انواع الذاكرات المستخدمة في الكمبيوتر

[العائذ بالله‎]

انواع الذاكرات المستخدمة في الكمبيوتر
01 ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory (RAM)
02 الذاكرة المخصصة للقراءة فقط (Read-Only Memory (ROM
03 الذاكرة الظاهرية VirtualMemory
04 الذاكرة الوميضة FlashMemory
لماذا سميت RAM (Random Access Memory) بهذا الأسم وما هو معناه
تسمى هذه الذاكرة بذاكرة الوصول العشوائي لأنك تستطيع الوصول الى أي خلية
ذاكرة مباشرة إن كانت تعرف الصف والعمود المتقطعان عن هذه الخلية بغض
النظر هل هذه الخلية تقع في أول الصف أو العمود أو آخره ويقابل RAM ذاكرة
أخرى تسمى serial access memory (SAM) هذا النوع من الذاكرة يخزن
البيانات على شكل سلسلة من خلايا الذاكرة المتتابعة مثل شريط الكاسيت
مثلا فأنت لا تستطيع الوصول الى معلومة ما مخزنة في آخر الشريط مثلا إلا
بالمرور على البيانات من أول الشريط حتى تصل الى المعلومة المطلوبة و
يقابل RAM ، و هذا النوع بطيء جدا بالمقارنة مع الذاكرة RAM مم تتكون RAM
و كيف تعمل إن رقاقة الذاكرة هي عبارة عن دائرة متكاملة مكونة من ملايين
الترانزيستورات و المكثفات. الترانزيستور و المكثف يكونان معا خلية
الذاكرة و التي تشكل بت bit واحد من البيانات و البت هو أصغر وحدة ذاكرة
و كل 8 بت تشكل بايت Byte و هو ما يخزن فيه قيمة أي رمز أو رقم, المكثف
يحتفظ بقيمة البت من المعلومات و يكون المحتوى إما صفر أو واحد ، أما
الترانزيستور فيعمل كمفتاح للتحكم فإما يقرأ حالة المكثف أو يقوم
بتغييرها . المكثف يعمل كحافظة للإلكترونات ، فلحفظ قيمة واحد في خلية
الذاكرة فيجب ملئ هذه الحافظة بالإلكترونات و لحفظ قيمة صفر يجب إفراغ
هذه الحافظة من الإلكترونات.
ما هي أنواع الذاكرة التي تندرج تحت النوع الرئيسي RAM
01RAM - Dynamic random access memory وهي تحتوي على خلايا ذاكرة تتكون
من زوج من الترانزيستورات و المكثفات و تحتاج الى إنعاش مستمر لأن الشحنة
الكهربائية تتلاشى بعد مقدار ضئيل من الزمن يقاس بالميللي ثانية .
02 SRAM - Static random access memory تستخدم من أربع الى ست
ترانزيستورات لكل خلية ذاكرة و لا تحتوي على مكثف و لا تحتاج الى إنعاش
مستمر و تستخدم بشكل أساسي لذاكرة الكاش cache.
03 FPM DRAM - Fast page mode dynamic random access memory وهي النوع
الأصلي الذي طور منه النوع الأول ، وهذا النوع من الذاكرة يبحث بداية عن
موقع البت المطلوب من الذاكرة و عندما يحدد موقعه يقوم بقراءة محتوى هذا
البت ، و لا يبدأ بالبت التالي إلا بعد الانتهاء من قراءة البت الأول ،
وتصل السرعة القصوى لنقل البيانات باستخدام هذا النوع من الذاكرة الى 176
ميجابايت في الثانية .
04 EDO DRAM - Extended data-out dynamic random access memory و هذا
النوع يباشر بالبحث عن البت التالي بعد تحديد موقع البت الأول و قبل
الشروع بقراءته، وهذا النوع أسرع من النوع الأول ، وتصل السرعة القصوى
لنقل البيانات باستخدام هذا النوع من الذاكرة الى 264 ميجابايت في
الثانية.
05 SDRAM - Synchronous dynamic random access memory يقوم هذا النوع من
الذاكرة بعد تحديد موقع البت المطلوب ، بالوقوف على نفس الصف المحتوي على
ذلك البت ثم يقوم بالبحث عن البت التالي في نفس الصف مفترضا وجوده هناك و
تكون نسبة احتمال أن يجد البت التالي مرتفعة ، و هذا يوفر الوقت و يزيد
من سرعة الذاكرة مقارنة مع النوع السابق ، و هذا هو النوع المنتشر الآن
في أجهزة الحاسوب ، وتصل السرعة القصوى لنقل البيانات باستخدام هذا النوع
من الذاكرة الى 528 ميجابايت في الثانية.
06 RDRAM - Rambus dynamic random access memory هذا النوع من الذاكرة
يستخدم ناقل بيانات سريع جدا يسمى Rambus channel و تصل سرعته الى 800
ميجاهيرتز بالمقارنة مع 100 ميجاهرتز أو 133 في النوع الأحدث قليلا من
ناقل البيانات في نوع الذاكرة السابق.
07 Credit Card Memory و هذا النوع من الذاكرة هو نفس النوع DRAM و لكنه
مخصص للأجهزة المحمولة notebook .
08 PCMCIA Memory Card وهذا نوع آخر مخصص أيضا للأجهزة المحمولة notebook
و هو أيضا من نوع DRAM.
09 FlashRAMوهو مقدار ضئيل من الذاكرة مخصص لحفظ إعدادات التلفاز و
الفيديو أو إعدادات القرص الصلب في أجهزة الحاسوب.
010 VRAM - VideoRAM و تسمى أيضا multiport dynamic random access memory
(MPDRAM) وهذا النوع من الذاكرة مخصص لكروت الشاشة و المسرعات ثلاثية
الأبعاد ، الإسم multiport جاء من حقيقة أن هذا النوع من الذاكرة يستخدم
نوعين من الذاكرة، الأول RAM و الثاني SAMمقدار الذاكرة يحدد دقة الصورة
و عمق الألوان ما هي المعايير و المقاييس المستخدمة للذاكرة RAM.
الأنواع الأولى من رقائق الذاكرة التي كانت تستعمل في أجهزة الحاسوب
المكتبية ، كانت تستخدم تشكيلة من الدبابيس pin configuration تسمى dual
inline package (DIP) و كانت هذه التشكيلة من الدبابيس تركب داخل ثقوب أو
مقابس على اللوحة الأم للكمبيوتر ،هذه الطريقة كانت مناسبة عندما كانت
أجهزة الحاسب تعمل مع 2 أو أقل من الذاكرة ، و لكن مع تطور أجهزة الحاسب
زادت الحاجة لكميات أكبر من الذاكرة و بالتالي أصبح من الصعب إيجاد مكان
لها على اللوحة الأم ، فكان الحل هو وضع رقائق الذاكرة مع كل متطلباتها
على لوحة منفصلة تسمى printed circuit board (PCB) و هذه اللوحة تركب
داخل موصل خاص يسمى memory bank ويكون على اللوحة الأم معظم هذه الرقائق
تستخدم تشكيلة من الدبابيس تسمى small outline J-lead (SOJ) و الفرق
الأساسي بين هذه التشكيلة من الدبابيس و التشكيلة السابقة أن التشكيلة
السابقة كانت تركب داخل ثقوب على اللوحة الأم بينما التشكيلة الجديدة
تكون على شكل ألواح متعامدة أو مائلة مع اللوحة الأم و تتصل مباشرة مع
موصلات على سطحها.
إذا نظرت الى هذه الألواح ستجد أرقام مشابهة ل 8x32 أو 4x16 ، هذه
الأرقام تمثل عدد رقائق الذاكرة مضروبة بسعة كل رقاقة مقاسة بالميجابت ،
خذ الناتج و اقسمه على 8 لتحصل على السعة الإجمالية للذاكرة على تلك
اللوحة مقاسة بالميجابايت ، فمثلا 4x32 تعني أن هذه اللوحة تحتوي على 4
رقائق سعة كل رقاقة 32 ميجابت الآن نضرب 4 في 32 نحصل على 128 ميجابت ، و
حيث أننا نعرف أن البايت يساوي 8 بت نقسم 128 على 8 لنحصل على 16
ميجابايت السعة الإجمالية للذاكرة على اللوحة .
الأنواع الأولى من ألواح الذاكرة هذه كانت تسمى SIMM اختصار ل single in-
line memory module هذه اللوحة كانت تستخدم 30-pin و كان قياسها 9 سم في
2 سم لتركيب هذه الألواح كان عليك تركيب زوج من هذه الألواح للحصول على
السعة الكاملة المطلوبة فللحصول على 16 ميجابايت كان عليك تركيب زوج من
الألواح سعة 8 ميجابايت ، و السبب في ذلك عائد الى أن سعة ناقل البيانات
على اللوحة الأم كان ضعف سعة SIMM مفرد ، فقد كان ناقل البيانات يستطيع
التعامل مع 16 بت في الوقت ذاته بينما كانSIMM لا يستطيع سوى توفير 8 بت
في الوقت نفسه و بالتالي كان عليك تركيب لوحتين سعة 8 ميجابايت للحصول
على 16 ميجابايت و لضمان الإستغلال الأمثل للناقل بعد فترة من الزمن
توفرت موديلات جديدة من SIMM تستخدم 72-pin و كان قياسها 11سم في 2.5
سم .
بعد تطور المعالجات كان لزاما تطوير ألواح الذاكرة أيضا ، فتم إيجاد
مقياس جديد لألواح الذاكرة سمي dual in-line memory module (DIMM) و كان
يستخدم 168-pin و كان قياسه 14 سم في 2.5 سم ، و كان سعة اللوحة الواحدة
يتراوح بين 8 الى 256 ميجابايت و من الممكن تركيب لوحة مفردة واحدة على
اللوحة الأم بدلا من زوج كما في SIMMالآن ظهر مقياس جديد يسمى Rambus in-
line memory module (RIM وهو متوافق في القياس مع DIMM و لكنه يستخدم
ناقل بيانات سريع جدا بالمقارنة مع الناقل في DIMM.
أجهزة الحاسوب المحمولة على نوعين أحدها يستخدم نفس أنواع الذاكرة في
الأجهزة المكتبية ، و النوع الآخر يستخدم نوعا خاصا من ألواح الذاكرة
يسمى small outline dual in-line memory module (SODIMM) و قياسها 5 سم
في 2.5 سم و
تستخدم 144 pins تتراوح سعتها بين 16 ميجابايت و 256 ميجابايت كم أحتاج
من ذاكرة VRAM .
للمستخدم العادي يكفيه 8 ميجابايت لتشغيل البرامج المكتبية ، أما إذا كنت
تريد عمل أيا من التالي ، فيلزمك على الأقل 32 ميجابايت:
أ. اللعب بالألعاب الواقعية ثلاثية الأبعاد
ب. تسجيل و تحرير الفيديو
ج. إنشاء صور ثلاثية الأبعاد
د. رسم رسوم معقدة على الأوتوكاد
كم من الذاكرة RAM أحتاج
طبعا هذا يعتمد عل نظام التشغيل لديك و على البرامج التي تستخدمها ، و
لكن هناك قاعدة أرجو أن ينتبه لها الجميع وهي أن لتطويرجهازك لديك خياران
أساسيان :
01 تحديث المعالج 02 زيادة الذاكرة
في العادة الخيار الأول يكلف أكثر ، و لكني أضمن لك أن مضاعفتك للذاكرة
ستضاعف من أداء جهازك حتى ولو لم تغير معالجك بينما تطوير المعالج مثلا
من بينتيوم 2 الى بينتيوم 3 لا يزيد من أداء جهازك بأكثر من 10 الى 15
بالمئة و أحيانا أقل من ذلك كما أن ذلك سيكلفك الكثير من النقود ، أما
زيادة الذاكرة من 64 الى 128 ميجابايت مثلا لا يكلفك أكثر من 16 $ (وفقا
للأسعار لدينا في أوكرانيا و هذا يتفاوت من دولة الى أخرى)
إذا كان لديك نظام التشغيل ويندوز 95/98/ مي فأنت تحتاج على الأقل 32
ميجابايت و مع 64 ميجابايت أفضل إذا كان لديك نظام التشغيل ويندوز NT/
2000 فأنت تحتاج على الأقل 64 ميجابايت و مع 128 ميجابايت أفضل إذا كان
لديك نظام التشغيل Linux فتحتاج على الأقل 4 ميجابايت و أنصحك ب 64
ميجابايت إذا كان عملك جديا و شاقا
الأرقام السابقة في حالة استخدامك للبرامج المكتبية العادية ، أما إذا
كنت تستخدم برامج التصميم أو المونتاج أو الأوتوكاد أو تشغل ألعابا تلتهم
الذاكرة فلابد لك من زيادة الذاكرة
ما هو Read-OnlyMemory (ROM)
هذا نوع من الذاكرة قابل للقراءة و لا تستطيع الكتابة عليها ، و البيانات
المخزنة عليها يتم تخزينها في مرحلة صنع و تكوين رقاقة الذاكرة ، و هي لا
توجد في أجهزة الحاسوب وحدها بل تجدهاأيضا في أغلب الأجهزة الإلكترونية .
إذا كان من الممكن صناعة الذاكرة الكيش فائقة السرعة فلم لا تكون كل
الرام من نفس النوعية لزيادة السرعة ذلك لأن تصنيع الذاكرة الكيش مكلف
جدا ، فإذا كانت الرام من نفس النوع لأصبح سعرالجهاز غالي جدا ولقل
الإقبال عليه . ما هي الذاكرة الكيش Cache و ما هو عملها
كما هو معروف فإن الغاية من تطوير أجهزة الحاسوب ، هو زيادة سرعة
استجابتها للأوامر فإذا عرفنا أن المعالج يحتاج 10 نانوثانية تقريبا
للحصول على معلومة ما من الذاكرة الرام و هذه سرعة كبيرة نسبيا و لكننا
إذا عرفنا أن المعالج يستطيع التعامل مع البيانات بسرعة 1 نانوثانية
عرفنا أن هناك الكثير من الوقت المهدر في انتظار وصول المعلومة من الرام
لهذا قام مطورو أجهزة الحاسوب باختراع ذاكرة أصغر في الحجم من الرام و
لكن سرعتها أكبر و سموها الذاكرة كيش المستوى الثاني L2 ثم أضافوا ذاكرة
أخرى أصغر حجما و أكثر سرعة، وضعوها داخل المعالج و سموها ذاكرة كيش
مستوى أول L1 ، و هكذا أصبح المعالج يستلم البيانات المطلوبة من L1 فإذا
لم يجدها انتقل الى L2 فإن لم يجدها انتقل الى الرام و هذا أدى الى زيادة
ملحوظة في السرعة .
نقلا عن منتدى كلية العلوم للفائدة