نگاه جامعی به RAM ها

مقدمه:
خرید کامپیوتر این روزها بسیار ساده شده و نیاز به آگاهی فنی خاصی ندارد. تنها کافی است برند تجاری مورد نظرتان را انتخاب کنید و لپ‌تاپ‌تان را از آن برند با توجه به بودجه مورد نظر خریداری کنید. اغلب اوقات اگر بخواهید به چیزی بیش از بودجه هم توجه کنید، تنها چند نکته مانند میزان RAM ، هارد، گرافیک و CPU اهمیت پیدا می‌کنند.

در بازار دسکتاپ هم تقریباً به همین شکل است و شما با مراجعه به مغازه و اعلام قیمت مورد نظرتان لیستی را شامل قطعات مختلف دریافت می‌کنید و پس از توافق، چند ساعت بعد کامپیوترتان را تحویل می‌گیرید. اما اگر خودتان بخواهید سیستم‌تان را سر هم کنید، یا اینکه قصد ارتقاء لپ‌تاپ یا دسکتاپ‌تان را بدون مراجعه به تعمیرگاه‌ها و شرکت‌های کامپیوتری داشته باشید، داستان کمی فرق می‌کند.

اولین چیزی که کمی آزار دهنده به نظر می‌رسد و ممکن است شما را سر درگم کند، داستانRAM دستگاه است. با گردش کوچکی در سایت‌های فروش آنلاین قطعات کامپیوتری و یا مغازه‌های فروشنده اجناس نو و دست دوم، خواهید فهمید که با نامهایی همچونDDR3 وDDR2 و شاید هم در آینده اعداد بالاتر روبرو خواهید شد! داستان چیست؟ این اعداد نشان دهنده چه چیزی هستند؟

به شکل کاملاً ساده،DDR3 استاندارد فعلی حافظه سیستم‌های کامپیوتری است که با نامRAM یاSDRAM شناخته می‌شوند. این حافظه سریع‌ترین نوع RAM است که هم اکنون به صورت گسترده توسط کاربران مورد استفاده قرار می‌گیرد و همان نوعی است که اکثر شماها هنگام ارتقاء سیستم به دنبال خرید آن هستید. درست است که DDR3 امروزه تمام بازار را قبضه کرده و جایگزین پیشینیان خود همچون DDR وDDR2 شده است. اما دیرزمانی نبود که آن دو هم برای خود فرمانروایی داشتند و یافتن مادربردی با DIMM  یا ماژول حافظه دوبل خطی در آن روزگار سخت و گرانقیمت بود.

اما واقعاً عبارتDDR3 به چه معنی است؟ برای درک این کلمه، ابتدا باید تاریخچه آن را بدانیم که در قسمت داستان RAM به آن می‌پردازیم:

توضیحی از عملکرد رایانه به زبان ساده

هارد:

مثل انباری است که همه چیزهایی که لازم دارید یا قرار است آن‌ها را نگهداری کنید (فایل‌ها، فیلم، عکس، موسیقی و…) را داخلش می‌گذاریم. ممکن است از بعضی چیزهایی که داخل انباری می‌باشند استفاده کنیم و از بعضی‌ها خیر… اما بدون داشتن یه انباری خوب نمی‌توانید از وسایل خود سالم نگهداری کنید.

حالا در مورد انباری چه چیزی مهم است؟ (هارد)
۱- ظرفیتش زیاد باشد: که در زمانی اندک پر نشود.
۲- اندازه درب ورودی آن: که سریع و راحت وسایل (فایل‌ها) را بتوانیم جابه‌جا کنیم و یا داخلش جای دهیم و یا از داخل آن برداریم و نیز اگر انباری شما مجهز به آسانسور باشد سرعت ما در جایگزینی و عملیات انتقال بیشتر خواهد بود (هارد‌های SSD)

رم (RAM):

مثل کوله پشتی شما می‌باشد که در مسافرت یا دانشگاه و یا…، هر وسیله‌ای را که فقط در همان روز لازم است داخلش جای می‌دهید و هر موقع لازم شود خیلی سریع و راحت آن را برداشته و استفاده می‌کنید.

حال فرق آن با انباری چیست؟

کوله پشتی (RAM) همیشه همراه شما می‌باشد و فقط چیزهایی که واقعاً لازم می‌باشد را در اختیار شما می‌گذارد، چون ظرفیت آن خیلی کمتر از انباری یا کمد شما است و نیز سرعتش خیلی بالاتر می‌باشد (فرض کنید برای داشتن یک خودکار مجبور باشید به خانه برگردید…!)

به طور کلی، فایل و داده‌هایی که در کامپیوتر از آن‌ها استفاده می‌شود، داخل RAM قرار می‌گیرند تا سریع بتوان به آن‌ها دسترسی داشت. به طور مثال یک فایل Word در هنگام استفاده داخل RAM قرار دارد و نیز سیستم عامل (Windows) که مدیریت همه سخت‌افزار‌ها و نرم‌افزار‌ها را عهده‌دار می‌باشد در داخل RAM قرار دارد. (پس هرچقدر RAM سیستم شما بالاتر باشد سرعت بالاتر خواهد بود)

CPU:

مانند مغز انسان می‌باشد که عملکردی مشابه را در کامپیوتر انجام می‌دهد. یعنی تمامی محاسبات و پردازش‌ها در CPU انجام می‌شود.

 حال در CPU چه چیزی مهم است؟

۱- تعداد کارهایی که می‌تواند همزمان انجام بدهد
۲- سرعت انجام آن‌ها.

به طور مثال مغز انسان همزمان بینایی، شنوایی، لامسه و… را پردازش می‌کند که حجم خیلی زیادی از اطلاعات را در بر می‌گیرد حال هرچه سرعت در پردازش سریع‌تر باشد نیاز ما سریع‌تر بر طرف می‌شود.

کارت گرافیک:

مسئولیت پردازش آنچه که شما نیاز به مشاهده‌ی آن را دارید بر عهده این قطعه می‌باشد، یعنی محیطی که در صفحه نمایش به شما نشان داده می‌شود و در عملکرد‌های گرافیکی مانند بازی‌ها، که محیط بسیار گسترده و متنوعی دارند گرافیک خیلی نقش مهمی را ایفا می‌کند.

نکته: در زمینه سرعت کلی سیستم می‌توان گفت هم CPU و هم RAM و هم HARD تاثیر به سزایی دارند. یعنی همخوان بودن یا Match بودن قطعات بسیار مهم است به طور مثال فرض کنید شما یک CPU خیلی قویی دارید که دارای این قابلیت می‌باشد تا اطلاعات را خیلی سریع پردازش کند، اما سرعت تحویل اطلاعات (سرعت RAM) به آن کند است. (تصور کنید اینشتین برای تئوری دادن، به هر اطلاعاتی که نیاز دارد، باید به کتابخانه در منزلش رفته و در آنجا جست و جو و مطالعه کند) اینجاست که CPU هرآنچه هم قوی و با قدرت باشد باعث تغییر سرعت نخواهد شد!

به طور واضح‌تر مانند این می‌باشد که با شیر سماور بخواهید داخل یک لوله پلیکا آب بریزید یا برعکس…

در اصل اگر شما قصد داشته باشید یک سیستم با سرعتی بالا داشته باشید باید تمامی قطعات با یکدیگر هم خوانی داشته باشند.
سرعت CPU یا CPU cache: مانند جیب شلوار است که خیلی کوچیک می‌باشد و فقط چیزایی که خیلی لازم است را داخل آن می‌گذاریم! و به دلیل دسترسی راحت سرعتش نیز فوق العاده است. پس هرچه شما جیب بیشتری (CPU cache) داشته باشید وسایل بیشتری (اطلاعات برای پردازش) را با خود برداشته و راحت استفاده می‌کنید.

RAM چیست؟

RAM یکی از انواع حافظه‌ها و البته پر کاربردترین آن‌هاست. RAM مخفف اصطلاح Random Access Memory یا حافظه با دستیابی تصادفی بوده و حافظه‌ای قابل خواندن و نوشتن می‌باشد. توجه داشته باشید که وقتی ما از حافظه‌ی اصلی کامپیوتر حرف‌می‌زنیم، منظور همان RAM است. این حافظه به ‌صورت غیر مستقیم در اختیار کاربر یا User قرار می‌گیرد.

اصولاً اطلاعات و داده‌های مربوط به هر برنامه‌ای که می‌خواهد اجرا شود، روی RAM قرار می‌گیرد. دلیل انجام این عمل ایجاد تعادل بین سرعت CPU و دیسک سخت می‌باشد. از آنجایی که سرعت CPUها بسیار زیاد است و سرعت دیسک‌های سخت نسبت به آن‌ها پایین می‌باشد، RAM می‌تواند با قرارگیری بین این دو یک تعادل سرعت ایجاد نماید. بنابراین مقدار RAM در مواقعی که کاربر نیاز به اجرای چندین برنامه به طور همزمان را دارد و یا از برنامه‌های پر حجم استفاده می‌کند تأثیر به سزایی در سرعت کامپیوتر خواهد داشت.

Ram در نگاه علمی

RAM‌ تکنولوژی است که امکان مجتمع‌سازی حافظه تک ‌ترانزیستوری با چگالی بسیار بالا و مصرف توان اندک را فراهم می‌سازد٬ این تکنولوژی از مشخصه‌های ترانزیستورهای SOI به نام ” اثر شناور بدنه ” یا Floating-Body Effect بهره‌ برداری می‌کند تا داده‌های دیجیتال را داخل ترانزیستورها ذخیره کند. ترانزیستور‌های ساخته شده در بستر SOI محصور شده و در یک لایه عایق اضافی جهت سرعت سوییچینگ بالاتر و مصرف توان کمتر می‌باشند که نیز ظرفیت خازنی اندکی دارند که در اصل به عنوان یکی از پارازیت‌های طراحی شناخته می‌شود.

پیدایش RAM

در سال ۱۹۹۰ یک محقق در یکی از مراکز تحقیقاتی بلژیک٬ دریافت که از این اثر پارازیتی می‌توان برای ذخیره سازی موقت یک بیت داخل ترانزیستور بهره برد٬‌ در سال ۲۰۰۱ دکتر Pierre Fazan مقاله‌ای در زمینه بهره‌گیری از اثر شناور بدنه ترانزیستور‌های SOI در آرایه‌های حافظه منتشر کرد و به کمک کمپانی Micron که یکی از نام‌های شناخته‌شده صنعت تولید تراشه‌های DRAM‌ می‌باشد، شرکت Innovative Silicon را بنیانگذاری کرد.ایشان به کمک همکاران خود در کمپانی Innovative Silicon تکنیک بهره‌گیری از اثر شناور بدنه جهت ذخیره‌سازی اطلاعات را به عنوان اختراع ثبت کرد و آنرا جهت به‌کارگیری در صنعت توسعه داد.

داستان RAM

SDRAM یا حافظه دستیابی تصادفی پویای همگام (Synchronous Dynamic Random Access Memory) در اوایل دهه ١٩٩٠ توسعه یافت و هدف آن حل مشکلی بود که همزمان با قدرتمند شدن کامپیوترها رخ می‌نمود.

DRAM قدیمی، از رابط کاربری غیر همزمان یا ناهمگام استفاده می‌کرد، به این معنی که به صورت مستقل از پردازنده مرکزی عمل می‌نمود. این مورد اصلاً حالت ایده‌آل و مناسبی نبود. زیرا حافظه از پس تمام درخواست‌هایی ((Requests که پردازنده برای آن ارسال می‌کرد، بر نمی‌آمد.

SDRAM این فرآیند را با همزمان سازی و همگام کردن پاسخ‌های حافظه به ورودی‌های کنترلی باس سیستم ساده سازی کرد. این کار به حافظه اجازه می‌داد تا زمانی که منتظر فرآینده بعدی است، به یک فرآینده رسیدگی کند. با این شیوه، کامپیوترها نسبت به قبل، با سرعت خیلی بیشتری از پس انجام تسک‌ها بر می‌آمدند و به این شکل استاندارد حافظه در سیستم‌های کامپیوتری از اواخر دهه ١٩٩٠ تغییر کرد.

مدت زمان زیادی پس از معرفی SDRAM نگذشته بود که توسعه دهندگان سخت‌افزار و کاربران عادی دریافتند که حتی این شیوه هم محدودیت‌های مخصوص به خودش را دارد. SDRAM اصلی با رابط کاربری SDR یا نرخ دیتای تک، کار می‌کرد که در مقام مقایسه کلی با DRAM، تنها می‌توانست در هر سیکل-کلاک یک دستور را قبول کند. از آنجایی که کامپیوترها روز به روز عمومی‌تر و پیچیده‌تر می‌شدند در نتیجه توقع درخواست‌های بسیار پیچیده‌تری از حافظه کامپیوتر، به امری عادی تبدیل می‌شد. که این امر باعث پایین آمدن کارایی سیستم‌ها می‌شدند.

پیدایش DDR1) DDR)

حدود سال ٢٠٠٠ رابط کاربری جدیدی توسعه یافت. که آن را نرخ دیتای دوبل یا DDR می‌نامیدند. این شیوه به حافظه اجازه می‌داد که اطلاعات را در هر دو دور افزایشی و کاهشی سیگنال کلاک انتقال دهد. و به این صورت به حافظه قابلیت این را می‌داد که اطلاعات را تقریباً دو برابر سریع‌تر از SDR SDRAM‌های معمول انتقال دهد.

این تغییر از سوی دیگر هم دارای منافعی بود: این کار بدان معنی بود که حافظه می‌تواند در نرخ کلاک پایین‌تری (١٠٠ تا ٢٠٠ مگاهرتز) کار کند و انرژی کمتری (۲٫۵ ولت) مصرف کند و به سرعت بیشتری (نرخ جابجایی ۲۶۶، ۳۳۳ و ۴۰۰) دست بیابد.

ساخت DDR2

تکنولوژی پیشرفت کرد و پردازنده‌ها روز به روز قدرتمندتر و حریص‌تر شدند. در این میان DDR هم به تنهایی دیگر جواب‌گو نبود. این موضوع تا ٢٠٠٣ و عرضه حافظه‌های DDR2 ادامه داشت. این حافظه‌ها همان ایده قبلی را این گونه جلو بردند که کلاک داخلی در نصف سرعت باس دیتا کار کند. این به معنی دست‌یابی به سرعتی تقریباً دو برابر DDR اصلی بود (٢٠٠ تا ٥٣٣ مگاهرتز با نرخ انتقال ۵۳۳، ۶۶۷، ۸۰۰ و ۱۰۶۶MegaTransfer در ثانیه) و باز هم میزان مصرف انرژی کمتر می‌شد (۱٫۸ ولت).

ظهور DDR3

به طور طبیعی، DDR3 فرزند بعدی این خانواده بود که در سال ٢٠٠٧ رونمایی شد و با کلاک داخلی نصف حافظه قبلی کار می‌کرد که سرعتی دو برابر DDR2 را به ارمغان می‌آورد (٤٠٠ تا ١٠٦٦ مگاهرتز و حداکثر نرخ انتقال ۸۰۰، ۱۰۳۳، ۱۰۶۶، ۱۶۰۰، ۱۸۰۰ و ۲۰۰۰ مگاترانسفر در ثانیه) و مصرف انرژی را باز هم کاهش داد (۱٫۵ ولت).

حتماً تا این جای مقاله، درباره نسل بعدی منطقی حافظه، حدس‌هایی زده‌اید و یا درباره آن‌ها اطلاعاتی دارید. در واقع DDR4 هم اکنون در حال توسعه و تحقیق است و تا حدودی به مرحله تولید هم نزدیک شده و ظاهراً شرکت سامسونگ اولین نمونه از آن را تا سال ٢٠١٤ به بازار عرضه خواهد کرد. انتظار می‌رود این حافظه نرخ انتقال ٤٢٦٦ مگاترانسفر در ثانیه با میزان مصرف انرژی حدود ۱٫۰۵ تا ۱٫۲ ولت داشته باشد.

تکنولوژی Dual Channel در RAM

نحوه عملکرد رم (RAM) به گونه‌ای است که مانع از کارکرد کامپیوتر با بالاترین سرعت ممکن می‌شود. علت این است که سرعت CPU بیشتر از رم است و معمولاً برای ارسال اطلاعات به حافظه رم باید لحظاتی منتظر بماند. در طول این مدت انتظار، CPU بی کار می‌ماند (البته این حرف کاملاً صحیح نیست ولی برای بیان منظور مناسب است). در یک کامپیوتر ایده‌آل رم باید به اندازه CPU سریع باشد. فناوری Dual channel برای دو برابر کردن سرعت ارتباط بین حافظه رم و کنترلر حافظه (Memory Controller) ابداع شده است. قبل از اینکه درباره نحوه کار Dual channel صحبت کنیم اجازه دهید نحوه اتصال رم به سیستم را توضیح دهیم.

حافظه بوسیله مداری به نام «کنترلر حافظه» کنترل می‌شود. این مدار از نظر فیزیکی داخل چیپست‌های شمالی یا North Bridge قرار دارند که به آن MCH) (Memory Controller HUB)) هم می‌گویند. وظیفه چیپست شمالی این است که اطلاعات رم و گرافیک و چیپست جنوبی را پردازش کرده و سپس به سمت CPU هدایت ‌کند. این مورد بیشتر در مورد CPU ‌های اینتل صادق است و در مورد AMD این مدار داخل CPUقرار دارد مانند AMD64، Athlon 64 phenom که این گونه‌اند ولی CPU ‌های قدیمی‌تر مانند Athlon XP نحوه کاری شبیه اینتل داشتند.

حافظه رم از طریق یک سری گذرگاه یا BUS به کنترلر حافظه متصل شده است. این گذرگاه‌ها به سه گروه تقسیم شده‌اند:

• Address BUS
• Control BUS
• Data BUS

Data BUS: اطلاعات یا دیتا اطلاعاتی را که در حال خواندن است حمل می‌کنند. مثلاً اطلاعات را از رم به کنترلر حافظه و سپس CPU انتقال می‌دهند.

Address BUS: به حافظه رم می‌گویند که مشخص می‌کند دقیقاً کدام اطلاعات باید خوانده شود یا کدام اطلاعات باید ذخیره شوند.

Control BUS: دستوراتی را به ماژول‌های حافظه رم می‌فرستند و می‌گویند چه عملیاتی درحال انجام است. به عنوان مثال می‌گویند این یک فرمان نوشتن، ذخیره کردن، یا یک فرمان خواندن است. یک وظیفه مهم دیگری در باس کنترل وجود دارد و آن سیگنال کلاک پالس ساعت رم است که این سیگنال در کنترلر حافظه تولید می‌شود. در شکل زیر توضیحات بالا به سادگی قابل مشاهده است.

البته این شکل براساس مدل اینتل کشیده شده است. و همانطور که گفته شد در CPU ‌های شرکت AMDمدار کنترلر حافظه در داخل CPU قرار دارد و بنابراین باس حافظه مستقیماً و بدون واسطه از CPU می‌آید.

فعال کردن حالت Dual Channel

برای فعال کردن Dual Channel نیاز به پشتیبانی چیپ‌ست و مادربورد (در سیستم‌های مبتنی بر پردازنده‌های اینتل) و پشتیبانی پردازنده (درسیستم‌های مبتنی بر پردازنده‌های AMD) و دو یا چهار ماژول حافظه یکسان سازگار با حافظه مورد پشتیبانی توسط مادربورد DDR-SDRAM،DDR2-SDRAM  و DDR3-SDRAM دارید.

پردازنده‌های شرکت AMD مبتنی بر سوکت ۹۳۹، ۹۴۰، AM2+ و AM2 F و همچنین مادربوردهای سوکت ۴۶۲ که دارای چیپ‌ست nForce2 هستند از فناوری Dual Channel پشتیبانی می‌کنند. برای سیستم‌های مبتنی بر پردازنده‌های اینتل نیز لازم است که به دفترچه راهنمای مادربورد یا وب‌سایت سازنده مادربورد مراجعه کنید.

اگر تنها یک ماژول حافظه داشته باشید، نمی‌توانید از فناوری Dual Channel استفاده کنید. بنابراین اگر قصد دارید سیستمی تهیه کنید که دو گیگابایت حافظه داشته باشد بهتر است دو عدد ماژول یک گیگابایتی به جای یک ماژول دو گیگابایتی داشته باشید، زیرا در این صورت می‌توانید از ویژگی Dual Channel که موجب افزایش کارایی می‌شود، استفاده کنید.

اگر مادربورد شما تنها دو اسلا‌ت حافظه داشته باشد برای فعال کردن ویژگی Dual Channel باید درون هر دو اسلا‌ت، ماژول حافظه قرار دهید. مادربوردهایی که دارای چهار اسلا‌ت حافظه هستند روش‌های متفاوتی برای فعال کردن ویژگی Dual Channel دارند.

اگر شما چهار ماژول حافظه یکسان داشته باشید، با قرار دادن آن‌ها روی چهار اسلا‌ت حافظه می‌توانید از ویژگی Dual Channel استفاده کنید، اما اگر دارای دو ماژول حافظه هستید باید به روش زیر عمل کنید.

در مادربوردهای مبتنی بر پردازنده‌های اینتل باید یکی از حافظه‌ها را در اسلا‌ت یک و دیگری را در اسلا‌ت سه یا یکی از حافظه‌ها را درون اسلا‌ت دو و دیگری را در اسلا‌ت چهار قرار دهید. بیشتر سازندگان مادربوردها با رنگ‌بندی متفاوت نحوه قرار دادن حافظه‌ها را مشخص کرده‌اند. برای استفاده از پیکربندی Dual Channel در این مادربوردها لازم است که حافظه‌ها را در اسلا‌ت‌های همرنگ قرار دهید.

توجه: پیکربندی Dual Channel در بعضی مادربوردها مطابق روش ذکر شده در بالا نیست و برای فعال شدن حالت دو کاناله باید حافظه را روی اسلات‌های یک و دو یا سه و چهار قرار داد.

زمانی‌که شما ماژول‌های حافظه را روی اسلا‌ت یک و سه یا دو و چهار نصب می‌کنید یعنی شما هر ماژول حافظه را روی یک کانال متفاوت نصب کرده‌اید، بنابراین هر دو باس ۶۴ بیتی فعال می‌شوند و عرض باس حافظه به ۱۲۸ بیت افزایش پیدا می‌کند.

اگر شما حافظه‌ها را درون کانال‌های یکسان قرار دهید (نصب کردن حافظه‌ها روی کانال یک و دو یا سه و چهار) کنترلر حافظه تنها یک باس ۶۴ بیتی را خواهد دید و بنابراین سیستم در وضعیت Single Channel عمل می‌کند.

فعال کردن قابلیت Dual Channel روی سیستم‌های مبتنی بر پردازنده‌های AMD کمی متفاوت است. برای فعال کردن قابلیت Dual Channel در مادربوردهای مبتنی بر پردازنده‌های AMD نیز باید از حافظه‌های یکسان و یک جور استفاده کرد، اما با این تفاوت که در این مادربوردها اسلات‌ها به صورت یک در میان با یکدیگر Dual Channel نمی‌شوند.

به عبارت ساده‌تر برای پیکربندی Dual Channel در تمامی مادربوردهای AMD (شامل MSI) باید حافظه‌ها را درون اسلا‌ت‌های همرنگ قرار داد.

بررسی فعال شدن Dual Channel

بعد از پیکربندی Dual Channel لازم است بررسی شود که آیا حافظه‌ها در این وضعیت عمل می‌کنند یا خیر ؟ بیشتر مادربوردهای رایج، اطلاعات مربوط به وضعیت Dual Channel را در صفحه POST، صفحه سیاه رنگی که بعد از روشن کردن سیستم دیده می‌شود و مشخصات پردازنده، مادربورد، میزان حافظه و هارد‌دیسک‌ها را نمایش می‌دهد، نشان می‌دهند. در این صفحه در صورتی‌که مادربورد در وضعیت Dual Channel قرار گرفته باشد، عبارت Dual Channel و در غیر این‌صورت عبارت Single Channel نمایش داده خواهد شد.

تکنولوژی Triple Channel در RAM

فعال‌ کردن حالت سه کاناله (Triple Channel)

در حالت تک‌کاناله، سلول‌های حافظه به صورت ترتیبی و پشت سر هم پر می‌شوند و زمانی که یک ماژول حافظه پر شد، داده‌ها در اولین خانه ماژول بعدی قرار می‌گیرند یعنی اگر در سیستم دو ماژول حافظه که هر کدام یک گیگابایت ظرفیت دارند نصب شده باشد، سلول‌های حافظه ماژول دوم از نظر فضای آدرس در انتهای ماژول اول قرار می‌گیرند. اما در حالت چندکاناله (در حالت خاص، سه کاناله) با توجه به اینکه هر کانال داده به یک ماژول حافظه مجزا متصل است و باس آدرس بین تمام ماژول‌های حافظه مشترک است، استفاده از روش قبل کارایی سیستم را پایین می‌آورد بنابراین از روشی به نام Interleaving استفاده می‌شود. در این روش اگر یک کنترل‌کننده حافظه سه کاناله و سه ماژول مجزای حافظه داشته باشیم، سلول‌های هم شماره ماژول‌های حافظه به ترتیب پر می‌شوند. یعنی ابتدا سلول اول هر سه ماژول پر می‌شود، سپس سلول دوم هر سه ماژول و این روند تا آخر ادامه پیدا می‌کند.

تصویر زیر سه ماژول حافظه و نحوه پر و خالی شدن آنها در روش Interleaving را نشان می‌دهد.

برای اینکه بتوان از قابلیت Triple Channel استفاده کرد، در ابتدا باید مادربرد و پردازنده این قابلیت را پشتیبانی کنند. در چنین مادربوردهایی، تعداد اسلات‌های قرارگیری حافظه مضرب ۳ است که معمولاً هر گروه سه‌تایی از آنها به یک رنگ خاص هستند. این رنگ نشان دهنده این‌است که برای فعال شدن قابلیت سه کاناله، باید سه ماژول حافظه را در سه اسلات همرنگ قرار داد. تصویر زیر این مطلب را نشان می‌دهد. در این رده مادربردها، فعال‌سازی سه‌کانال حافظه کار ساده‌ای است. کافی است سه ماژول حافظه از نوع DDR3(قابلیت سه کاناله فقط برای این حافظه‌های ارائه شده است) با ظرفیت و سرعت یکسان را روی اسلات‌های همرنگ نصب کنیم. در این صورت حالت سه کاناله فعال شده و در زمان Boot، سیستم این موضوع را اعلام می‌کند.

البته کنترل‌کننده‌های سه کاناله می‌توانند در مدهای دیگری (غیر از سه کاناله) نیز فعالیت کنند. اگر فقط دو اسلات از سه اسلات حافظه یک مادربورد سه کاناله پر شود، در این صورت این دو ماژول حافظه در حالت دو کاناله (Dual Channel) کار خواهند کرد. همچنین اگر ماژول‌های هم‌ظرفیت در دسترس نباشد، می‌توان از حالت دو کاناله یا سه کاناله در مد Flex استفاده کرد. مد Flex همان‌طور که از نام آن مشخص است، به یک کنترل‌کننده حافظه قابلیت انعطاف می‌دهد. در این مد، می‌توان دو (یا سه) ماژول غیر هم‌ظرفیت را در اسلات‌ها نصب کرد. کنترل‌کننده حافظه مقدار مشترک بین ماژول‌ها را به صورت دو کاناله (یا سه کاناله) استفاده می‌کند و بقیه ظرفیت حافظه‌ها به صورت تک‌کاناله (Single Channel) استفاده می‌شود. مثلاً اگر یک ماژول ۵۱۲ مگابایتی و یک ماژول یک گیگابایتی داشته‌باشید، اگر آنها را روی اسلات‌های همرنگ نصب کنید، مقدار ۵۱۲ مگابایت از هرکدام از ماژول‌ها به صورت دو کاناله استفاده می‌شود و ۵۱۲ مگابایت باقی‌مانده تک‌کاناله خواهد شد.

هدف از سه کاناله یا Triple Channel چیست؟

هدف از سه کاناله کردن رم‌ها در پردازنده‌های Bloomfield فقط و فقط برای افزایش پهنای باند برای پردازنده‌ها می‌باشد.

اگر بخواهیم مثال ساده‌ای بزنیم می‌توانیم هسته پردازنده را به آَشپزهای یک آشپزخانه و پهنای باند را به تعداد پیشخدمت‌ها تشبیه کنیم حال اگر تعداد آشپزها خیلی زیادتر باشند و پیشخدمت‌ها نتوانند سفارش‌ها را به موقع تحویل دهند، بنابراین معلوم است که آشپزها معطل شده و نمی‌توانند در حداکثر توانایی‌شان کار انجام دهند.

هدف از سه کاناله کردن رم‌ها هم همین بوده که رم‌ها بتوانند راحت‌تر و با سرعت بیشتری با پردازنده در تماس باشند. بخاطر همین هم کنترلر رم به داخل پردازنده منتقل شد و نیز از GPU‌ها در داخل پردازنده در معماری (Westmere) استفاده می‌کنند تا بتوان تاخیر‌ها را در انتقال اطلاعات به حداقل برسانند.

نیمه تاریک: ولی بخش خاموش و تیره این پیشرفت دائمی حافظه‌های کامپیوتر چیست؟

متاسفانه شما از بسیاری از فواید این پیشرفت‌ها بدون آپگرید و به روزرسانی‌های بزرگ و معنی دار، نمی‌توانید بهره مند شوید. و حتی برخی اوقات مجبور به جایگزینی کلی سخت‌افزار سیستم‌تان خواهید بود. برای مثال یک ماژول حافظه که برای کار با یک نوع از رابط کاربری DDR طراحی و بر روی مادربرد نصب شده، امکان کار با انواع دیگر رابط کاربری DDR را ندارد! انواع مختلف حافظه از نظر الکتریسیته با یکدیگر همخوانی ندارند و از نظر تعداد پین‌های روی چیپ هم با یکدیگر فرق می‌کنند (DDR ویژه دسکتاپ دارای ١٨٤ پین است در حالی که DDR2 و DDR3 هر کدام ٢٤٠ پین دارند). در نتیجه شما نمی‌توانید از انواع جدیدتر حافظه بر روی یک مادربرد قدیمی‌تر استفاده کنید و همزمان با ارتقاء رم مجبور به تعویض مادربرد و به تبع آن برخی دیگر از قطعات هم خواهید بود. پس همیشه باید برای ارتقاء میزان حافظه دستگاه‌تان از همان نوع DDR استفاده کنید که قبلاً داشته‌اید و امکان استفاده از انواع بهینه و جدیدتر را ندارید.

راهنمای ارتقاء

خبر خوب هم این است که با توجه به رواج زیاد DDR3 در بازار، اگر کامپیوترتان را در سالهای اخیر خریداری کرده‌اید، هنگام ارتقاء نیاز نیست نگران مسایل مطرح شده در پاراگراف بالا باشید. حداقل تا زمان ارائه DDR4می‌توانید با خیال آسوده میزان رم سیستم‌تان را ارتقا دهید. اگر هم کامپیوتر شما هنوز DDR2 است، می‌توانید با کمی جستجو رم مناسب را در بازار بیابید. اما نکته جالب اینجا است که برای خرید آن باید پولی بیشتر از DDR3 هزینه کرده و قدرت کمتری به دست آورید! اگر هم که مجبورید به دنبال رم DDR بگردید، پیشنهاد ما یک ارتقاء اساسی و یا خرید یک سیستم جدید است. زیرا با نگاهی به قیمت‌های جهانی رم و مقایسه آن با بازار ایران همه چیز به خوبی دستگیرتان می‌شود. هم اکنون برای یک رم DDR3 سرعت بالای ٨ گیگا بایتی باید حدود ۸۵ دلار بپردازید. در صورتی که همین مقدار حافظه DDR2 را با قیمت ١٥٠ دلار به شما می‌فروشند. در مورد DDR هم که داستان جالب‌تر می‌شود و یک رم ٢ گیگابایتی تا ٦٠ دلار قیمت گذاری می‌شود.

انتخاب رم مناسب

نکته مهم هنگام خرید رم این است که سعی کنید نرخ انتقال رم با سرعت مورد پشتیبانی مادربورد و رم‌های قبلی‌تان یکی باشد. اگر مادر بورد شما از رم DDR3 1333 پشتیبانی می‌کند بنابر این باید نرخ انتقال رم شما ١٣٣٣ مگاترانسفر در ثانیه باشد که مغازه دارها آن را به نام باس رم می‌شناسند. اگر شما رم با باس پایین‌تر خریداری کنید از تمام ظرفیت سیستم‌تان به خوبی استفاده نکرده‌اید. اگر هم رم با باس بالاتر خریداری کنید، این امکان وجود دارد که پردازنده مرکزی با آن دچار مشکل شده و کلاً سیستم را با ایرادات فراوان روبه رو کند.

انواع Ram کدامند؟

حافظه RAM به دو دسته تقسیم می‌شود که عبارتند از حافظه RAM پویا و حافظه RAM ایستا.

۱- حافظه‌های ایستا یا Static RAM

این نوع، از فلیپ فلاپ‌ها تشکیل شده‌اند و با مصرف برق کم به مدت طولانی اطلاعات را نگهداری می‌کنند و اطلاعات این حافظه‌ها نیاز به تازه شدن ندارد، لذا سرعت آن‌ها بیشتر از Ram‌های پویا است. لازم به ذکر است که پس‌از قطع جریان برق اطلاعات این RAMها پاک می‌شود. در کامپیوترهایی که امروزه در بازار یافت می‌شوند RAMها از نوع Static RAM هستند. همچنین گفتنی است RAMهای قدیمی‌تر که اندازه کوچکتری داشتند با نام SIMM و RAMهای کنونی که بزرگتر هستند را با نام DIMM می‌شناسند.

در حال حاضر دو نوع RAM در بازارهای کامپیوتر یافت می‌شود. یک نوع SDR و دیگری DDR

RAMهای SDR یا SD RAM

دارای خطوط انتقال یا BUS ضعیف‌تری هستند و در نتیجه سرعت کمتری دارند، مقدار ظرفیت این RAMها تا چند سال گذشته ۱۶، ۳۲و ۶۴ مگابایت بود و در حال حاضر بیشتر ظرفیت‌های موجود، در رِنجِ ۱۲۸، ۲۵۶ و ۵۱۲ مگابایت هستند. گفتنی است BUS این نوع RAM در محدوده ۶۶، ۱۰۰و ۱۳۳مگاهرتز است.

RAMهای DDR دارای باس: ۲۶۶، ۳۰۰، ۳۳۳ و ۴۰۰ مگا‌هرتز و در مدل‌های DDR2 نیز ۶۶۷،۵۳۳ و ۸۰۰ مگاهرتز و در DDR3 نیز ۱۰۳۳، ۱۰۶۶، ۱۳۳۳، ۱۶۰۰، ۱۸۶۶، ۲۱۳۳ و ۲۴۰۰ می‌باشد لذا به همین دلیل سرعت بیشتری نسبت به RAMهای SDR دارند، مقدار ظرفیت این نوع RAMها در بازار فعلی، ۵۱۲ مگابایت، ۱ گیگابایت در رم های DDR و ۱گیگابایت و ۲گیگابایت در رم های DDR2 و ۱ گیگابایت، ۲ گیگابایت، ۴ گیگابایت و ۸ گیگابایت در رم های DDR3 است. تفاوت ظاهری این دو نوع RAM در برش‌هایی است که روی پایه‌های آن‌ها مشاهده می‌شود، SDRAMها دارای ۲ برش روی پایه‌هایشان هستند در حالیکه RAMهای DDR تنها یک برش بر روی پایه دارند.

 

تفاوت بین رم‌های DDR SDRAM و SDRAM:

ماژول‌های SDRAM دارای ۱۶۸ پایه و ماژول‌های DDR SDRAM دارای ۱۸۴ پایه می‌باشند و هر دو ۶۴ بیتی هستند. ولتاژ مصرفی DDR برابر ۵/۲ ولت و SDRAM برابر ۵/۳ ولت می‌باشد. سرعت انتقال اطلاعات رم‌هایDDR با فرض برابر بودن فرکانس پایه ( به عنوان مثال ۱۳۳ مگاهرتز) برابر رم‌های SDRAM می‌باشد.

باز هم تاکید می‌شود که از نظر ظاهری رم‌های SDRAM دارای دو شکاف و DDR SDRAM یک شکاف می‌باشند. حداکثر فرکانس رم‌های SDRAM برابر با ۱۳۳ مگاهرتز و سرعت انتقال اطلاعاتی معادل ۱ گیگا بایت می‌باشد، اما آخرین مدل رم‌های DDR دارای ۵۳۳ مگاهرتز و حداکثر سرعت انتقال اطلاعات آن‌ها برابر با ۴ گیگابایت می‌باشد. شایان ذکر است که رم‌های ۱۶۸ پایه‌ای به طور کامل از رده خارج شده‌اند.

نکته: DDR2 و DDR3 دارای همان تکنولوژی Double Data Rate می‌باشند.

۲- حافظه RAM پویا یا Dynamic RAM

این نوع دارای سلول‌های حافظه با ترانزیستور و خازن که نیاز به Refresh شدن دارند می‌باشند لذا اطلاعات پس از مدت کوتاهی از بین می‌روند و در هر ثانیه در حدود ۲۵۰ الی ۵۰۰ بار باید اطلاعات موجود در آن تازه یاRefresh گردند. به همین دلیل بسیار کند عمل می‌کنند.

♦ Fast Page Mode Dynamic RAM FPM DRAM

نوع اولیه DRAM بوده و ماکسیموم سرعت انتقال داده‌ها در کش از نوع لایه دو به ۱۷۶ مگابایت در ثانیه می‌رسید.

♦  EDO DRAM Extended Data-Output Dynamic RAM

مثل دیگر RAM ها صبر نمی‌کند که تمامی اعمال پردازش روی بیت اول انجام شود و سپس سراغ بیت بعدی برود، بلکه همان وقتی که آدرس بیت اول را شناسایی کرد، بدنبال بیت بعدی خواهد رفت و تقریباً ۵% سرعت بیشتری نسبت به FPM RAM دارد که حداکثر سرعت برای کش لایه دو مقدار ۲۶۴ مگابایت در ثانیه می‌باشد.

♦ SD RAM Synchronous Dynamic Random Access Memory

این نوع، ۵% سرعت بیشتری نسبت به EDO DRAM دارد و حداکثر سرعت ارتباط با کش لایه ۲ به ۵۲۸ مگابایت در ثانیه می‌رسد.

♦ DDR SDRAM Double Rate SDRAM

همان SDRAM است منتهی با پهنای باند بیشتر، حداکثر سرعت ارتباط با کش لایه ۲ مقدار ۱۰۶۴ مگابایت در ثانیه می‌باشد البته برای باس ۱۳۳ است.

♦ RDRAM Rambus DRAM

سرعتی فوق العاده‌ای دارد اما قیمت زیادی هم دارد.

♦ CMOS RAM

مقدار کمی از حافظه که در کامپیوتر شما برای شناسایی دیگر اجزا به کار می‌رود. این حافظه به یک باتری کوچک نیازمند است و همان باطریی می‌باشد که هنگام باز کردن درب کیس آن را مشاهده خواهید کرد.

♦ VRAM Video RAM

حافظه‌ای که روی کارت گرافیک یا ویدئویی شما نصب شده است.

نکته‌‌ای که باید هنگام خرید رعایت شود:

هنگامی که می‌خواهید یک RAM بخرید، قبل از انتخاب RAM، باید MainBoard انتخاب شده ‌باشد. سپس براساس نوع پشتیبانی RAM توسط Main Board، نوع RAM را که DDR یا SDR می‌باشد مشخص می‌نماییم. در مرحله بعد بایستی با توجه به مقدار Bus پشتیبانی شده از طرف مادربرد، RAM را انتخاب نمود. بهترین حالت، انتخاب مقداری برابر برای RAM است. انتخاب مقدار بیشتر برای RAM، تفاوتی در میزان کارایی سیستم ندارد و انتخاب مقدار کمتر علاوه بر پایین آوردن کارایی کامپیوتر، گاهی ممکن است مشکلاتی را نیز از قبیل اشکال در عملکرد صحیح سیستم، به وجود می‌آورد.

تفاوت DDR3 و DDR2 و DDR در چیست؟

به جز تفاوت در برش‌ها، این حافظه‌ها در فرکانس کاری، ولتاژ کاری، توان مصرفی و توان تلفاتی با یکدیگر تفاوت دارند. به ترتیب پیشرفت، توان مصرفی و تلفاتی و ولتاژ کاری کم می‌شوند و فرکانس کاری افزایش می‌یابد. برای مثال ولتاژ‌های کاری برای DDR2 ،DDR ،SD و DDR3 به ترتیب ۳٫۳، ۲٫۵، ۱٫۸ و ۱٫۵ ولت می‌باشند.

منبع:سایت داده پردازی متین.  avit .

مجله تایم .