ما هي الذاكرة العشوائية RAM | استخداماتها

الذاكرة العشوائية أو ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory هي واحد من أهم المكونات المستخدمة في أغلب الأجهزة الإلكترونية وتحديدًا في الحواسيب والهواتف وكذلك أجهزة الراوتر وغيرها من الأجهزة. الرام هي القطعة المسئولة عن تخزين البيانات التي يتم استخدامها في الوقت الفعلي، لأنها توفر أفضل سرعة عند الحاجة إلى استخدام هذه البيانات. في هذا المقال إن شاء الله سنتعرف على ما هي الذاكرة العشوائية وما هي أهميتها؟ أهم مميزات الذاكرة العشوائية واستخداماتها، أنواع الذاكرة العشوائية والفرق بين RAM و ROM.

ما هي الذاكرة العشوائية؟

- الذاكرة العشوائية هي اختصار لمصطلح ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory ويعبر عنها باختصار RAM. وهي عبارة عن ذاكرة مؤقتة يعتمد عليها الجهاز الإلكتروني لتخزين المعلومات المستخدمة في الوقت الحالي. وبما أن هذه الذاكرة مؤقتة؛ فإن انقطاع الطاقة عنها يؤدي إلى محو كل البيانات الموجودة بها.

- على سبيل المثال انت الآن تقرأ هذا المقال على موقعنا من خلال متصفح. موقعنا أو الصفحة التي تقرأها الآن وكل المواقع المفتوحة على المتصفح مخزنة في الذاكرة العشوائية. إذا قمت بإغلاق هاتفك أو حاسوبك الآن وأعدت تشغيله ثم فتحت المتصفح ستجد أن هذه المواقع لم تعد مفتوحة.

- تتميز هذه القطعة بأنها توفر سرعة عالية جدًا في الاستجابة، سواءً من أجل تخزين بيانات أو إرسالها عند حاجة المعالج إليها، نظرًا لأنها تعتمد على الوصول العشوائي Random Access، فيمكنها الوصول لأي بيانات تحتاجها بشكل فوري، لذلك فإن أسعارها تكون أعلى بكثير من وسائط التخزين العادية مثل الأقراص الصلبة و SSD غيرها.

استخدامات الذاكرة العشوائية

- بدون الذاكرة العشوائية لا يمكن للحواسيب وأغلب الأجهزة الإلكترونية العمل. يمكنك تجربة ذلك بنفسك. فقط قم بإزالة الرام من اللوحة الأم من الكمبيوتر وقم بتشغيله. بالطبع لن تستطيع تشغيل الجهاز. ذاكرة الرام توفر سرعة في التعامل مع البيانات سواءً في الإرسال أو الاستقبال لا تضاهيها وسائل التخزين التقليدية مثل الهارد ديسك لا حتى أفضل هارد SSD والذي يمكنه توفير سرعة قراءة وكتابة أضعاف سرعة الأقراص الصلبة.

- الأجهزة الإلكترونية تعيش في حالة دائمة من التعامل مع البيانات طوال فترة عملها، بعض هذه البيانات يحتاج إليها المعالج بشكل متكرر. على سبيل المثال نظام التشغيل سواءً كان نظام لينكس، ماك، ويندوز، أندرويد أو غير ذلك فور تشغيله تبدأ خدماته في العمل في الخلفية وتخزين بياناتها في الذاكرة العشوائية.

- إذا قمت بفتح ملف نصي وبدأت تكتب فيه؛ فإن ما تكتبه يتم تخزينه في الذاكرة العشوائية إلى أن تقوم بحفظ الملف. عندما تفتح ملف فيديو على سبيل المثال؛ فأنت تقوم بعمل نسخة من هذا الفيديو وتضعها في الذاكرة العشوائية لكي تستطيع مشاهدتها. قيامك باستخدام برنامج أحد برامج تصميم جرافيك للتعديل على فيديو، فإن تلك التعديلات يتم الاحتفاظ بها في الرام قبل إلى حين القيام بحفظ ملف التعديل.

أنواع الذاكرة العشوائية

- بشكل مختصر يوجد نوعين من أنواع رئيسيين من الذاكرة العشوائية، وهي الذاكرة العشوائية الديناميكية DRAM، والذاكرة العشوائية الثابتة SRAM. وتحت هذين القسمين توجد عدة أنواع من ذاكرة الوصول العشوائي، لكل نوع مميزاته واستخداماته. سنتعرف سريعًا على أبرز هذه الأنواع وخصائص ومميزات كل نوع.

1- الذاكرة العشوائية الديناميكية DRAM

- سنتحدث عن النوع الأول وهو الذاكرة العشوائية الديناميكية Dynamic Random Access Memory. هذا النوع هو النوع الشائع والذي نستخدمه على الحواسيب. هذه الذاكرة تتكون من مجموعة خلايا، تحتوي كل خلية على ترانزستور ومكثف داخل دائمة متكاملة، ويتم تخزين كل بت من البيانات داخل المكثف على شكل شحنة أو نبضة كهربية.

- من المعروف عن المكثفات أنها تقوم بتسريب الطاقة. لذلك يتم إعادة شحنها بالطاقة بعد مرور مجموعة من (الملّي ثانية) حتى تستمر في الاحتفاظ بالبيانات. لذلك فإننا نفقد كل بيانات الرام في حالة انقطاع الطاقة. هناك عدة أنواع للذاكرة من نوع DRAM نذكرهم سريعًا:

* RDRAM

- يُشير حرف R الزائد إلى كلمة Rambus، وهي اسم الشركة التي ابتكرت هذا النوع من الذواكر العشوائية. في الغالب يستخدم هذا النوع من الذاكرة مع أجهزة ألعاب الفيديو المخصصة مثل البلايستيشن، وكذلك في تصميم ذاكرة كروت الشاشة المختلفة.

* VRAM

- يُشير حرف V الزائد إلى مصطلح Video. وهو أيضًا نوع من أنواع ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية، والغرض منها التعامل مع بيانات عرض محتوى الفيديو والألعاب على الشاشة. ويساعد هذا النوع من الذاكرة على عرض سلس بلا مشاكل أو أخطاء أثناء تشغيل الفيديو والألعاب. وهذه الذاكرة مهمّة جدًا خصوصًا لمن يعمل في مجال تصميم الجرافيكس، ويعتمد في عمله على استخدام برنامج تصميم مجسمات ثلاثية الأبعاد.

* SDRAM

- يشير حرف S الزائد إلى صفة التزامن Synchronous. معنى ذلك أن هذه الذاكرة تعمل على مزامنة سرعتها مع سرعة معدل دورات المعالج في الثانية أو ما يُشار إليه بـClock Speed، وهذا يمنح المعالج إمكانية القيام بالمزيد من العمليات في نفس الوقت. ويوجد أيضًا أنواع من هذه الذاكرة نستعرضها سريعًا.

1- DDR SDRAM

- هذا هو أشهر نوع حاليًا يتم استخدامه مع الحواسيب. وتُشير حروف DDR إلى مصطلح Double Data Rate. يُشير هذا المصطلح إلى مضاعفة حجم الباندويدث المنقول باستخدام ذاكرة SDRAM وفي نفس المدة الزمنية.

2- GDDR SDRAM

- تُشير حروف GDDR إلى مصطلح معدل بيانات الرسوميات المزدوج Graphics Double Data Rate. يُشير هذا المصطلح إلى نوع من أنواع ذاكرة الوصول العشوائي مخصص لعمليات المعالجة الخاصّة بكروت الرسوميات (كروت الشاشة). وهذا النوع أيضًا من أنواع ذاكرة الوصول العشوائي للفيديو VRAM.

3- LPDDR SDRAM

- يُشير اختصار LPDDR إلى مصطلح Low Power Double Data Rate. وهذا هو نوع الذاكرة العشوائية المستخدم في الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية، ويتميز بصغر حجمه، وقلة استهلاكه للطاقة.

2- الذاكرة العشوائية الثابتة SRAM

- الذاكرة العشوائية الثابتة Static Random Access Memory هو نوع آخر من أنواع الرام. يتميز هذا النوع بعدم حاجته للإنعاش بالطاقة كما هو الحال في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية. كما أنها توفر سرعة أعلى من سرعة الذاكرة الديناميكية DRAM، لهذا يتم استخدامها في تصميم ذاكرة كاش المعالجات وبعض أجهزة الراوتر، كما أنها موجودة في أفضل أنواع الطابعات الورقية نظرًا لأهميتها.

ماهو DDR؟

- ذكرنا أن من ضمن أنواع ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية نوع DDR SDRAM. وتعرفنا أن معنى DDR يُشير إلى مصطلح Double Data Rate. باختصار فإن هذا المصطلح يعني إمكانية مضاعفة حجم البيانات التي يتم نقلها في نفس المدة الزمنية. أي أن الذاكرة تستطيع نقل بيانات لمرتين في نفس الدورة.

- قبل تطوير هذه التقنية كانت الدورة الواحدة عبارة عن نبضة كهربية تمثل بت واحد من البيانات، ولكن بعد تطوير تقنية DDR أصبح بالإمكان مضاعفة هذا الرقم ونقل 2 بت في كل دورة. طبعًا تطورت هذه التقنية على مدار سنوات وظهر منها عدة أجيال نستعرضهم سريعًا لنتعرف على الفرق بين الرامات DDR1 - DDR2 - DDR3.

* DDR

- تم تقديمها لأول مرة في عام 2000م، واستطاعات تحقيق سرعة بين 266MT/s إلى 400MT/s.

مقياس MT/S يُشير إلى مصطلح MegaTransfers per Second وهو يعني عدد عمليات نقل البيانات في الثانية الواحدة. 1 MT/s = مليون عملية نقل في الثانية.

* DDR 2

- تم تقديمها لأول مرة في عام 2003م، واستطاعات تحقيق سرعة بين 533MT/s إلى 800MT/s.

* DDR3

- تم تقديمها لأول مرة في عام 2007م، واستطاعات تحقيق سرعة بين 800MT/s إلى 1600MT/s.

* DDR 4

- تم تقديمها لأول مرة في عام 2014م، وتستطيع الوصول إلى سرعة 5100MT/s.

* DDR 5

- تم تقديمها لأول مرة في عام 2014م، لكنها لم تستخدم حتى الآن بالشكل الكافي بعد.

الفرق بين الذاكرة RAM و ROM

- نختم معكم هذا المقال بالحديث عن الفرق بين ذاكرة الرام والروم. سنقوم بعمل مقارنة بين RAM و ROM في جدول لنتعرف على أهم الفروقات بين الذاكرتين من حيث طريقة تثبيتها على اللوحة الأم وكذلك من حيث تأثرها بالطاقة واحتفاظها بالبيانات وغير ذلك.

وجه المقارنة	الرام RAM	الروم ROM
القدرة على الاحتفاظ بالبيانات	الرام ذاكرة متطايرة لا تستطيع الاحتفاظ بالبيانات إلى في حالة وجود مصدر للطاقة.	الروم ذاكرة غير متطايرة. يعني أنها تستطيع الاحتفاظ بالبيانات حتى في حالة عدم وجود مصدر للطاقة.
القدرة على تعديل البيانات	يمكن استدعاء البيانات من الرام والتعديل عليها.	البيانات على الروم يمكن قرائتها فقط، ولا يمكن التعديل عليها.
وجه الاستخدام	تستخدم لتخزين البيانات التي يجري أو سيتم معالجتها بواسطة البروسيسور.	تستخدم لتخزين التعليمات الرئيسية مثل تعليمات التمهيد في الحاسوب.
السرعة	ذاكرة ذات سرعة عالية.	سرعتها أقل من سرعة الرام.
صلاحية المعالج	يستطيع المعالج الوصول إلى البيانات الموجودة على الرام.	لا يستطيع المعالج الوصول إلى البيانات الموجودة على الروم.
طريقة التركيب	يسهل تركيبها وإزالتها من اللوحة الأم.	تأتي مدمجة بشكل مسبق مع اللوحة الأم.
الحجم	متوفرة بأحجام كبيرة.	ذاكرة الروم تتوفر بأحجام صغيرة.
التكلفة	مرتفعة التكلفة.	منخفضة التكلفة.