نرم‌افزارها، حافظه سيستم با گام‌هاي پرشتاب، رو به افزايش است. ذخيره و بازيابي داده‌ها از يك بلوك بزرگ حافظه زمان بسيار بيشتري را نسبت به يك بلوك كوچك مي‌طلبد. با يك حجم وسيعي از فضاي حافظه اصلي بسيار زياد مي‌باشد و اين امر، منجر به ايجاد لايه‌هاي اضافي كاشه در سلسله مراتب حافظه مي‌گردد.
هنگامي كه بحث سرعت دسترسي به حافظه مطرح مي‌شود، همواره يك شكاف رو به افزايش بين پردازنده‌ها و تراشه‌هاي حافظه وجود دارد. اين بدان معناست كه پردازنده‌ها دائماً با زمان انتظار بيشتر براي خواندن و نوشتن داده‌ها روي حافظه اصلي مواجه هستند. يك راه حل، استفاده از حافظه كاشه بين حافظه اصلي و پردازنده و نيز استفاده از سيستم‌هاي الكترونيكي هوشمندتر براي تضمين اين كه ملزومات داده‌اي پردازنده از قبل در حافظه كاشه قرار مي‌گيرد.

 

كاشه سطح ۱
حافظه كاشه سطح ۱ يا حافظه كاشه اصلي، روي CPU كامپيوتر قرار داشته و براي ذخيره موقتي، دستورالعمل‌ها و داده‌هاي سازمان‌دهي شده در بلوك‌هاي ۳۲ بيتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. حافظه كاشه اصلي، سريعترين شكل حافظه است. از آنجايي كه اين حافظه در داخل خود تراشه ريزپردازنده و با يك مدار ارتباطي با زمان انتظار صفر تعمير شده است، حجم فيزيكي ذخيره‌سازي داده‌ها روي آن محدود مي‌باشد.
حافظه كاشه سطح ۱، با استفاده از Ram استاتيكي (SRam) ساخته مي‌شود و تا همين اواخر اندازه متعارف آن ۱۶KB بود.
حافظه SRam به ازاي هر بيت داده، از دو تراشه سيتور استفاده نموده و بدون نياز به كمك خارجي تا زماني كه توان الكتريكي مدار تامين شود، داده‌ها را در خود نگهداري مي‌كند.

ترانزيستور دوم، خروجي ترانزيستور اول را كنترل مي‌كند. اين مدار فيليپ فلاپ نام دارد، زير داراي دو حالت پايدار است كه مي‌تواند بين اين دو نوسان كند. اين نوع حافظه نقطه مقابل Ram ديناميكي (DRam) مي‌باشد كه مي‌بايست در هر ثانيه به منظور نگهداري محتويات داده‌اي خود، چند بار تازه‌سازي (Refresh) گردد.

حافظه SRam با روشي بسيار مشابه به ساخت خود پردازنده‌ها، توليد مي‌گردد.
هر بيت حافظه SRam به ۴ تا ۶ ترانزيستور مي‌باشد كه به همين دليل حافظه SRam فضاي خيلي بيشتري را مي‌گيرد، در صورتي كه DRam (ديناميكي) به ازاي هر بيت از يك ترانزيستور به اضافه يك خازن استفاده مي‌كند.

واحد كنترل حافظه كاشه اصلي، داده‌ها و برنامه‌هايي را كه مكرر مورد استفاده قرار مي‌گيرند، در حافظه كاشه ذخيره مي‌نمايد و فقط هنگامي كه CPU كنترل جريان داده‌ها را به ساير مدارات كنترل باس مي‌سپارد يا در طي دسترسي مستقيم به حافظه بوسيله لوازم جانبي مانند درايوهاي فلاپي و كارت‌هاي صوتي، حافظه خارجي را روزآمد مي‌سازد.

كاشه سطح ۲
حافظه كاشه سطح ۲، نوعاً در دو اندازه ۲۵۶, ۵۱۲KB در دسترس بوده و مي‌تواند روي مادربورد نصب گردد. هدف حافظه كاشه سطح ۲، تامين اطلاعات مورد نياز پردازنده بدون هر گونه تاخير مي‌باشد. براي اين منظور، اينترمين باس پردازنده داراي يك پروتكل انتقال ويژه به نام burstmode مي‌باشد. يك سيكل مربوط به burstmode داراي ۴ نوع انتقال داده مي‌باشد كه فقط آدري ۶۴ مورد اول روي باس آدرس قرار مي‌گيرد. معمول‌ترين و رايج‌ترين كاشه سطح pipeline burst2 مي‌باشد. حافظه كاشه ۲ نيز از همان منطق كنترلي مشابه كاشه ۱ و در داخل SRam اجرا مي‌شود.

حافظه اصلي
در سلسله مراتب حافظه، سطح سوم حافظه اصلي سيستم، Ram مي‌باشد. حافظه منبع موقتي نگهداري داده‌ها بوده و محيط حافظه اصلي قابل دسترسي توسط ديسك سخت مي‌باشد. اين حافظه به عنوان حافظه مياني بين ديسك سخت و پردازنده بكار مي‌رود. هرچه داده‌هاي بيشتري را بتوان در داخل حافظه Ram ذخيره نمود، سرعت اجراي PC افزايش خواهد يافت. حافظه اصلي از طريق باس‌هاي آدرس و داده به پردازنده منتقل مي‌شود. هر باس داراي يك تعداد مدار الكتريكي يا بيت است.
هر مبادله داده بين CPU و حافظه، يك سيكل باس نام دارد. تعداد بيت‌هاي داده‌اي كه يك CPU در طي يك سيكل باس واحد قادر به انتقال مي‌باشد، روي عملكرد كامپيوتر تاثير مي‌گذارد. حافظه اصلي از تراشه‌هاي DRam (ديناميكي) يا زم‌ديناميكي تشكيل مي‌شود. [۱]

 

DRam
تراشه‌هاي DRam آرايه‌هاي مستطيل شكل بزرگي از سلول‌هاي حافظه اصلي با مدارهاي منطقي پشتيبان هستند كه براي خواندن و نوشتن داده‌ها در داخل آرايه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. همچنين از يك مدار بازسازي داده‌ها براي حفظ جامعيت داده‌هاي ذخيره شده استفاده مي‌گردد.

FPM DRam
در DRam استاندارد كه با زمان دسترسي ۶۰ يا ۷۰ نانوثانيه عرضه مي‌شوند، خواندن داده‌ها توسط واحد مديريت حافظه ابتدا با فعال كردن سطر متناظر از آرايه، سپس فعال كردن ستون مناسب ارزشيابي و انتقال داده‌ها انجام مي‌شود. سپس ستون مورد نظر نيز فعال شده كه باعث wait state ناخواسته مي‌شود كه CPU بايد منتظر بماند تا حافظه كار انتقال را به پايان برساند.

EDO DRam
در سرعت‌هاي ۵۰٫۶۰٫۷۰ نانوثانيه عرضه مي‌شود. حافظه‌هاي EDO DRam نيازي به غيرفعال شدن ستون و خاموش شدن بافر خروجي بيش از آغاز انتقال داده بعدي ندارد و قادر است تا ۲۷% خواندن حافظه را سريعتر از FPU DRam انجام دهد.

BDEO DRam
اين نوع تكامل EDO DRam است كه در آن، از EDO, FPU استفاده مي‌كند و پيش از آنكه كنترلر بتواند داده‌ها را براي آغازگر بفرستد، بايستي منتظر آماده شدن آنها بماند.
BEDO اين wait state را برطرف نموده و در نتيجه، عملكرد سيستم را تا ۱۰۰% نسبت به RFPU و ۵۰% بيشتر از EDO استاندارد بهبود مي‌بخشد.

SD Ram
حافظه جديدتر SDRam (Synchronous) با شيوه متفاوتي نسبت به ساير انواع حافظه كار مي‌كند. SDRam از اين واقعيت كه اكثر دسترسي‌هاي حافظه PC به صورت متوالي هستند، بهره گرفته و براي واكش (Fetch) تمام بيت‌ها در يك Burst (سيكل انتقال) با بيشترين سرعت ممكن، طراحي شده است.

در SDRam، يك on-chip burst counter به بخش ستون آدرس امكان مي‌دهد كه با سرعت بسيار زيادي افزايش يابد و اين مساله باعث شده افزايش قابل توجهي در سرعت بازيابي اطلاعات در خواندن متوالي مي‌گردد. كنترلر حافظه، موقعيت و اندازه بلوك حافظه مورد نياز را تامين مي‌كند و تراشه SDRam بيت‌ها را با بيشترين سرعتي كه پردازنده قادر به دريافت آنهاست، تغذيه مي‌كند. [ويژگي كليدي SDRam، مزيت مهمي در مقايسه با ساير انواع حافظه ناهماهنگ (Asy) را به آن مي‌دهد. امكان‌پذير ساختن تحويل داده‌ها به خارج از تراشه با سرعت ۱۰۰burst مگاهرتز به محض آنكه Burst آغاز مي‌شود. تمام بيت‌هاي باقيمانده از طول BUBT با سرعت ۱۰ns تحويل داده مي‌شود. [۱]

 

PC 133 SDRam
اين نوع، قادر بود داده‌ها را با سرعت ۶/۱ گيگا بايت بر ثانيه منتقل مي‌نمايد، در حالي كه نياز چنداني به ايجاد تغييرات در مهندسي مادربوردها نداشته، هزينه‌هاي خاصي را بر دوش تراشه‌سازان تحميل نمي‌كرده و براي تغذيه انبوه آن، مشكلي وجود نداشت.

DDR DRam

همانند SRam استاندارد. اين حافظه نيز با FSB يا سرعت گذرگاه داده سيستم رابطه دارد. به عبارت ديگر، حافظه و گذرگاه، دستورالعمل‌ها را به‌طور همزمان اجرا مي‌كنند، نه اينكه يكي از آنها مجبور باشد منتظر ديگري بماند.

بطور كلي، براي هماهنگ كردن ابزارهاي منطقي انتقال داده‌ها بايد در لبه يك كلاك انجام شود. زماني كه پاس كلاك بين ۰٫۱ نوسان مي‌كند، داده‌ها بايد يا در لبه صعودي يا در لبه نزولي منتقل شوند. DDR DRam به اين ترتيب كار مي‌كند كه اين امكان را بوجود مي‌آورد تا عملكرد خروجي بر روي تراشه‌ها در هر دو لبه صعودي و نزولي سيگنال انجام شود. به اين ترتيب، فركانس كلاك بدون افزايش در فركانس عملي، دو برابر مي‌شود، يعني با دو برابر كردن سرعت گذرگاه، براي انعكاس نرخ داده، دوبل آن محاسبه مي‌شود.

 

۱T SRam
براي تكامل از SDRam, DRam كه دي‌رم مقرون به صرفه‌تر از SRam براي هر MB بوده، اما هميشه از مشكل سرعت و تاخيرهايي كه آن را براي بعضي از كاربردها نامناسب ساخته، رنج برده است.

حال چگونه مي‌توان با DRam, SRam پديده‌اي به نام ۱T SRam را بوجود آورد؟
آنچه كه ۱T SRam را منحصر به فرد مي‌سازد، اين است كه محصول يك اينترمين SRam-style واقعي را عرضه مي‌كند كه تمام عمليات نوسازي را از ديد كنترلر مخفي مي‌كند.
اين نوع بر اساس يك سلول DRam تك ترانزيستوري (۱T) ساخته شده است كه كاهش اندازه die را به ميزان ۸۰-۵۰ درصد در مقايسه با SRamهايي با چگالي مشابه را امكان‌پذير مي‌سازد. ۱T-SRam همچنين با استفاده از كمتر از يك چهارم توان حافظه‌هاي SRam سنتي، صرفه‌جويي قابل توجهي را در مصرف برق ارائه مي‌كند.

SImm
تراشه‌هاي حافظه، عموماً در DIPهاي (Dual inline package) كوچك پلاستيكي يا سراميكي بسته‌بندي مي‌شوند كه خريد آنها در داخل يك ماژول حافظه، سرهم‌بندي مي‌شوند.
SImm يك مدار كوچك است كه براي انطباق با تراشه‌هاي حافظه surface-mount طراحي شده است. SImmها از فضاي برد كوچكتري استفاده كرده و فشرده هستند.

هنگامي كه سيم‌هاي ۳۲ بيتي با اين پردازنده‌ها مورد استفاده قرار مي‌گرفتند. بايد به صورت جفتي نصب شوند كه در اين وضعيت، هر زوج از اين ماژول‌ها يك بانك حافظه را تشكيل مي‌دادند. پردازنده با يك حافظه به عنوان يك واحد صنعتي ارتباط برقرار مي‌كرد. اين نوع حافظه‌ها به صورت زير وجود دارد:
۱٫ خشاب حافظه داراي ۲ تراشه است و فاقد بيت توازن است.
۲٫ خشاب حلقه داراي ۳ تراشه كه دو عدد بيتي و يك عدد يك بيتي با نام توازن است.
۳٫ خشاب حافظه داراي ۸ تراشه است و فاقد بيت توازن است. [۲]

 

DImm
ديم، جايگزين سيم شده. ديم‌ها در دو رديف از اتصالات كه هر يك از آنها در يك طرف كارت قرار گرفته‌اند، داراي ۱۶۸ پايه هستند. با پايه‌هاي شبيه ۷، يك كامپيوتر مي‌تواند هر بار ۶۴ بيت اطلاعات (بجاي انتقال ۱۶ يا ۳۲ بيتي در سيم) از ديم‌، بازيابي نمايند.

تفاوت ديم و سيم
بعضي از تفاوت‌هاي فيزيكي ميان ديم‌هاي ۱۶۸ پايه و سيم‌هاي ۷۲ پايه، عبارتند از:
طول ماژول، تعداد شيارهاي موجود بر روي ماژول و شيوه نصب ماژول در داخل سوكت. تفاوت ديگر ميان آنها، اين است كه بسياري از سيم‌ها ۷۲ با زاويه اندكي نصب مي‌شوند، در حالي كه ديم‌ها ۱۶۸ پايه به صورت عمود بر سوكت حافظه نصب شده و در وضعيت كاملاً عمود بر مادربورد سيستم باقي مي‌مانند. مهمتر اينكه ديم‌ها بر خلاف سيم‌ها، مي‌توانند به تنهايي مورد استفاده قرار گيرند.

RImm
ريم داراي شكل ساختي مشابه به ديم‌ها هستند و در بردهايي با همان جاي پاي ديم‌ها قرار مي‌گيرند. آنها در مقايسه با ديم‌هاي ۱۶۸ پايه، داراي ۱۸۴ پايه هستند، اما از همان مشخصات سوكت يك ديك ۱۰۰MH استاندارد استفاده مي‌كنند.