RAM چيست ؟

[Meisam-Alishahi]

هوالعلیم

يك كارت PCI ساده كه بر روي آن چهار شيار DIMM ويژه ماژول‌هاي حافظه DDR تعبيه شده است . اين كارت با يك كابل SATA‌ به مادربرد متصل شده و ماژول‌هاي حافظه نصب شده بر روي كارت را همانند يك سخت‌ديسك در دسترس قرار مي‌دهد . اين محصول جديد يك موفقيت ارزنده براي گيگابايت به شمار مي رود ، موفقيت نه به معني فروش زياد بلكه به معني ايده‌اي كه پشت آن نهفته است .
RAM يك ابزار ذخيره سازي سريع از خانواده Solid state Storage ها مي‌باشد كه اطلاعات را در داخل ماژول هاي سنتي DDR‌ ذخيره ميكند ، دسترسي به اطلاعات ذخيره شده در RAM بسيار سريعتر از سخت ديسك هاي سنتي مي‌باشد و در آن هيچ عضو متحركي وجود ندارد به همين خاطر مي‌تواند با افزايش امنيت اطلاعات ، از پهناي باند اتصال SATA معادل 150 مگابايت بر ثانيه به طور موثري بهره ببرد .
بهره گيري از ماژول‌هاي حافظه براي ذخيره سازي دائمي داده ها ، تا كنون مرسوم نبوده است علارغم عملكرد فوق‌العاده آنها براي ذخيره سازي و زمان دسترسي بسيار سريع ، با قطع تغذيه الكتريكي از ماژول حافظه تمام داده‌هاي ذخيره شده بر روي آن از بين خواهد رفت ، ساختار سلول هاي DRAM تشكيل دهنده حافظه محلي به اين صورت است كه با صرف انرژي الكتريكي صفر و يك منطقي را در خود ذخيره سازي ميكند . گيگابايت براي حل اين مشكل از يك باتري پشتيبان استفاده كرده تا حتي زماني كه تغذيه الكتريكي كارت قطع شده باشد داده‌هاي ذخيره شده بر روي آن همچنان حفظ شوند . در تصوير شماره (2) مي‌توانيد باتري را در سمت چپ مدار كارت پيدا كنيد ، بالاي باتري كانكتور SATA قرار گرفته كه با كابل مربوطه به مادربرد متصل مي شود . شيار هاي DIMM نيز به صورت اريب نصب شده‌اند تا ماژول حافظه قرار گرفته شده روي آن مانع از نصب كارت PCI ديگري كنار كارت RAM‌ نشوند .
RAM‌ صرفا از تواني الكتريكي گذرگاه PCI استفاده ميكند ، به همين خاطر جا دادن آن بر روي يك شيار PCI فقط جهت تغذيه الكتريكي و شارژ باتري مي باشد و هيچ تبادل اطلاعاتي از طريق گذگاه PCI‌ صورت نمي‌پذيرد . گيگابايت بهترين مكان را براي كارت در داخل كيس انتخاب كرده است . امروزه شيارهاي PCI اكثر مادربردها توسط يك يا دو كارت پر شده و ساير شيار ها خالي مي ماند در صورتي كه اين كارت را طوري طراحي مي‌نمود تا مستقيما از منبع تغذيه متصل گردد بايد مكاني براي قرار گرفتن آن نيز در داخل كيس يافته و RAM در شكل اندازه مكان فوق طراحي ميشد كه اين خود هزينه نهايي ابزار ذخيره سازي ارزان قيمت را بالا مي‌برد . در هر صورت تغذيه كارت توسط مادربرد گزينه مناسبي مي باشد .
عملكرد RAM توسط يك تراشه FPGA راهبري مي‌شود اين تراشه كه Xilinx نام دارد كمي كندتر و گرانتر از ساير IC ها مي‌باشد .
«آرايه گيتي قابل برنامه ريزي در فيلد» يا Field Programmable Gate Array كه FPGA‌ ناميده مي‌شود يك مدار مجتمع با فشردگي بالا است كه مي‌توان پس از ساخت آن را برنامه‌ريزي كرد و محدود به توابع از قبل تعيين شده و غير قابل تغيير سخت افزاري نمي‌باشد . تراشه Xilinx سه وظيفه اصلي را عهده دار است ، كنترلر 64 بيتي حافظه هاي DDR ، كنترلر SATA و يك پل ارتباطي ميان كنترلرهاي حافظه و SATA . اين تراشه درخواست ها را از گذرگاه SATA‌ دريافت و ترجمه كرده سپس به واحد كنترلر حافظه خود جهت دست يابي به ماژول هاي حافظه مربوطه ارسال مي‌نمايد .
به گفته گيگابايت تيراژ اولين توليد RAM هزار عدد ميباشد كه با قيمت 150 دلار در ماه آگوست قابل دسترس مي‌باشد . اين قيمت بسيار بيشتر از وعده هاي گيگابايت در نمايشگاه Computex ميباشد .
RAM داراي چهار شيار براي ماژول هاي حافظه 184 پين مي‌باشد و مي‌توان بر روي آن هر نوع حافظه DDR را نصب نمود كنترلر حافظه Xilinx ، ماژول ها را با فركانس 100مگاهرتز (DDR200) حداكثر تا 8 گيگابايت ميتواند آدرس دهي نمايد اما i-RAM خود را حداكثر به 4 گيگابايت محدود نموده است لذا حداكثر فضايي كه يك RAM براي ذخيره سازي داده ارائه ميكند چيزي بيشتر از 4 گيگابايت نيست . در مقايسه با سخت ديسك هاي چند صد گيگابايتي ، چهار گيگابايت بسيار كم مي‌باشد اما در صورتي كه اين فضا به سيستم عامل يا برنامه خاص اختصاص يابد كافي به نظر مي‌رسد .
چون SATA تنها گذرگاه دسترسي به RAM مي‌باشد ، مي‌توان آن را همانند ديسك سخت دوم خود مديريت كرد ، شما مي‌توانيد آنرا پارتيشن بندي و فرمت كنيد ، سيستم عامل يا نرم‌افزار بر روي آن نصب كنيد يا آن را به عنوان درايو راه‌انداز خود انتخاب نماييد . تنها تفاوتي كه در اين ميان احساس ميشود ، سرعت بيشتر و سروصداي كمتر است .
ما مي‌دانيم كه سخت‌ديسك‌هاي مدرن داراي حداكثر سرعت انتقال 60 مگابايت بر ثانيه در بهترين حالت مي‌باشند ، اگرچه دسترسي تصادفي به داده ها بر ديسك اين نرخ را گاهي تا 1 مگابايت بر ثانيه كاهش مي‌دهد ، دليل كاهش چشمگير عملكرد مربوط به تغيير مكان‌هاي متعدد هد‌هاي سخت‌ديسك براي يافتن مكان دقيق داده‌ها روي ديسك و خواندن/ نوشتن آن مي‌باشد . عناصر مكانيكي موجود در ديسك‌سخت موجب كندي عملكرد آن ميگردند و اين دقيقا همان محدوديتي است كه RAM آن را حذف كرده ، زمان دسترسي به داده ها RAM در مقايسه با سخت‌ديسك هاي فوق‌العاده سريع از ميلي‌ثانيه به نانوثانيه كاهش يافته است .
به دليل ذخيره‌سازي داده‌ها بر روي حافظه‌هاي فرار ، قطع تغذيه الكتريكي به معني از بين رفتن داده هاي ذخيره شده بدون داشتن هيچ اميدي براي بازگرداني آنها مي‌باشد ، به همين خاطر گيگابايت از يك باتري قدرتمند بر روي مدار كارت استفاده كرده است تا در صورت قطع تغذيه الكتريكي ذخيره سازي اطلاعات تا 16 ساعت امكان پذير شود . باتري فوق در عرض 6 ساعت با تغذيه 3/3 ولت گذرگاه PCI كاملا شارژ مي‌شود و هنگامي كه كارت از شيار PCI‌ خارج مي‌گردد يا زماني كه كابل برق از پشت كيس قطع شده باشد وارد مدار شده ، امنيت اطلاعات را تضمين مي‌كند ، با اين توضيح حتي اگر كامپيوتر شما خاموش باشد باز هم RAM‌ توسط گذرگاه PCI‌تغذيه ميشود زيرا برخي اجزاي مادربرد از جمله مدار PCI‌ هنگامي كه كامپيوتر خاموش است فعال مي‌باشند (البته در مادربردهاي مبتني بر فاكتورفرم ATX) .
سنجش عملكرد RAM :
براي سنجش اختلاف كارايي RAM با سخت ديسك‌هاي سنتي ما چهار ماژول 1 گيگابايتي DDR400 تدارك ديديم ، دسترسي به ماژول‌هاي حافظه DDR200 با حجم بالا براي ما امكان پذير نبود با اطمينان از اينكه كنترلر حافظه Xilinx بيش از DDR200 از حافظه‌هاي DDR400 ما بهره نمي‌برد ، Solid State Storage ارزان قيمت خود را با 4 گيگابايت فضا راه اندازي كرديم . پس از اتصال آن به كانكتور SATA‌ ، مادربرد يك هاردديسك جديد به نام GIGABYTE i-RAM را شناسايي كرد ، پارتيشن بندي و فرمت كردن RAM همانند سخت‌ديسك‌هاي سنتي مي‌باشد با اين تفاوت كه ديگر شما درصدهايي كه از صفر به صد ميل ميكنند را به سختي مي‌توانيد مشاهده‌ نماييد . سپس ما RAM را با سريعترين سخت‌ديسك موجود ، يعني Western Digital Raptor مقايسه نموديم ، سخت‌ديسك هاي سري ‌Raptor با قيمت‌هاي بالاي خود براي همه به عنوان يك سخت ديسك متفاوت شناخته شده مي‌باشند با اين حال نتايج سنجش ما نشان ميد‌هد RAM ، غول بازي 10 ساله سخت‌ديسك‌ها را شكست داده است .
ما سخت‌ديسك‌ها را ابتدا با برنامه Intel IPEAK مورد بررسي قرار داديم امتيازي كه اين برنامه به RAM اختصاص داد تقريبا 6 برابر امتياز سخت‌ديسك Raptor‌ بود اما آيا در برنامه‌هاي كاربردي نيز اينچنين افزايش عملكردي عايد كامپيوتر خواهد شد ؟
درباره عملکرد· RAM به عنوان درايو راه‌انداز سيستم عامل :
از آنجا كه RAM مشابه يك سخت‌ديسك براي كامپيوتر شناخته شده است ، شما ميتوانيد ويندوز را بر روي آن نصب نماييد ، نسخه كامل ويندوز XP‌ به سادگي بر رو RAM‌ چهار گيگابايتي نصب ميشود حتي با 2 گيگابايت ماژول حافظه روي كارت نيز ميتوان ويندوز XP را نصب نمود . به طور كاملا مشابه سيستم عامل ديگري نيز بر روي سخت‌ديسك Raptor نصب نموديم و مدت زمان راه‌اندازي كامپيوتر و بالا آمدن ويندوز را به صورت مجزا اندازه‌گيري كرديم . براي Raptor از زماني كه دكمه كيس زده شد تا زماني كه ويندوز كاملا بالا آمد 06/14 ثانيه زمان صرف گرديد در حالي كه RAM اين مراحل را در 12/9 ثانيه سپري نمود . گرچه ايده گيگابايت نتوانسته روياي بالا‌ آمدن ويندوز به صورت آني را تحقق بخشد اما ما را در طي اين مسير هدايت نموده است . مزيت بهره گيري از RAM به عنوان درايور راه‌انداز ويندوز تنها به سريع‌تر شدن عمليات راه‌اندازي سيستم‌عامل مربوط نمي‌گردد ، عملكرد كلي ويندوز در اين حالت به دليل دسترسي سريع‌تر به منابع خود بهبود خواهد يافت

RAM‌ به عنوان درايو Page File:
در مقاله « بالابردن كارايي ويندوز ايكس‌پي» شماره گذشته اشاره شد كه عملكرد بلادرنگ ويندوز به مكان و حجم مشخص شده براي Page File يا «فايل‌هاي تبادلي» وابسته است . «فايل‌هاي تبادلي» درواقع همان فايل‌هايي هستند كه مي‌بايستي بر روي حافظه اصلي سيستم ذخيره شوند اما به دليل محدوديت حجم حافظه اصلي ، به صورت موقت به سخت‌ديسك منتقل مي‌گردند.
ويندوز هيچ مشكلي با تغيير مكان ذخيره «فايل‌هاي تبادلي» ندارد اما آيا واقعا اين عمل ارزشمند است؟ برخي معتقدند كه ويندوز حافظه اصلي سيستم را به درستي مديريت نمي‌كند و به ناچار «فايل‌هاي تبادلي» را به خارج از آن هدايت مي‌كند حتي در صورتي كه فضاي خالي لازم وجود داشته باشد و برخي ديگر بر اين باورند كه قرار دادن «فايل‌هاي تبادلي» بر روي RAM به جاي افزايش حافظه سيستم با اضافه كردن ماژولهاي حافظه RAM به آن ، عاقلانه به نظر نمي‌رسد .
در عمل نيز تفاوت چنداني ميان افزايش حافظه اصلي سيستم و ذخيره سازي «فايل‌هاي تبادلي» بر روي سخت‌ديسك و يا محدود كردن حافظه سيستم و اختصاص دادن برخي از ماژول‌ها به RAM جهت درايو «فايل‌هاي تبادلي» وجود ندارد . تنها مزيتي كه ما در استفاده RAM‌ براي اين منظور يافتيم ، زماني است كه شما چند جين ماژول حافظه قديمي DDR200 داشته و قصد قراردادن آنها دركنار ماژول‌هاي سريع سيستم خود را نداريد در اين هنگام تفكيك درايو «فايل‌هاي تبادلي» از درايور راه انداز ويندوز كاملا منطقي مي‌باشد .
درباره عملکرد RAM براي برنامه هاي كاربردي:
برنامه هاي متعددي با زمان راه‌اندازي طولاني وجود دارند كه ميتوان به كمك RAM عملكرد آنها را سريع تر از پيش ساخت ، مدت زمان اجراي برنامه گرافيكي Photoshop با سخت‌ديسك Raptor معادل 03/6 ثانيه ثبت شد در حالي كه اجراي آن از روي RAM 5/3 ثانيه زمان برد . اما اختلاف زمان اجراي برنامه‌هاي Microsoft Office به حدي كم بود كه انداژه گيري آن را براي ما بسيار دشوار مي‌ساخت .
عملكرد RAM در بايگاني و كپي نمودن فايل ها:
كپي برداري از فايل‌هاي ذخيره شده در RAM‌ به مكان ديگري از آن بسيار سريعتر از كپي برداري آن فايل ها در Raptor مي‌باشد ، در اولين سنجش ما كدهاي سورس مرورگر firefox با حجم 300 مگابايت درون سخت‌ديسك Raptor كپي برداري نموديم و مدت زمان 6/77 ثانيه را براي اين عمليات ثبت نموديم . درحالي كه RAM همان سورس ها را در عرض 2/25 ثانيه كپي برداري نمود . با اين توضيحات ميانگين انتقال داده براي Raptor حدود 4 مگابايت بر ثانيه و براي RAM بيش از 12 مگابايت بر ثانيه است .
در سنجش بعدي تصوير يك سي‌دي 693 مگابايتي را كپي برداري نموديم در حالي كه Raptor عمليات كپي برداري را پس از 3/26 ثانيه به اتمام مي‌رساند درايو RAM تصوير سي‌دي را در عرض 6 ثانيه داخل خود كپي نمود ، ميانگين انتقال داده براي RAM در اين سنجش در حدود 100 مگابايت برثانيه و Raptor معادل 3/26 مگابايت بر ثانيه مي‌باشد.

سخن آخر درباره RAM:
ما با چهار ماژول حافظه يك مگابايتي به ندرت به محدود فضا در درايور RAM برخورد كرديم، 4 گيگابايت براي هر برنامه اي كافي به نظر مي‌رسد اما با جمع زدن هزينه هر يك از اين ماژول‌ها به همراه هزينه RAM بيش از 350 هزار تومان بايد هزينه پياده سازي يك Solid State Storage ارزان قيمت نمود . در پايان اين سوال مطرح مي‌گردد كه آيا اختصاص دادن اين بودجه به RAM ارزشمندتر از صرف كردن آن براي ارتقاء ساير سخت افزار ها مي‌باشد ؟ پاسخ به اين سوال مستقيما به كاربرد كامپيوتر شما بازميگردد اگر كاربرد اصلي كامپيوتر شما اجرا كردن بازي هاي مهيج و برنامه‌هاي سه بعدي ميباشد ، ارتقاء كارت‌گرافيك افزايش كارايي بيشتري براي شما به ارمغان خواهد آورد در حالي كه استفاده از RAM در چنين كامپيوتري فقط عمليات بارگذاري ابتداي بازي را سريع‌تر مي‌نمايد . اما اگر شما مالك يك ايستگاه كاري هستيد كه نرم‌افزار مشخصي همانند Photoshop بيشتر كاربرد كامپيوتر شما مي‌باشد تدارك ديدن RAM حتي از ارتقا پردازنده نيز مي‌تواند به صرفه‌تر باشد .

موفق باشید