Get To Know More About Ram

‫لماذا ال ‪ Memory‬؟‬

‫لطلما سمعنا عن السرعات الكبيرة التى يعمل بها معالج الكمبيوتر مثل ‪ 3.4 :‬جيجاهيرتز‪ ,‬أى أنه يمكنه عمل ‪X 109 3.4‬‬ ‫عمليه فى الثانيه ‪ ,‬و رغم أن المعالج يأخذ البيانات المراد حسابها من وسيط التخزين و هو القرص الصلب )الهارد ديسك( إل‬ ‫انه أذا تم توصيلهم الثنين ببعض مباشرة فإن ذلك سوف يؤدى الى أبطاأ المعالج بشكل كبير‪ ,‬فالقرص عندما يقرأ ‪ /‬يكتب‬ ‫البيانات فأنه يقوم بتحريك الرأس المغنطيسية كل مرة لقرأة جزء بسيط و هذه الميكانيكية تجعله )و مهما كان الموتور سريع(‬ ‫بطيئًا جدًا مقارنة بسرعة المعالج ‪ ,‬فيضطر المعالج أنتظار القرص حتى يعطيه البيانات المراده ‪.‬‬ ‫و من هنا جائت فكرة الوسيط ما بين المعالج و القرص ‪ ,‬حيث تخزن البيانات التى سوف يحتاجاها المعالج من القرص الى ال‬ ‫‪ , Memory‬و يتعامل المعالج مع ‪ Memory‬مباشرًة‪.‬‬ ‫ملحوظة ‪ :‬هذه السرعة هى سرعة ال‪ Clock‬الخاصة بالمعالج و ظيفتها هى انه كل ‪ Pulse‬منه يجعل المعالج بنفذ الوظيفة‬ ‫التالية‪ ,‬و لذلك نظريًا كلما زادت تزيد سرعة المعالج‪.‬‬ ‫ما هى ال ‪ Memory‬؟‬ ‫هى وسيط لتخزين حلة من حالتين ‪ Binary‬فقط فى كل خلية مكونة ‪ ,Cell‬و تنقسم أنواع الذاكرة ألى نوع يستطيع‬ ‫الحتفاظ بحالته حتى بعد وقف الكهرباء عنه)‪ ,(Volatile‬و أخر يجب أستمرار أمداد التيار حتى يحافظ على البيانات )‬ ‫‪.(non-volatile‬‬ ‫و يتم غالبا ً أستخدام ال‪ (Random Access Memory (RAM‬كوسيط ما بين المعالج و‬ ‫القرص ‪ ,‬و ذلك لسرعتها و سهولة أعادة الكتابة‪ ,‬و ‪ Random Access‬تعنى أنه تستطيع أن‬ ‫تكتب أو تقرأ من أى مكان فى الذاكرة بغض النظر عن مكان أخر عمليه و هذا بعكس طريقة‬ ‫عمل القرص حيث يجب أن يلف الموتور من أخر مكان للمكان الحالى‪.‬‬

‫أنواع ال‪RAM‬‬ ‫‪:(Static Random Access Memory (SRAM‬‬

‫تستخدم الخلية من هذه الميمورى لتخزين ‪ 1‬أو ‪ 0‬أى على سبيل المثال ‪ V 2.5‬على طرفى الخلية لتدل على ‪ ,1‬أو ‪2.5V-‬‬ ‫لتدل على ‪ ,0‬و تتكون الخلية من ‪ MOSFETs 6‬موصلين ببعضهم بحيث أذا خزنت أشارة تبقى بها حتى المرة التالية‬ ‫للكتابة‪ ,‬و يتميز هذا النوع بالسرعة‪ ,‬تكلفته المرتفعة و تعقيده فى التركيب فهناك أنواع منه تتكون من ‪MOSFETs 10-8‬‬ ‫مما يقلل من قدرة تصنيع وحدات ذات سعة تخزينية كبيرة‪ ,‬و لذلك فهو يستخدم فى حالت الهم مثل فى‬ ‫‪ CACH Memory‬بداخل المعالج‪.‬‬ ‫‪:(Dynamic Random Access Memory (DRAM‬‬

‫تتكون الخلية فى هذا النوع من ‪ transistor 1‬و ‪ Capacitor 1‬و تخزن الشارة بال‪ Capacitor‬و من المعروف أن‬ ‫المكثفات ل تحتفظ بشحنتها فتفقدها بمرور فترة و لذلك فإن هذه الخليه تحتاج لعادة الشحن على فترات )‪ (Refresh‬فيتم‬ ‫قراءة الشحنة و أعادة تخزينها تقريبًا كل ‪ 65‬ميلى ثانية اكل خلية و هذا مما نتج عن فرق التسمية بين ‪ Static‬و‬ ‫‪ Dynamic‬حيث أن النوع الول يحتفظ بالشحنة حتى يتم تغيرها‪ ,‬و أيضًا هناك ملحظة أنه عند قراءة شحنة المكثف فأنه‬ ‫يتم تفريغها فى الموصل مما يؤدى الى محوها‪ ,‬فيتم تصميم الخلية لكى تستعيد نفس شحنتها السابقة بعد قرائتها‪ .‬يتميز هذا‬ ‫النوع بسهولة تصميمه مما يساعد على تكوين وحدات ذات سعات كبيرة منه‪.‬‬ ‫ال ‪: (Synchronous DRAM (SDRAM‬‬ ‫تختلف عن ال‪ DRAM‬أنها تستطيع تنفيذ أمر جديد بينما المر الخر لم ينتهى تنفيده بعد و هذا يعنى أن المر أذا كان يستلزم‬ ‫ثلث ‪ Clock pulses‬فأنه يمكن أن يبدأ تنفيذه فى أول ‪ Pulse‬و فى الثانية نبدأ أمر جديد بينما الول فى الثانية و هكذا‬ ‫فإن كل ‪ Pulse‬سوف يتم تنفيذ أمر جديد بدل من أن تنتظر ثلثة ‪ Pulses‬لكل أمر‪ ,‬تسمى هذه العملية بال ‪Pipelining‬‬ ‫و هى تستخدم أيضًا فى بعض المعالجات و خاصة المعالجات الرسومية ‪.GPUs :‬‬ ‫ثم ظهر منه ‪ : (Double-Data-Rate SDRAM (DDR SDRAM‬و الفارق أنه ينقل البيانات مرتين فى ال‬ ‫‪ Clock pulse‬الواحدة‪.‬‬

‫‪:(Ferroelectric RAM (FeRAM‬‬

‫تشبه ال‪ DRAM‬فى تركيبها و سرعة القرأة و الكتابة و لكنها أيضًا تحتفظ بالبيانات فى حالة أنقطاع التيار و لذلك فهى‬ ‫‪ Non-volatile‬و ذلك لن المادة العازلة فى المكثف تستبدل بمادة ‪ Ferroelectric‬فالشحنة المخزنة عليها تنتج نتيجة‬ ‫لخاصية ال ‪ ferromagnetism‬و هى أن مادة معينة ممكن أن تكتسب خاصية مغناطيسية دائمة عن طريق الستقطاب‬ ‫الكهربائى )‪ (Electric Polarization‬و هو فصل الشحنات السلبة و الموجبة عن بعضها‪ .‬و هذه الشحنة المغنطيسية‬ ‫دائمة و لكن تتغير عند القراءة أيضا و لذلك يجب كتابتها مرة أخرى بعد القراءة‪.‬‬ ‫مميزات هذه النوع ‪ :‬أسرع بألف المرات من الذاكرات‪ Non-volatile‬من النوع ‪ ROM‬التى يمكن أعادة كتابتها مثل ‪:‬‬ ‫‪ EEPROM‬و يمتاز أيضًا عن غيره و خصوصًا ال‪ DRAM‬ب قلة أستخدام الطاقة حيث يستخدمها عند القراءة و الكتابة‬ ‫فقط بينما فى ال‪ DRAM‬تستخدم معظم الطاقة فى الحفاظ على البيانات )‪.(Refreshing‬‬ ‫مؤخرًا )‪ (2009-2‬أعلنت توشيبا أنها تطور نوع من ال ‪ FeRAM‬و صلت مساحته الى ‪ 128‬ميجابت)قليلة جدًا و لكنها أكبر‬ ‫ما تم تصنيعه من هذا النوع( و لكن سرعة الكتابة و القراءة و صلت الى ‪ 1.6‬جيجابايت !! ‪.‬‬