راهنمای انتخاب حافظه

وقتی قصد خرید کامپیوتر دارید، مقدار حافظه یا RAM آن چقدر باید باشد؟ نوع آن چه باشد؟ آیا می دانستید که اگر مقدار RAM کافی نباشد، سیستم شما نمی تواند بخوبی کار کند. در ادامه بحث به سئوالاتی که همواره با آن مواجهیم (چقدر و چه نوع RAM برای کامپیوتر من کافیست؟) پاسخ خواهیم داد. در ابتدا توجه شما را به دو بحث مقدماتی در مورد تفاوت انواع RAM و تاثیر مقدار حافظه در سرعت و کارآیی کامپیوترجلب می نمایم.

تفاوت Static RAM و Dynamic RAM
حافظه يکی از مهم ترين عناصر سخت افزاری استفاده شده در کامپيوتر است. بدين منظور از حافظه های مختلف و با فناوری های متفاوتی استفاده می گردد. حافظه های ايستا ( Static ) و پويا (Daynamic)، دو نمونه متدوال در اين زمينه می باشند. کامپيوتر شما ممکن است هم دارای حافظه static و هم dynamic باشد. (توضیحات بیشتردر مورد این اصطلاحات در سایر مقالات سایت میکرو رایانه) از حافظه های فوق با توجه به تفاوت مشهود قيمت آنان با اهداف متفاوتی اسفاده می گردد. با بررسی نحوه عملکرد هر يک از تراشه های حافظه static و ynamic ، می توان به تفاوت های موجود و علت اختلاف قيمت آنان، بيشتر واقف گرديد.

Dynamic RAM، متداولترين نوع حافظه در حال حاضر محسوب می گردد. درون يک تراشه dynamic RAM، هر سلول حافظه صرفا" يک بيت اطلاعات را در خود ذخيره نموده و از دو بخش اساسی تشکيل می گردد: يک ترانزيستور و يک خازن. به منظور ذخيره ميليون ها سلول حافظه بر روی يک تراشه از تعداد انبوهی ترانزيستور کوچک و خازن استفاده می گردد. خازن مسئوليت نگهداری صفر و يا يک را برعهده داشته و ترانزيستور به منزله يک سوئيچ است که مدار کنترلی بر روی تراشه را به منظور خواندن خازن و يا تفيير وضعيت آن، مديريت می نمايد. خازن را می توان به منزله يک سطل کوچک در نظر گرفت که قادر به ذخيره الکترون ها می باشد. به منظور ذخيره سازی مقدار يک در حافظه، می بايست سطل فرضی از الکترون ها پر گردد و برای ذخيره مقدار صفر، اين سطل می بايست خالی گردد.
مهمترين مشکل سطل فرضی، وجود نشتی و يا سوراخی در آن است که باعث می گردد پس از گذشت مدت زمانی مشخص، خالی گردد. در مدت زمانی کمتر از چند ميلی ثانيه، يک سطل پر از الکترون، خالی می گردد. به منظور نگهداری وضعيت خازن و ذخيره سازی مقدار يک قبل از تخليه خازن، می بايست پردازنده و يا کنترل کننده حافظه، خازن را شارژ نمايند. بدين منظور کنترل کننده حافظه، حافظه را خوانده و آن را مجددا" بازنويسی می نمايد. فرآيند فوق که به Refresh معروف است به صورت اتوماتيک در هر ثانيه، هزاران مرتبه تکرار می گردد. علت نامگذاری اين نوع از حافظه ها به dynamic به مفهوم فرآيند Refresh برمی گردد. حافظه های dynamic، می بايست به صورت پويا بازخوانی و بازنويسی گردند و گرنه تمامی اطلاعات موجود در آنان از بين خواهد رفت. علاوه بر موارد فوق، عمليات Refresh زمان خاص خود را داشته و باعث می گردد سرعت آنان، کاهش يابد.

Static RAM از يک تکنولوژی کاملا" متفاوت با dynamic RAM، استفاده می نمايد. در حافظه های static از يک نوع فليپ فلاپ خاص که هر يک از بيت های حافظه را در خود نگهداری می نمايد، استفاده می گردد. يک فليپ فلاپ برای هر سلول حافظه از چهار تا شش ترانزيستور استفاده می نمايد. در اين نوع حافظه، ضرورتی به عمليات Refreshing، نبوده و بديهی است که سرعت آنان در مقايسه با حافظه های dynamic بمراتب بيشتر می باشد. با توجه به اين که اين نوع از حافظه ها دارای بخش ها و عناصر بيشتری می باشند، يک سلول حافظه Static فضای بمراتب بيشتری را نسبت به يک سلول حافظه dynamic بر روی تراشه، اشغال خواهد کرد. بنابراين شما حافظه کمتری را در هر تراشه خواهيد داشت و بديهی است که قيمت آنان نيز افزايش خواهد يافت (ميزان حافظه قابل استفاده بر روی هر تراشه).

با توجه به موارد اشاره شده ، حافظه های Static سريع و گرانقيمت و حافظه های dynamic ارزان و کند می باشند. از حافظه های Static به منظور ايجاد حافظه های Cache ريزپردازنده (نیاز به سرعت) و از حافظه های dynamic به منظور فضای ذخيره سازی اصلی در سيستم ها (مقدار حجم بالا و لذا در مقایسه با حافظه های Static قمیت پایین تر)، استفاده می گردد.

ارتباط افزايش حافظه اصلی با سرعت کامپيوتر
آيا سرعت اجرای برخی برنامه ها بر روی کامپيوتر شما پائين است؟ برای حل مشکل بدنبال چه راهکاری هستيد؟ آيا فکر می کنيد اگر حافظه کامپيوتر خود را افزايش دهيد، سرعت اجرای برنامه ها بهبود پيدا می نمايد؟ با مطالعه ايـن مطلب شايد پاسخ به سوالات فوق، مشخص گردد.
افزايش حافظه اصلی کامپيوتر (RAM)، باعث افزايش سرعت برخی عمليات در کامپيوتر می شود (واقعيتی انکار ناپذير). RAM يکی از مهمترين عناصر سخت افزاری موجود در کامپيوتر است که سيستم های عامل برای مديريت بهينه آن جايگاهی خاص را در نظر می گيرند. زمانی که يک برنامه کامپيوتری نظير يک واژه پرداز و يا برنامه ای نظير مرورگرهای وب را اجراء می نمائيد، ريزپردازنده موجود در کامپيوتر، فايل اجرائی حاوی برنامه را از محل استقرار دائم (هارد ديسک) به درون حافظه اصلی کامپيوتر، مستقر می نمايد (فرآيند معروف Loading ). حجم فايل اجرائی برخی از برنامه ها نظير Word و يا Excel به پنج مگابايت و بیشتر هم می رسد. ريزپردازنده، همچنين در اين زمينه تعداد زيادی فايل های DLL مشترک (dynamic link libraries ) (بخش هائی از کدهای به اشتراک گذاشته شده توسط چندين برنامه) را به درون حافظه منتقل می نمايد. (دراین موارد مقالات متعددی در سایت میکرو رایانه وجود دارد، به فهرست مقالات رجوع کنید) فايل های DLL ممکن است بين بيست تا سی مگابايت ظرفيت داشته باشند. در ادامه ريزپردازنده، فايل های حاوی داده مورد نياز يک برنامه را که ممکن است چندين مگابايت باشند را نيز در حافظه مستقر می نمايد (ميزان داده مستقر شده در حافظه به نوع برنامه و عملياتی که انجام می دهد، بستگی دارد). با توجه به موارد فوق، يک برنامه معمولی به فضائی معادل چندين مگابايت (مثلا" بين ده تا سی مگابايت) به منظور اجراء نياز خواهد داشت .
فرض کنيد که نرم افزارهای زير بر روی کامپيوتر شما در حال اجراء می باشند :
يک واژه پرداز (مثل Word)
يک صفحه گسترده (مثل Excel)
يک برنامه گرافيکی
سه تا چهار پنجره فعال ويندوز
علاوه بر برنامه های فوق، سيستم عامل خود به تنهائی فضای زيادی را اشغال خواهد کرد. برنامه های فوق به فضائی بين يکصد تا يکصد و پنجاه مگابايت نياز خواهند داشت، ولی ممکن است کامپيوتر شما صرفا" دارای مثلا" شصت و چهار مگابايت حافظه باشد.
فضای اضافی توسط مدير حافظه مجازی (VMM) ايجاد می گردد. VMM با جستجو در حافظه، محلی را که در آن لحظه مورد نياز نمی باشد را پيدا نموده و بخش های فوق را در يک فايل Swap بر روی هارد ديسک ذخيره می نمايد. مثلا" در صورتی که برنامه پست الکترونيکی (نظير outlook ) فعال شده باشد و به مدت زمان مشخصی (مثلا" 45 دقيقه) از آن استفاده نمی گردد، VMM، تمامی عناصر تشکيل دهنده فايل اجرائی مربوط به برنامه پست الکترونيکی را بهمراه فايل های DLL و داده بر روی هارد ديسک منتقل می نمايد. به فرآيند فوق، Swapping out برنامه گفته می شود. در ادامه و زمانی که بر روی برنامه پست الکترونيکی کليک می گردد، VMM، مجددا" تمامی اطلاعات مربوط به برنامه را از هارد ديسک خوانده و آنان را با برنامه ديگری که موجود در حافظه می باشد و از آن استفاده نمی گردد، جايگزين می نمايد. با توجه به اين واقعيت که سرعت هارد ديسک نسبت به RAM کمتر می باشد، فرآيند "جايگزينی اطلاعات " زمان خاص خود را داشته و عموما اين فرآيند با تاخير انجام می شود .
در صورتی که کامپیوتر شما دارای حجم اندک حافظه باشد (مثلا" شانزده مگابايت)، VMM همواره و با فرکانس بيشتری اقدام به عمليات جايگزينی اطلاعات نموده و سرعت کامپيوتر بطرز کاملا" محسوسی کاهش خواهد يافت. در صورتی که کامپيوتر شما دارای 256 مگابايت حافظه می باشد، VMM دارای فضای لازم بوده و فرآيند جايگزينی با فرکانس کمتری انجام شده و کاهش سرعت کامپیوتر چندان محسوس نخواهد بود.
برخی از برنامه ها (نظير فتوشاپ، اکثر کمپايلرها، اکثر برنامه های ويرايش فيلم و انيميشن) نيازمند حجم بسيار بالائی از حافظه به منظور انجام عمليات خود می باشند. در صورتی که اين نوع برنامه ها را بر روی کامپيوتری که دارای حجم اندکی از حافظه است، اجراء نمائيد، فرآيند جايگزينی بطور دائم انجام و سرعت اجرای اين نوع برنامه ها، مطلوب نخواهد بود. با افزودن حافظه به سيستم و بهينه سازی فرآيند جايگزينی (و يا حذف آن)، برنامه های فوق با سرعت بالائی اجراء می گردند .