پنل کاربر سبد خرید
ورود / عضویت



ورود
عضویت
بازیابی رمز
ورود / عضویت
۰
حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید
حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

تبلیغات
حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

حافظه اصلی


در رایانه های اولیه، رایج ترین وسیله ی ذخیره سازی که به عنوان حافظه ی اصلی بود، از تعدادی آرایه ی فرومغناطیس استفاده می کرد. با ظهور نیمه هادی ها و مزایای آن، حافظه های فرومغناطیس منسوخ شد و امروزه استفاده از حافظه های نیمه هادی به عنوان حافظه ی اصلی رایج شده است. این حافظه ها به طور مستقیم با پردازنده ارتباط دارند.

    بیشتر بدانید

    مواد فرومغناطیس دسته ای از مواد مغناطیسی هستند که دو قطبی های مغناطیسی همسو شده دارند. این مواد هنگامی که در مجاورت میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرند، تبدیل به آهنربا می شوند. چون میدان مغناطیسی بر حوزه های مغناطیسی اثر می گذارد و سبب می شود که دو قطبی مغناطیسی هر حوزه تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار گیرد.

    دو قطبی های مغناطیسی همسو شده

    دو قطبی های مغناطیسی همسو شده

    در مواردی مثل آهن، کبالت و نیکل در صورتی که خالص باشند، دو قطبی مغناطیسی حوزه ها به آسانی تغییر می کند، در نتیجه به آسانی آهن ریا می شوند، ولی به آسانی هم خاصیت آهن ریایی خود را از دست می دهند. این مواد را فرومغناطیس نرم می نامند و در ساخت آهن رباهای غیر دائم کاربرد دارند. موادی مثل فولاد، به سختی آهن ربا می شوند و به سختی هم این خاصیت را از دست می دهند. این گونه مواد، فرومغناطیس سخت نامیده می شوند.

    هر سلول از حافظه ی نیمه هادی که به بیت معروف است، دارای خواص زیر است:

    - هر سلول حافظه دو حالت از خود به نمایش می گذارد که از این دو حالت برای تعیین صفر و یک بودن آن بیت استفاده می شود.

    - می توان حداقل یکبار در آن نوشت که این کار با تعیین وضعیت سلول ها (بیت ها) امکان پذیر است.

    - به راحتی می توان وضعیت صفر یا یک بودن این سلول ها را مشخص کرد که این کار همان خواندن حافظه است.

    براساس خواص فوق می توان گفت که این حافظه ها توانایی نگهداری داده ها در مبنای دو و قابلیت نوشتن و خواندن آن ها را دارند. حافظه هایی که در این بخش درباره آن ها صحبت می شود، از نوع دستیابی تصادفی هستند که رایج ترین نوع حافظه با دستیابی تصادفی را RAM می گویند. RAM معروف ترین حافظه ی مورد استفاده در رایانه است. سلول های حافظه ی آن بلافاصله قابل دسترسی هستند و به همین دلیل به آن ها Random Access می گویند. نقطه ی مقابل RAM را SAM می نامند. همان طور که از نامش پیداست داده ها را به صورت سریال مانند نوار کاست نگهداری می کند. در SAM اگر داده ای در دسترس نباشد کلیه ی داده های قبل از آن خوانده می شوند تا به حافظه ی دادە مورد نظر برسد. کاربرد حافظه های SAM بیشتر به صورت حافظە میان گیر است. کارت گرافیک نمونه ای از حافظه ی SAM است که در آن داده ها به ترتیب ورود باید خوانده شوند.

    یکی از مشخصه های بارز حافظه ی RAM قابلیت خواندن و نوشتن در آن است. مشخصه ی مهم دیگر این نوع حافظه، نامانا بودن اطلاعات آن است و این یعنی اینکه RAM ها همواره باید به یک منبع تغذیه ی الکتریکی متصل باشند. هر زمان انرژی الکتریکی متوقف گردد، داده های این حافظه از دست خواهند رفت. بنابراین RAM همیشه به عنوان یک ذخیره ساز موقت به کار می رود. شکل زیر حافظه اصلی با ظرفیت یک مگابایت را نشان می دهد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    RAM ها دو نوع دارند:

    • حافظه پویا DRAM) Dynamic RAM)
    • حافظه ایستا SRAM) Static RAM)

    حافظه پویا

    فناوری حافظه های پویا به این صورت است که از میلیون ها ترانزیستور و خازن در کنار هم ساخته می شوند. هر سلول حافظه ی پویا از یک ترانزیستور و یک خازن تشکیل شده است. خازن داده بیت، یعنی مقدار صفر یا یک را نگهداری می کند و ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ عمل می کند. در واقع ترانزیستورهای موجود در هر بیت از حافظه ی پویا به مدار کنترل روی تراشه ی حافظه اجازە خواندن و نوشتن (تغییر حالت) خازن را می دهد.

    همان گونه که گفته شد سلول های این حافظه از خازن ساخته شده است و خازن ها به طور دائم با گذشت زمان دشارژ می شوند، به خصوص در زمانی که مقدار آن ها خوانده می شود. به همین دلیل برای حفظ داده های موجود در این سلول ها باید به طور مرتب آن ها را تازه سازی کرد. خازن را می توانید مثل سطلی در نظر بگیرید که الکترون ها در آن ذخیره می شوند. برای ذخیره کردن مقدار یک در سلول های حافظه، این سطل پر از الکترون می شود و برای مقدار صفر، خالی از الکترون می شود. مشکل خازن ها برای این فناوری، گرایش به از دست دادن مقدار الکترون های موجود در آن است و پس از مدت زمانی خالی از الکترون خواهند شد. بنابراین حافظه های پویا به طور مداوم باید در حال تازه سازی داده های خود باشند، در غیر این صورت داده های خود را از دست می دهند. برای تازه سازی حافظە پویا، مقدار هر سلول قبل از خالی شدن خوانده می شود و سپس همان مقدار خوانده شده دوباره در سلول نوشته می شود. تداوم این تازه سازی باعث می شود که این حافظه مدت زمان زیادی را صرف این کار کند که این امر باعث پایین آمدن سرعت عمل آن خواهد شد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه ایستا

    فناوری حافظه های ایستا مانند حافظه های پویا مبتنی بر شارژ و دشارژ خازن نیست و سلول های آن از تعدادی گیت منطقی به نام فلیپ فلاپ استفاده می کنند. یکی از ویژگی های مهم این گیت های منطقی، نگهداری داده ها بدون نیاز به تازه سازی آن هاست و مادامی که جریان الکتریکی حافظه تأمین شود، داده ها در حافظه نگهداری می شوند.

    بنابراین تفاوت حافظه های پویا و ایستا در ساختار فیزیکی آن هاست. هر دو حافظه ی ایستا و پویا از نوع نامانا هستند، ولی سلول های حافظه ی پویا (خازن ها) ساده تر و کوچک تر از سلول های حافظه ی ایستا (گیت های منطقی) هستند. یعنی در تراشه هایی با ابعاد مساوی، تعداد سلول های حافظه پویای بیشتری نسبت به سلول های حافظه ی ایستا قرار می گیرد. به همین دلیل از حافظه های پویا برای حافظه هایی با ظرفیت بالا و ارزان که همان حافظه ی اصلی باشد، استفاده می کنند و از آنجا که حافظه ی ایستا سریع تر و گران تر است، از آن برای حافظه ی نهان استفاده می کنند. نمونه ای از حافظه ی استاتیک در شکل زیر نشان داده شده است.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه اصلی با دستیابی تصادفی DRAM

    تراشه های حافظه ی اصلی که از نوع حافظه ی پویا هستند در رایانه های اولیه ی XT و حتی اوایل AT به صورت تراشه های معمولی و به نام DIP یا پکیج های دو ردیفه بودند (تصویر زیر) که در کارت های گرافیک قدیمی نیز قابل مشاهده هستند. این تراشه روی برد اصلی لحیم می شد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    با افزایش سرعت پردازنده ها، به مقدار حافظه ی اصلی بیشتری نیاز بود که لحیم کردن تعداد زیادی تراشه ی DIP روی برد اصلی فضای زیادی اشغال می کرد و مقرون به صرفه نبود. به همین دلیل تراشه ها را روی برد مدار چاپی جداگانه ای گذاشتند و با استفاده از یک واسط و رابط مخصوص به برد اصلی متصل کردند که به این مجموعه بانک حافظه می گویند. به هرکدام از بردهای مدار چاپی به همراه تراشه های حافظه ی روی آن یک ماژول حافظه گفته می شود.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    در ابتدا حافظه ی اصلی به کار رفته در سیستم های رایانه ای، مخصوص شرکت های سازنده آن سیستم بود و تنها برای سیستم های تولیدی آن سازنده به کار می رفت که برای کاربران روش مناسب و مطلوبی نبود. به همین دلیل نوعی از ماژول های حافظه و بانک استاندارد آن به نام SIMM به بازار آمد که استفاده از آن مورد استقبال شرکت ها و کاربران قرار گرفت.

    این ماژول های حافظه در ابتدا به صورت ۳۰ پین و در ادامه به صورت ۷۲ پین و با پهنای باند ۸ بیت در اختیار کاربران قرار گرفت. در ابتدا و در اغلب رایانه ها، بردهای حافظه ی SIMM به صورت دوتایی و با سرعت انتقال داده و ظرفیت یکسان به کار می رفت، زیرا پهنای گذرگاه داده سیستم در آن زمان بیشتر از پهنای باند یک ماژول SIMM بود. به عنوان مثال از دو ماژول SIMM با پهنای باند هشت بیتی بر روی یک گذرگاه سیستم با پهنای باند ۱۶ بیت استفاده می شد. در صورت استفاده از یک ماژول حافظه ی SIMM با پهنای باند هشت بیت داده در هر پالس ساعت، از نصف پهنای باند گذرگاه داده شانزده بیتی استفاده می شود. شکل ماژول های قدیمی حافظه ی اصلی را نشان می دهد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    شکل زیر ماژول های قدیمی حافظه ی اصلی را نشان می دهد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه هم زمان با دستیابی تصادفی (SDRAM)

    مهم ترین دغدغه های طراحان سخت افزار رایانه و شاید مهمترین گلوگاه در طراحی های جدید، استفاده از پردازنده های پرسرعت و اتصال آن به حافظه ی اصلی است. این اتصال، مهم ترین گذرگاه در کل سیستم رایانه است. از طرفی حافظه های اصلی در سال های اخیر هم چون سال های گذشته همان حافظه ی پویاست. همان طور که در فصل پردازنده بیان شد، یکی از راه های کاهش مشکل اختلاف سرعت پردازنده ها و حافظه های اصلی، استفاده از یک یا چند سطح حافظه ی نهان و با سرعت بالا از نوع حافظه ایستاست، ولی حافظه ی ایستا خیلی گران است و از طرفی، گسترش ظرفیت حافظه ی نهان از کارایی آن می کاهد.

    با افزایش سرعت پردازنده و پهنای باند گذرگاه های سیستم و نیز افزایش ظرفیت حافظه ها، بانک های SIMM دیگر پاسخگوی نیاز سیستم نبودند و طراحان، استاندارد جدیدی برای رفع نیازمندی های سیستم به نام DIMM ارائه کردند.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    این استاندارد در ابتدا دارای یک رابط ۱۶۸ پین بود و ماژول های حافظه ی این استاندارد به وسیله هم زمانی پالس ساعت خود با پالس ساعت سیستم می توانستند با سرعت انتقال دادە بیشتر نسبت به حافظه های DIP و SIMM با پردازنده کار کنند.

    با توجه به ملاحظات بالا، طراحان به فکر راه حل هایی برای افزایش سرعت حافظه ی پویا افتادند. حافظه ی SDRAM (تصویر زیر) یک نوع حافظه ی پویاست که کار تبادل داده با پردازنده را به صورت هم زمان و با استفاده از ساعت سیستم انجام می دهد. این راه حل باعث بهبود سرعت حافظه ی پویا شد که به Synchronous DRAM یا همان SDRAM معروف گردید. برای ماژول های حافظه SDRAM تراشه های حافظه را در دو طرف برد مدارچاپی قرار می دهند و دارای پهنای باند ۶۴ بیتی هستند. این نوع ماژول های حافظه در سیستم هایی با پردازنده های PII ،PIII و PIV قابل استفاده هستند.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه ی پویا هم زمان با سرعت انتقال مضاعف (DDRDRAM)

    فناوری دیگری که پا به عرصه ی رقابت گذاشت DDR است. برای هم زمان کردن ابزار منطقی، انتقال داده با آمدن لبه ساعت ( Clock Edge ) انجام خواهد شد. یک پالس ساعت زمانی مؤثر است که مقدار آن از صفر به یک تغییر کند یا برعکس DDR DRAM ها از هر دو حالت ساعت یعنی لبه ی بالا رونده و لبه پایین رونده برای انجام عملیات استفاده می کنند یعنی بدون اضافه کردن فرکانس ساعت می توانند با استفاده از هر دو حالت تغییر ساعت، یکبار در لبه ی بالا رونده و یکبار در لبه ی پایین رونده، یعنی هنگامی که ساعت از صفر به یک و همین طور از یک به صفر تغییر می کند، سرعت انتقال داده ها را دو برابر کنند. این ماژول های حافظه در بانک های DIMM و با ۱۸۴ پین کار می کنند.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    با مقایسه بین DDR RAM و SDRAM در می یابیم که از نظر ساختار داخلی هیچ تفاوتی ندارند و DDR RAM ها نسخه ی جدیدتری از SDRAM ها، با سرعتی دو برابر هستند. به عنوان مثال یک حافظه DDR با فرکانس ساعت ۱۰۰ مگاهرتز می تواند با فرکانس ۲۰۰ مگاهرتز عمل خواندن یا نوشتن داده ها را انجام دهد. پهنای باند حافظه ی DDR مانند SDRAM ها ۶۴ بیتی یا ۸ بایتی است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که سرعت انتقال دادە حافظه ی مثال فوق برابر است با ۸Byte*200MHz=1/6GBps، باید توجه کرد برای استفاده از DDR DRAM ها باید از برد اصلی با قابلیت پشتیبانی آن ها استفاده کرد. جدول زیر مشخصات تعدادی از ماژول های DDR DRAM را نشان می دهد. نمونه ای از ماژول حافظه ی DDR SDRAM را در تصویر زیر مشاهده کنید.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    سرعت حافظه اصلی

    فروشندگان قطعات رایانه، فرکانس پالس ساعت را که حافظه با آن کار می کند، را به عنوان سرعت حافظه مطرح می کنند. ولی سرعت در حافظه به سرعت انتقال داده در یک ماژول حافظه گفته می شود که به پهنای باند آن و فرکانس پالس ساعت کاری آن بستگی دارد.

    به عنوان مثال روی ماژوله ای حافظه ی DDR می توان دو نشانه به صورت DDRx و PCy پیدا کرد که عدد x در DDRx نشان دهنده ماکزیمم فرکانس پالس ساعتی است که حافظه می تواند با آن فرکانس کار کند، مانند DDR533 که نشان می دهد حافظه می تواند با فرکانس ۵۳۳ مگاهرتز کار کند. عدد y در PCy نشان دهندە سرعت انتقال داده های یک ماژول حافظه در یک ثانیه است. مانند PC4200 که نشان می دهد ماژول حافظه، داده ها را با سرعت ۴۲۰۰ مگابایت در ثانیه انتقال می دهد.

    حافظه های DDR2 و DDR3

    با عملکرد مناسب حافظه های DDR طراحان به فکر توسعه و بهبود عملکرد این نوع حافظه ها افتادند و توانستند عملکرد حافظه را ارتقا بخشند. آنان در فناوری حافظه های DDR2 موفق شدند سرعت انتقال داده ها را، روی گذرگاه داده دو برابر کنند ( جدول زیر ). در واقع حافظه های DDR2 دارای فرکانس پالس ساعتی دو برابر حافظه های DDR هستند. بنابراین می توان تصور کرد که پهنای باند گذرگاه آن را دو برابر افزایش داده اند. ولتاژ کاری این نسخه به نسبت حافظه های DDR کمتر است و در نتیجه توان عملیاتی آن بالا تر رفته است. این حافظه دارای بانک حافظه ی ۲۴۰ پین است.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    نکته
    باید توجه داشته باشید که در حافظه های DDR، فرکانس کاری دو برابر فرکانس پالس ساعت ارائه شده در جدول هاست. نسخه ی بعدی DDR ها نیز با دو برابر کردن فرکانس پالس ساعت نسبت به حافظه های DDR2 و هم چنین کم کردن سطح ولتاژ کاری توانست سرعت انتقال داده ها را به مقدار بسیار زیادی افزایش دهد. این نسخه DDR3 نام دارد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    نکته
    تفاوت مهمی که بین حافظه های DDR2 ،DDR و DDR3 وجود دارد، مصرف انرژی آن هاست. ماژول های حافظه DDR3 از نوع دیگر، مصرف برق کمتری دارند در حالی که فرکانس کاری بیشتری نیز نسبت به بقیه دارند. هر چه فرکانس بالاتر باشد، سرعت انتقال داده ها نیز بیشتر است. مزیت ولتاژ پایین در رایانه های قابل حمل، باعث کاهش گرمای تولید شده توسط قطعات آن می شود و عمز باتری آن ها را نیز افزایش می دهد. شکل زیر ساختار هر ۳ نوع حافظه را نشان می دهد.

    حافظه های DDR

    حافظه RDRAM

    از سال ۱۹۹۹ حافظه های DRAM در طراحی جدید Rambus روی بردهای اصلی عرضه شد (تصویر زیر). در مقایسه با بانک های حافظه ی DIMM که دارای پهنای باند ۶۴ بیتی هستند، این طراحی دارای پهنای باند ۱۶ بیتی است. ماژول این حافظه از یک نوع گذرگاه داده خاص برای افزایش سرعت استفاده می کند. اما همان طور که گفته شد سرعت انتقال داده ها در حافظه به دو ویژگی مهم پهنای باند و فرکانس پالس ساعت بستگی دارد. طراحی Rambus توانسته است با عملکرد مناسب در فرکانس پالس ساعت بسیار بالا به نسبت دیگر استاندارد های حافظه اصلی، سرعت انتقال داده ها را به صورت فزاینده ای افزایش دهد. به عنوان مثال این ماژول حافظه می تواند با فرکانس پالس ساعت ۸۰۰ مگاهرتز کار کند و با توجه به پهنای باند ۱۶ بیتی (دو بایتی) که دارد، می توان نتیجه گرفت سرعت انتقال داده ی این ماژول برابر است با ۲Byte ۸۰۰MHz =1/6GBps.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    ماژول های حافظه ی RDRAM با استاندارد RIMM و با ۱۸۴ پین کار می کنند. بانک های این حافظه طوری طراحی شده اند که چند ماژول از این نوع حافظه می توانند به صورت هم زمان داده ارسال کنند. به عنوان مثال اگر از چهار بانک RIMM به طور هم زمان استفاده شود می توان ۱/۶GBps ۴=۶/۴GBps سرعت انتقال داده را به دست آورد. نکته هنگام انتخاب حافظه اصلی، باید به طراحی برد اصلی دقت کرد که چه نوع حافظه ای (DIP ،SIMM ،DIMM و یا RIMM) با چه فرکانس پالس ساعتی و با چه ویژگی های خاصی بر روی آن قابل نصب است. تمام اجزای یک رایانه به وسیله ی گذرگاه ها با پردازنده در ارتباط اند. حافظه ی اصلی نیز برای ارتباط با پردازنده و به دلیل اهمیت فراوان این ارتباط از گذرگاه سیستم استفاده می کند. هر یک از طراحی های حافظه مانند DIP ،SIMM ،DIMM دارای پهنای باند خاص خود هستند و هرکدام از این استانداردها، فرکانس پالس ساعت مخصوصی برای هم زمانی با گذرگاه سیستم و پردازنده دارد. انواع حافظه های RAM در جدول زیر مقایسه شده است.

    حافظه ویدیویی (Video RAM)

    تصاویر ویدئویی قبل از اینکه روی صفحه نمایش ظاهر شوند، در نوع خاصی از حافظه ی DRAM ذخیره می شوند که به آن حافظه ی ویدئویی یا VRAM گویند. این حافظه روی کارت آداپتور ویدئویی قرار دارد و مدارهای خاصی به طور مداوم داده های دیجیتال این حافظه را به سیگنال های مورد نیاز صفحه نمایش تبدیل و ارسال می کنند. این کار بدون دخالت پردازنده صورت می پذیرد و برای بالا بردن سرعت آداپتورهای ویدئویی صورت می گیرد. به این نوع خاص از حافظه ها MP DRAM (حافظه های دینامیکی چند گذرگاه) نیز گفته می شود. به این دلیل که این نوع از حافظه ها دارای امکان دستیابی به اطلاعات، به صورت تصادفی و سریال هستند و به طور هم زمان می توان هم در آن ها نوشت و هم داده ها را از آن ها خواند.

    انواع حافظه فقط خواندنی (ROM)

    حافظه ی فقط خواندنی، آن گونه که از نامش پیداست، حاوی داده هایی به صورت دائمی است که هیچ گاه مقدار آن تغییر نمی کند و فقط می توان داده های آن را خواند. در این حافظه ها همانند حافظه های RAM، دستیابی به داده ها به صورت تصادفی است. ولی حافظه ی فقط خواندنی بر خلاف RAM، ماناست، یعنی به منبع انرژی الکتریکی برای حفظ مقادیر داده در حافظه نیازی ندارد و این در حالی است که داده های ROM را می توان خواند ولی نمی توان داده ی جدیدی در آن نوشت. یک نوع به شکل حافظه ی فقط خواندنی مدار مجتمع است که در زمان ساخت، داده هایی در آن ذخیره می شود. این نوع از حافظه ها علاوه بر استفاده در رایانه های شخصی در سایر دستگاه های الکترونیکی نیز به خدمت گرفته می شوند. جدول زیر مقایسه انواع حافظه های RAM را نشان می دهد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    یکی از مزایای حافظه های فقط خواندنی این است که می تواند همانند حافظه های RAM به عنوان حافظه ی اصلی به کار رود، به این صورت که داده و یا دستورالعمل های برنامه در داخل حافظه ی فقط خواندنی می تواند به راحتی با پردازنده بدون نیاز به RAM ارتباط برقرار کند. به عنوان مثال BOIS سیستم در حافظه ROM قرار می گیردکه به آن ROM BIOS می گویند. از معایب آن نیز می توان به موارد زیر اشاره کرد: - مرحله ی نوشتن داده روی حافظه ی فقط خواندنی زمان زیادی را صرف می کند و همیشه ثابت است و با فناوری های متفاوت نتوانسته اند تاکنون تغییر چندانی برای سرعت نوشتن در این حافظه ها ایجاد کنند. - داده های ذخیره شده در این نوع حافظه ها غیر قابل تغییر است و به همین دلیل جایی برای اشتباه وجود ندارد. اگر فقط یک بیت از داده ها اشتباه باشد، باید ROM را دور انداخت. حافظه های ROM از لحاظ فناوری استفاده شده، دارای انواع زیر است: - ROM - PROM - EPROM - EEPROM - Flash Memory هر یک از انواع فوق ویژگی های منحصر به فرد خود را دارد.

    حافظه برنامه پذیر (PROM)

    تولید و ساخت حافظه های فقط خواندنی در تعداد کم، هزینه ی بالایی دارد و وقت گیر است. به همین دلیل نوع دیگری از این حافظه ها طراحی شد که برنامه پذیرند و به آن ها PROM می گویند (تصویر زیر) و برای زمانی استفاده می شود که تعداد کمی ROM با محتوایی خاص مورد نیاز است، مثل قراردادن برنامه ی عملکرد یک لباسشویی در یک حافظه. PROM هم مثل ROM ،ماناست و فقط می توان یکبار در آن نوشت. فرایند نوشتن بر روی PROM به صورت الکترونیکی انجام می شود که به تجهیزات خاصی نیاز دارد. حافظه های فقط خواندنی نسبت به RAM شکننده ترند و یک جریان حاصل از الکتریسیته ی ساکن می تواند باعث سوختن و یا تغییر مقدار داده ها شود.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    هنگام استفاده کاربردی از حافظه های ROM و PROM باید دقت کرد که در ادامه، نیازمند تغییرات در داده های آن نباشید. به همین دلیل، باید قبل از استفاده نیاز به اعمال تغییرات در آن ها بررسی شود، زیرا ضرورت اعمال تغییرات و اصلاحات در این نوع حافظه ها می تواند به صرف هزینه ی بالایی منجر گردد. نوع دیگری از حافظه ی فقط خواندنی، حافظه ی بیشتر خواندنی است و برای کاربردهایی است که در آن عمل خواندن خیلی بیشتر از نوشتن تکرار می شود و باید حافظه مانا باشد. سه نوع حافظه بیشتر خواندنی رایج است: EPROM ،EEPROM و FLASH یا حافظه سریع.

    حافظه برنامه پذیر پاک شدنی (EPROM)

    نوع دیگری از حافظه ی ROM، حافظه ی فقط خواندنی برنامه پذیر پاک شدنی است که مانند PROM به صورت الکترونیکی خوانده و نوشته می شود و برای پاک کردن اطلاعات روی آن از تابش نور ماورا بنفش استفاده می کنند و فرایند پاک شدن می تواند به دفعات زیاد تکرار شود. بنابراین EPROM را می توان چندین بار پاک کرد و مانند ROM و PROM داده ها را برای مدت طولانی نگهداری می کند. EPROM گران تر از PROM است و این گرانی به دلیل قابلیت بازسازی مجدد آن است. فرایند حذف در EPROM انتخابی نبوده و تمام محتویات آن حذف خواهد شد. برای حذف داده های یک EPROM باید آن را از محلی که نصب شده است جدا کرد و به مدت چند دقیقه زیر اشعه ی ماورا بنفش دستگاه پاک کننده ی EPROM قرار داد. تصویر زیر چند ماژول از حافظه ی EPROM را نشان می دهد.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    حافظه برنامه پذیر پاک شدنی الکتریکی (EEPROM)

    EEPROM حافظه ی فقط خواندنی برنامه پذیر پاک شدنی الکتریکی است که نوعی حافظه ی بیشتر خواندنی است و مزیت آن این است که می توان در هر زمان بدون پاک کردن دادە قبلی، در آن داده جدید نوشت. EEPROM گران تر از EPROM است و در یک تراشه ی یکسان تعداد بیت های EEPROM کمتر از EPROM است. با این که حافظه های EPROM موفقیت مناسبی نسبت به حافظه های PROM از نظر استفادە مجدد دارند، ولی همواره نیازمند به کارگیری تجهیزات خاص و دنبال کردن فرایندهای خسته کننده برای حذف و نصب مجدد آن ها در هر زمان است. علاوه بر این، برای اعمال تغییرات در یک حافظه ی EPROM در ابتدا باید تمام محتویات را پاک کرد. حافظه های EEPROM پاسخی مناسب به نیازهای موجود است. در حافظه های EEPROM تسهیلات زیر عرضه می گردد:

    • بازنویسی تراشه، نیاز به جدا کردن تراشه از محل نصب ندارد.
    • برای تغییر بخشی از تراشه نیاز به پاک کردن تمام محتوات نیست.
    • اعمال تغییرات در این نوع تراشه ها مستلزم به کار گیری دستگاه خاصی نیست.

    حافظه فلش ( Flash Memory)

    اعمال تغییرات در تراشه های انواع حافظه فقط خواندنی کند است و در مواردی که باید داده ها با سرعت تغییر کنند، سرعت لازم را نداشته و مشکلات خاص خود را دارند. تولید کنندگان به دلیل کندی حذف داده ها در حافظه های EEPROM با عرضه حافظه فلش که یک نوع خاص از حافظه های EEPROM است، به این محدودیت ها پایان دادند. حافظه ی فلش نوع دیگری از حافظه ی نیمه هادی و بیشتر خواندنی است و به دلیل اینکه سرعت پاک شدن و قابلیت برنامه ریزی بالایی دارد، به آن حافظه ی سریع می گویند. این حافظه همانند EEPROM به صورت الکتریکی پاک می شود، با این تفاوت که در حافظه فلش میت وان به تنهایی بلوکی از حافظه را پاک کرد و نیازی به حذف تمام داده ها روی آن نیست.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    این نوع حافظه، در دستگاه هایی که به ذخیره ی سریع و ساده ی اطلاعات نیاز دارند، مانند دوربین های دیجیتال، کاربرد فراوان دارد. این حافظه به دلیل نداشتن هیچ بخش متحرکی به حافظه ی یکپارچه معروف است. در واقع در این نوع حافظه، همه ی کارها به صورت الکترونیکی صورت می پذیرد در صورتی که در حافظه های جانبی مانند دیسک سخت بیشتر کارها به صورت مکانیکی است، مانند حرکت هد یا موتور دیسک گردان های دیسک سخت یا دیسک نوری.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    در حالی که تراشه ی BIOS رایانه، رایج ترین شکل استفاده از حافظه ی فلش است (تصویر زیر). امروزه این حافظه های ذخیره ساز مانند Compact Flash و Smart Media به صورت فزاینده ای در دستگاه هایی نظیر دوربین های دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند.

    حافظه های اصلی را بهتر از همیشه بشناسید

    ویژگی های مهم حافظه ی فلش علاوه بر قابلیت جابه جایی راحت و یکپارچه بودن آن عبارت اند از:

    • این حافظه بدون صدا کار می کند
    • اندازه و وزن بسیار کمی دارد.
    • حافظه ی فلش با وجود این ویژگی ها، به دلیل گران بودن تاکنون نتوانسته است جایگزین دیسک سخت شود.

    حافظه ی نهان (cache)

    همانطور که اشاره شد زمانی که فرکانس پالس ساعت داخلی پردازنده ها توانست چندین برابر فرکانس پالس ساعت گذرگاه سیستم شود طراحان برای ایجاد تعادل بین سرعت پردازنده و سرعت انتقال داده ی حافظه ی اصلی از نوعی حافظه به عنوان حافظه ی نهان (cache) استفاده کردند. حافظه پنهان یکی از حافظه های درون سیستم است . این حافظه، یک تراشه ی مستقل، یا بخشی از تراشه ی پردازنده است که می تواند داده ها یا دستورالعمل های سیستم را ذخیره کند. این حافظه از نوع حافظه ی ایستا است که دارای ویژگی های زیر است:

    • مانند حافظه ی پویا نیاز به تازه سازی اطلاعات ندارد. پس می توان نتیجه گرفت که سرعت انتقال داده ها در این حافظه ها به نسبت حافظه های پویا بسیار بالاتر است.
    • هر داده یا اطلاعاتی که از حافظه ی اصلی خوانده شود در این حافظه نیز ذخیره می شود. در نتیجه پردازنده در صورت نیاز مجدد به آن داده و یا هر داده ی دیگری که در این حافظه باشد با سرعت بالا به آن دسترسی دارد و نیازی به جستجوی حافظه ی اصلی نیست.
    • دست یابی به داده ها در این حافظه به روش دست یابی انجمنی است. در دست یابی انجمنی همان گونه که گفته شد دست یابی به داده ها با استفاده از آدرس خانه های حافظه و بخشی از محتوای آن صورت می گیرد، که روش بسیار سریعی است.
    • این حافظه ها ظرفیت های محدودی دارند و در پردازنده های گوناگون با ظرفیت های ۱۶کیلوبایت، ۳۲ کیلوبایت و تا ۵۱۲ کیلوبایت و در مواردی تا ۲۴ مگابایت استفاده شده است. دلیل عدم توانایی طراحان در افزایش این حافظه ها این است که:
    • به دلیل فناوری ساخت و استفاده از گیت های منطقی، سلول های حافظه ی ایستا نسبت به حافظه ی پویا فضای بیشتری اشغال می کنند. اگر ظرفیت حافظه ی نهان در داخل پردازنده زیاد شود، به دلیل فضای زیادی که اشغال می کند، پردازنده با محدودیت های بیشتری نسبت به اجزای دیگر رو به رو می شود.
    • فناوری ساخت آن بسیار گران است.
    • در حافظه هایی که براساس دست یابی انجمنی به داده ها دسترسی پیدا می کنند، با افزایش ظرفیت، زمان دست یابی به داده ها نیز کندتر می شود به این دلیل که برای پیدا کردن محل حافظه ی مورد نظر باید تعداد مقایسه ی بیشتری با داده های مختلف حافظه انجام بگیرد.

    بنابراین از حافظه ی نهان در سطوح مختلف و به صورت داخلی و خارجی نسبت به پردازنده استفاده می شود. حافظه ی نهان داخلی پردازنده سطح یک یا L1 نامیده می شود و حافظه ی نهانی که بیرون از پردازنده قرار می گیرد، در دو سطح L2 و L3 عرضه می شود که روی برد اصلی قرار دارند. امروزه حافظه ی نهان سطح دو و سه در داخل پردازنده قرار می گیرند. حافظه ی نهان سریع ترین حافظه در میان حافظه های اصلی موجود است.

    تبلیغات
    برچسب ها
    منابع
    نویسنده
    آتوسا الهی
    آتوسا الهی

    نا مشخص
    مجموع پست ها: 35 مجموع سوالات: 0 مجموع پاسخ ها: 0
    مطالب مرتبط
    تبلیغات
    سایر آموزش های لوازم دیجیتال
    پرسش و پاسخ
    ۰ پاسخ
    ۰ امتیاز
    اندروید سیستم ریکاوری
    آموزش تصویری ریست فکتوری تبلت های لنوو Lenovo A7-40, A7-50
    ۰ پاسخ
    ۰ امتیاز
    اندروید سیستم ریکاوری
    آموزش تصویری ریست فکتوری تبلت های لنوو Lenovo A7-40, A7-50
    ۱ پاسخ
    ۰ امتیاز
    asus f102 تعویض باتری
    آموزش تعویض باتری لپ تاپ ایسوس Asus X551CA
    ۰ پاسخ
    ۰ امتیاز
    نوع رم برای dell5010?
    آموزش تعویض حافظه RAM لپ تاپ دل Dell Inspiron n5110
    سوالتان را بپرسید
    تبلیغات
    محصولات آموزشی
    فروشگاه