اگر با سخت افزار رایانه آشنا هستید، قطعاً می دانید که حافظه رایانه اساساً تمام داده ها را ذخیره می کند که آن را نسبتاً مهم می کند.وقتی در مورد حافظه کامپیوتر صحبت می کنیم، دو دسته اصلی نیز وجود دارد: حافظه اولیه و حافظه ثانویه. اما قبل از اینکه بیشتر به دسته بندی های مربوطه بپردازیم، در این مقاله به معرفی انواع حافظه کامپیوتر می پردازیم:
حافظه کامپیوتر چیست؟
حافظه کامپیوتر یک فناوری ذخیره سازی داده است که قادر است داده ها را به صورت موقت یا دائم ذخیره یا ذخیره کند. داده های ذخیره شده به صورت دودویی مانند ۰ و ۱ نیز هستند و به کاربر این امکان را می دهند که اطلاعات را در هر زمانی که نیاز دارند ذخیره و بازیابی کنند.
چرا حافظه کامپیوتر اینقدر مهم است؟
شما می توانید حافظه رایانه را مغز انسان تصور کنید، حافظه رایانه فضای رایانه را برای دسترسی سریع به داده ها فراهم می کند. سپس این به پردازنده اجازه می دهد تا با برنامه بسیار سریعتر ارتباط برقرار کند. بدون حافظه کامپیوتر، کاربر نمی تواند چیزی را نیز ذخیره کند، که آن را فوق العاده مهم می کند!
حافظه کامپیوتر چگونه کار می کند؟
برای درک نحوه عملکرد حافظه کامپیوتر، به این سلسله مراتب نگاهی بیندازید:
مهم نیست که منابع ورودی شما چه هستند، کامپیوترتان را روشن کنید یا روی صفحه کلید خود تایپ کنید، همه اینها به حافظه فقط خواندنی (ROM) میرود و برای اطمینان از عملکرد همه اجزا، یک تست خودکار روشن (POST) انجام میدهد.
سپس، کنترلکننده حافظه آدرسهای حافظه را بررسی میکند و یک عملیات خواندن/نوشتن سریع انجام میدهد تا مطمئن شود هیچ خطایی وجود ندارد. از آنجا، یک سیستم ورودی/خروجی اصلی (BIOS) از رام بارگذاری میشود، سیستم همچنین سیستم عامل (OS) را از هارد دیسک به رم سیستم بارگذاری میکند.
بنابراین اساساً، مهم نیست که یک فایل را بارگیری یا ذخیره می کنید، ابتدا همه آن از طریق RAM عبور می کند. این به این دلیل است که حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) تمام داده های موقت درخواست شده توسط CPU را پردازش می کند، هیچ یک از این داده ها در RAM ذخیره نمی شود. و بنابراین، پس از خاموش شدن برنامه، داده ها نیز از بین می روند.
دسته های اصلی حافظه کامپیوتر
پس از صحبت در مورد اهمیت حافظه رایانه، قبلاً به طور خلاصه در مورد RAM و ROM صحبت کردیم، اما آیا می دانید زیر دسته های بیشتری از آن وجود دارد؟
آنچه پوشش داده خواهد شد:
حافظه اولیه
رم: SRAM، DRAM
رام: MROM، PROM، EPROM، EEPROM
حافظه ثانویه
اس اس دی : SATA، PCIe، M.2، U.2، NVMe
HDD
درایوهای فلش
NAS
SAN
Cloud Storage (حافظه سوم)
مروری بر حافظه اولیه
حافظه اولیه چیست؟
حافظه اصلی کامپیوتر که به عنوان حافظه داخلی یا حافظه داخلی نیز شناخته می شود. دسترسی به داده ها از حافظه اولیه بسیار سریع است و یا مانند RAM فرار است یا مانند ROM غیر فرار. ظرفیت حافظه اولیه نیز در مقایسه با حافظه ثانویه محدود و به طور کلی کمتر است.
RAM: حافظه با دسترسی تصادفی
RAM حافظه اصلی در یک سیستم کامپیوتری است که به حافظه کش نیز معروف است. اساساً یک جزء پرسرعت است که به طور موقت نیازهای دستگاه را ذخیره می کند و به دستگاه اجازه می دهد فوراً به داده ها دسترسی پیدا کند.با استفاده از RAM، شما مجبور نخواهید بود که چندین سال منتظر بمانید تا CPU خود را در حافظه های دیگر جستجو کند، که معمولاً زمان زیادی می برد. با این حال، RAM فرار است، و بنابراین حافظه موقتی که در آنجا ذخیره می شود، زمانی که سیستم خود را خاموش کنید، از بین می رود.
۲ شکل اصلی RAM وجود دارد:
SRAM: رم استاتیک
SRAM یک نوع حافظه نیمه هادی است و برای ذخیره هر بیت از مدارهای چفت شونده bistable استفاده می کند که باعث می شود بسیار سریع باشد و بنابراین نام حافظه کش را به خود اختصاص می دهد. با این حال، بسیار گرانتر از DRAM است (در ادامه در مورد آن صحبت خواهیم کرد) و فضای بسیار بیشتری را اشغال می کند بنابراین حافظه کمتری روی یک تراشه وجود دارد.همچنین بیشتر به عنوان کش در CPU استفاده می شود که معمولاً در L2 یا L3 ذکر شده است. اما همانطور که قبلا ذکر کردیم، از آنجایی که بسیار گران است، بنابراین مقادیر L2 و L3 معمولاً فقط ۱ مگابایت تا ۱۶ مگابایت است.
DRAM: رم پویا
DRAM نوع دیگری از RAM است که هر بیت داده را در یک خازن جداگانه در یک مدار مجتمع ذخیره می کند. این به این معنی است که هر سلول حافظه در یک تراشه DRAM یک بیت داده را نگه می دارد و از یک ترانزیستور و یک خازن تشکیل شده است. جایی که کنترلر حافظه باید داده ها را بخواند و سپس آن ها را بازنویسی کند و دائماً به روز شود. بنابراین، این فرآیند DRAM را کندتر از SRAM می کند.با این حال، DRAM ارزان تر از SRAM است و بنابراین به عنوان حافظه اصلی در یک CPU استفاده می شود، اگرچه کندتر از SRAM است، اما هنوز نسبتا سریع است و می تواند مستقیماً به گذرگاه CPU متصل شود. برخلاف SRAM گران قیمت، حافظه DRAM معمولاً ۴ تا ۱۶ گیگابایت در لپتاپها و ۱ تا ۲ گیگابایت در دستگاههای کوچکتر است.
تفاوت اصلی SRAM و DRAM:
ROM: فقط خواندن حافظه
ROM نیز مانند RAM یک حافظه اصلی است، اما برخلاف RAM، ROM قادر است دادهها را به طور دائم ذخیره کند که باعث میشود آنها غیرفرار باشند. این یک تراشه قابل برنامه ریزی است که تمام مهم ترین دستورالعمل های مورد نیاز برای راه اندازی سیستم را ذخیره می کند، این فرآیند به عنوان بوت استرپ نیز شناخته می شود.با رام، سیستم فعال می ماند و اطلاعات شما بازنویسی، حذف یا تغییر نمی شود، حتی اگر آن را خاموش کنید. بنابراین نام آن حافظه فقط خواندنی است زیرا داده ها فقط توسط کاربر قابل خواندن و دسترسی است.
مانند RAM، چند نوع مختلف رام وجود دارد:
رام: فقط خواندن حافظه
ROM نیز مانند RAM یک حافظه اصلی است، اما برخلاف RAM، ROM قادر است دادهها را به طور دائم ذخیره کند که باعث میشود آنها غیرفرار باشند. این یک تراشه قابل برنامه ریزی است که تمام مهم ترین دستورالعمل های مورد نیاز برای راه اندازی سیستم را ذخیره می کند، این فرآیند به عنوان بوت استرپ نیز شناخته می شود.
MROM: ماسک رام
MROM یک دستگاه با سیم دستی، یکی از اولین رام ها است. همچنین حاوی یک ماسک نرم افزاری است که در مرحله طراحی فرآیند تولید نیمه هادی بر روی تراشه سوزانده می شود. علاوه بر این، این رام ارزانترین رام از بقیه است و شامل مجموعهای از دادههای از پیش برنامهریزی شده است.با رام، سیستم فعال می ماند و اطلاعات شما بازنویسی، حذف یا تغییر نمی شود، حتی اگر آن را خاموش کنید. بنابراین نام آن حافظه فقط خواندنی است زیرا داده ها فقط توسط کاربر قابل خواندن و دسترسی است.
مانند RAM، چند نوع مختلف رام وجود دارد:
MROM: رام ماسک
MROM یک دستگاه با سیم دستی، یکی از اولین رام ها است. همچنین حاوی یک ماسک نرم افزاری است که در مرحله طراحی فرآیند تولید نیمه هادی بر روی تراشه سوزانده می شود. علاوه بر این، این رام ارزانترین رام از بقیه است و شامل مجموعهای از دادههای از پیش برنامهریزی شده است.
PROM: رام قابل برنامه ریزی
PROM همانطور که از نامش میگوید، یک تراشه حافظه فقط خواندنی است که به کاربر اجازه میدهد فقط یک بار اطلاعات را بازنویسی کند. چیزی که آن را از رام معمولی متفاوت می کند این است که یک تراشه حافظه خالی است، در حالی که رام از قبل برنامه ریزی شده است. از آنجایی که فیوزهای کوچکی در داخل خود تراشه وجود دارد که به شما امکان می دهد PROM را برنامه ریزی کنید، یک الکتریسیته ساکن می تواند باعث سوختن فیوز شود. بنابراین، آن را نسبتاً شکننده و ارزان تر از رام ها می کند. با این حال، کاربر برای نوشتن داده ها به یک برنامه نویس PROM یا رایتر PROM نیاز دارد.
EROM: رام قابل برنامه ریزی قابل پاک شدن
استفاده از رامها و پرومهای معمولی میتواند بسیار ضایعکننده باشد، حتی اگر ارزان هستند، اما نمیتوان آنها را بازنویسی کرد و دوباره استفاده کرد. بنابراین، همانطور که از نام EROM مشخص است، می توانید داده ها را با قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش تا ۴۰ دقیقه بازنویسی کنید.برای پاک کردن داده ها، باید درب پنجره شفاف کوارتز را در معرض نور فرابنفش قرار دهید. پس از اتمام کار، فقط درب آن را با یک برچسب ببندید و می توانید دوباره از آن استفاده کنید! با این حال، اگر یک پاک کن EPROM دارید، می توانید از آن به عنوان یک جایگزین نیز استفاده کنید.
EEPROM: رام برقی قابل پاک شدن و قابل برنامه ریزی
یک نام نسبتا طولانی است، اما مانند EPROM عمل می کند! آنچه متفاوت است فقط روش پاک کردن داده ها است. به جای اینکه آن را در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار دهید، فقط می توانید آن را در معرض بار الکتریکی قرار دهید! بنابراین، هیچ پنجره شفافی مورد نیاز نیست.EEPROM میتواند حدود ۱۰۰۰۰ بار پاک و دوباره برنامهریزی شود، حتی بهتر از آن این است که شما میتوانید هر بار یک بایت را پاک کنید که بسیار انعطافپذیر است، علیرغم اینکه فرآیند پاک کردن کند است.
مطالب مرتبط: