انواع حافظه در کامپیوتر

انواع حافظه در کامپیوتر

حافظه‌ی کامپیوتر یک کلمه ی عمومی است که برای انواع مختلف حافظه ها در کامپیوتر به کار می‌رود این حافظه ها هر کدام در ساخت تکنولوژی خاص دارند و شامل کاربرد های مختلفی از قبیل RAM یا ROM و یا از نوع فلش مموری می‌شود. در این مقاله به معرفی انواع حافظه در کامپیوتر خواهیم پرداخت.

بعضی از حافظه های کامپیوتری طراحی می‌شوند تا سرعت زیادی داشته باشند بدین معنی که پردازنده اصلی دسترسی به اطلاعات موجود در این حافظه را دارد. نوع دیگر حافظه ها هم با قیمت کم و سرعت کم طراحی می‌شوند بنابراین می‌توانند حجم زیادی داده را در خود ذخیره کنند.

تفاوت دیگر در حافظه های کامپیوتری به انواع غیر فرار شامل می‌شود بدین ترتیب آنها می‌توانند داده های زیادی را در خود ذخیره کنند حتی اگر جریان برق در آنها قطع شود. نوع دیگر حافظه های فرار می‌باشد که اصولا سریع‌تر هستند اما تمام داده های آن‌ها پس از قطع شدن جریان برق از بین می‌رود و با روشن شدن دوباره دستگاه شروع به‌ ذخیره داده ها می‌کنند.

یک سیستم کامپیوتری به گونه‌ای ساخته می‌شود که از هر دونوع Memory استفاده کنند و پیکربندی دقیق آن‌ها می‌تواند باعث پردازش سریع داده ها و همچنین هزینه کم برای ذخیره سازی دایمی داده ها شود.

انواع حافظه کامپیوتر : اصلی و ثانویه

با این‌که انواع مختلفی حافظه های کامپیوتری موجود می‌باشد با این حال تفاوت اصلی آن‌ها در حافظه‌ی اصلی و حافظه‌ی ثانویه است که به طور معمول به همه آن‌ها حافظه گفته می‌شود.

اما تفاوت اصلی آن‌ها به سرعت تبادل اطلاعات آن‌ها مربوط می‌شود.

• حافظه اصلی : شامل ROM و RAM می‌باشد که نزدیک پردازنده‌ی اصلی قرار دارند خواندن سریع اطلاعات توسط پردازنده از طریق حافظه‌ی اصلی انجام می‌شود. حافظه‌ی اصلی اطلاعاتی را در خود ذخیره می‌کند که پردازنده هر لحظه از آن‌ها استفاده می‌کند پس نباید تاخیری در آن باشد.
• حافظه ثانویه : در مقایسه با حافظه‌ی اصلی از لحاظ فیزیکی یک حافظه‌ی جداگانه است که انواع مختلفی مانند هارددرایو یا حافظه‌ی خشک دارد. این حافظه ها هم میتوانند به صورت مستقیم و هم بصورت شبکه‌ای روی سیستم کامپیوتری نصب شوند. هزینه‌ی هر گیگابایت حافظه‌ی ثانویه بسیار ارزان است اما سرعت خواندن و نوشتن در این حافظه ها بسیار کندتر صورت می‌گیرد.

در طول ده‌های گذشته هربار که حافظه های کامپیوتری پیشرفت می‌کنند تعداد زیادی حافظه نیز از نوع ساختار و وظیفه ساخته شده‌اند.

دو نوع اصلی در حافظه های اصلی وجود دارد:

• RAM : Random Access Memory
• ROM : Read Only Memory

حال یک نگاه عمیق به هر دو نوع حافظه اصلی

۱. RAM

همان‌طور که از نام این حافظه پیداست شامل داده هایی می‌شود که به صورت تصادفی ذخیره و دسترسی به آنها نیز به ترتیب تصادفی است‌.

نکته مهم در این حافظه سرعت بسیار بالای آن در نوشتن و هم چنین در خواندن است اما داده ها فرار بوده و درنهایت این حافظه گران قیمت بوده که در قبال تمامی حافظه های ثانویه قیمت بالاتری دارد. به همین دلیل کامپیوتر ها از ترکیب این حافظه با حافظه‌های ثانویه استفاده می‌کنند.

داده‌هایی که حتما برای پردازش لازم است به ‌RAM منتقل می‌شوند که دسترسی به آن آنی و سریع اتفاق می‌افتد پس پردازنده لازم نیست زمانی را منتظر بماند تا داده های لازم به‌دستش برسد. زمانی که داده‌ای برای پردازش لازم نباشد کنار گذاشته می‌شود و در حافظه ی ثانویه ذخیره می‌شود و فضای RAM برای استفاده های بعدی خالی می‌شود .

انواع RAM

DRAM: کلمه ی DRAM مخفف عبارت Dynamic RAM است و مدل بسیار معمول در انواع RAM استفاده شده در کامپیوتر‌ها است. قدیمی‌ترین نوع از این حافظه (SDR (Single Data Rate است اما کامپیوتر های جدیدتر از مدل جدیدتر این حافظه‌ها

(DDR (Dual Data Rate استفاده می‌کنند. نسخه های مختلفی از این مدل نیز موجود می‌باشد که شامل DDR2,DDR3,DDR4,DDR5 می‌شود این نسخه ها هر کدام کارایی بهتر و مصرف انرژی کمتری نسبت به نسخه قبلی خود دارند. هر کدام از نسخه های DDR مجزا هستند بدین معنی که نمی توانید ترکیبی از نسخه های DDR2 و DDR3 داشته باشید. هر DRAM در هر سلول خود ترانزیستور و خازن دارد.

SRAM: کلمه ی SRAM مخفف عبارت Static RAM است و یک نوع بخصوصی از حافظه‌ی تصادفی است. این حافظه سریع‌تر از DRAM و گران قیمت‌تر و در هر سلول ۶ترانزیستور را دراست. به دلایل گفته شده از این حافظه درون پردازنده به عنوان حافظه کش استفاده می‌شود و استفاده ی دیگر آن در سرور های قدرتمند و سریع است. حتی مقدار حافظه‌ی کم در کش نیز باعث بهبود سرعت در پردازش های پردازنده می‌شود.

تفاوت اصلی در DRAMو SRAM سرعت تبادلی آنهاست که به طور معمول SRAM،دو یا ۳ برابر سریع‌تر می‌باشد اما این سریع بودن در نهایت به هزینه‌ی بیشتر در آن می‌انجامد.

هم اکنون نیز حافظه های SRAM با ظرفیت های مگابایتی و DRAM با ظرفیت های گیگابایتی به فروش می‌رسند.

DRAM مصرف انرژی بیشتری نسبت به SRAM دارد زیرا DRAM می بایست اطلاعات خود به دفعات بیشتری تازه‌سازی کند.

۲. ROM

کلمه‌ی ROM مخفف عبارت Read Only Memory است همان‌طور که از نامش پیدا است فقط قابلیت خواندن اطلاعات درون آن را دارد. اطلاعات را نمی‌توان در این حافظه نوشت. این حافظه دارای سرعت زیاد است که در روی مادربرد و کنار پردازنده نصب می‌شود.

ROM از نوع غیر فرار بوده و اطلاعات درون آن پس از قطع شدن جریان برق نیز باقی می‌ماند. برای مثال وقتی کامپیوتر خاموش می‌شود داده های درون آن از بین نمی رود. بسیار شبیه به حافظه های ثانویه بوده و میتوان برای ذخیره داده ها به مدت طولانی از آن استفاده کرد.

زمانی که کامپیوتر روشن می‌شود داده ها از روی ROM خوانده می‌شوند این کار توسط پردازنده و بدون دخالت نرم‌افزار ها و دستورالعمل های پیچیده صورت می‌گیرد. ROM در برگیرنده ی bootstrap code است که دستورالعمل های پایه مورد نیاز برای بالاآمدن سیستم عامل از حافظه‌ی ثانویه به حافظه‌ی اصلی را عهده دارد تا سیستم قابل استفاده شود.

همچنین حافظه ی ROM برای ذخیره firmware های دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا به محض روشن قابل استفاده شوند.

انواع حافظه ROM

حافظه های ROM نیز در چندین مدل مختلف ساخته شده اند که شامل : PROM, EPROM , EEPROM است.

PROM: کلمه ی PROM مخفف عبارت Programmable ROM است و با ROM متفاوت است یعنی ساختار آن با حافظه ROM که در زمان ساخت برنامه روی آن نوشته شده است متفاوت است بدین گونه که PROM یک حافظه خالی است و بعد ها توسط برنامه ساز PROM پر می‌شود.

EPROM: کلمه ی EPROM مخفف عبارت Erasable ROM است و همانطور که از نامش پیداست داده های ذخیره شده در آن قابلیت پاک شدن را دارند و میتوان از نو درون آن‌را برنامه نوشت.

عمل پاک کردن این حافظه روش منحصر به فردی دارد به گونه‌ای که برای پاک شدن داده های آن باید این حافظه از روی کامپیوتر باز شده و زیر نور فرابنفش قرار بگیرد تا دوباره قابل برنامه ریزی باشد.

EEPROM: کلمه ی EEPROM مخفف عبارت Electrically Erasable Programmable ROM است و امتیاز برتری آن به نسبت EPROM و PROM قابلیت پاکسازی و نوشتن دوباره داده‌ها در روی سیستمی که در آن نصب شده را دارا است. در این حالت EEPROM حافظه ی فقط خواندنی نیست و در اکثر مواقع عمل نوشتن در آن بسیار کند صورت می‌گیرد و در عمل فقط برای بروزسانی کد های برنامه مانند بایوس و فریم‌ور بکار می‌روند.

حافظه های فلش مموری نیز از نوع EEPROM هستند.

• انواع حافظه ثانویه

شامل تعداد مختلف و زیاد از رسانه های ذخیره سازی می‌شود که مستقیما به سیستم کامپیوتر متصل می‌شوند.

این حافظه ها شامل :

• هارددیسک درایو یا HDD
• حافظه خشک SSD
• درایو های نوری DVD or CD or BlueRay
• نوار کاست
• فلاپی

همچنین حافظه های ثانویه شامل :

• حافظه آرایه‌ای ۳DNAND که در از طریق شبکه متصل میشوند SAN.
• حافظه ای که از طریق شبکه ی قراردادی متصل میشود. با نام NAS نیز شناخته می‌شود.

تفاوت RAM و ROM چیست؟

ROM:

• غیر فرار
• خواندن سریع
• سریع نمیتوان روی آن داده نوشت
• برای نگه داری کد های بوت و فریم‌ور استفاده میشوند
• نسبت به RAM گران تر است

RAM:

• فرار
• سریع در خواندن ونوشتن
• نسبت به حافظه ROM ارزانتر است اما نسبت به حافظه های ثانویه گرانتر است.

در چند سال اخیر نوع جدید حافظه از نوع ۳D XPoint ساخته شده است که کمی معادلات را در انواع حافظه بهم ریخته است

این حافظه گران‌تر است اما نسبت به حافظه های ثانویه سریعتر و نسبت به RAM کندتر عمل می‌کند و همچنین از نوع غیر فرار است.

این بدین معنی است که می‌تواند در مواقعی به عنوان RAM متناوب استفاده شود در سیستمی که نیاز به مقدار زیادی حافظه از نوع RAM بوده اما ساخت چنین سیستمی با استفاده از RAM بسیار هزینه بر خواهد بود همانند سیستم های میزبان پایگاه داده .

در آخر دیاگرام انواع حافظه را مشاهده میکنید.

دو نوع حافظه‌ی دیگر نیز در سیستم کامپیوتری وجود دارد که شامل : حافظه بافر و CMOS است.

حافظه بافر : این حافظه برای تعامل پردازنده با دستگاه های جانبی مانند چاپگر استفاده میشود چرا که سرعت چاپ مدارک بسیار کند از سرعت پردازنده است بنابراین اطلاعات ابتدا در بافر ذخیره شده سپس به ترتیب توسط چاپگر چاپ می‌شوند.

حافظه CMOS : این کلمه مخفف عبارت Complementary Metal-Oxide Semiconductor است که دارای ۶۴بایت حافظه برای ذخیره اطلاعات بایوس BIOS سیستم بکار می‌رود.اطلاعاتی نظیر زمان تاریخ و تنظیمات سیستم در این تراشه ذخیره می‌شود. این تراشه انرژی خود را به وسیله باتری متصل شده به آن تامین می‌کند. باتری این حافظه حدود ۱۰ سال کارایی دارد و بعد آن می‌بایست تعویض شود.

بیشتر بخوانید:

مقایسه پردازنده های AMD و Intel

بهترین پردازنده‌(CPU) اینتل کدام است؟

نوشته انواع حافظه در کامپیوتر اولین بار در کالی بویز. پدیدار شد.

–