آناتومی گجت: حافظه رم
حافظه‌ی رم یکی از مهم‌ترین قطعات سخت‌افزاری انواع کامپیوتر محسوب می‌شود که ساختار جالبی برای ذخیره‌سازی و مدیریت حافظه‌ی موقت دارد.
اینتل جزئیات نسل بعدی حافظه‌های Optane و ۳D NAND SSD را منتشر کرد
اخبار جدید از بخش حافظه‌ی اینتل نشان می‌دهد نسل بعدی حافظه‌های Optane و حافظه‌های ۱۴۴ لایه‌ی 3D NAND SSD از PCIe 4.0 پشتیبانی می‌کنند.
SK Hynix در حال آماده‌شدن برای تولید انبوه حافظه DDR5-8400 است
SK Hynix، شرکتی کره‌ای که در حوزه‌ی تولید حافظه‌ی رم فعالیت میکند، گفته است که طی سال جاری میلادی به تولید انبوه حافظه‌های رم DDR5-8400 روی خواهد آورد.
یک هارددیسک چگونه کار میکند؟
امروزه هر رایانه رومیزی و یا هر سروری از یک یا چند هارددیسک استفاده میکند. هر مین‌فریم (نوعی رایانه) و یا ابررایانه‌ای به‌طورمعمول به صدها عدد از این حافظه‌ها متصل است. حتی می‌توانید دستگاه‌های VCR و دوربین‌هایی را نیز پیدا کنید که به‌جای نوار از یک هارددیسک استفاده می‌کنند. تمامی این حافظه‌ها یک کار را انجام می‌دهند؛ اطلاعات دیجیتال متغیر را در قالبی دائمی ذخیره می‌کنند. هارددیسک به رایانه امکان می‌دهد تا در حین روشن شدن، اطلاعات را بازیابی کند.
در این مقاله ما به هارددیسک‌ها و نحوه عمل آن‌ها می‌پردازیم، پس با ما همراه باشید.
مبانی یک هارددیسک
هارددیسک‌ها در دهه 1950 اختراع شدند. این قطعات در ابتدا بیش از 20 اینچ قطر داشته و تنها چند مگابایت اطلاعات را در خود ذخیره می‌کردند. هارددیسک‌ها در ابتدا «دیسک‌های ثابت» یا «Winchesters» نامیده می‌شدند (دومی اسم رمز محصولات پرطرفدار شرکت IBM بود). بعدها این قطعات را «هارددیسک» نامیدند تا بدین‌وسیله بتوان آن‌ها را از «دیسک‌های فلاپی» تمایز داد. هارددیسک‌ها از یک صفحه‌ای سخت استفاده می‌کنند که اطلاعات مغناطیسی را در خود جای می‌دهد. هارددیسک‌ها در مقابل فیلم‌های پلاستیکی قابل‌انعطافی که در نوارها و فلاپی‌ها یافت می‌شدند، قرار می‌گیرند.
در ساده‌ترین سطح، یک هارددیسک چندان از یک نوار کاست جدا نیست. هر دوی این ابزارها از تکنیک ضبط مغناطیسی استفاده می‌کنند. هر دوی این وسیله‌ها می‌توانند فایل‌های مغناطیسی را در خود پاک و بازنویسی کنند و همچنین می‌توانند برای چندین سال الگوی فایل‌ها را نیز بازیابی کنند.
نوارهای کاست در مقابل هارددیسک‌ها
بزرگ‌ترین تفاوت‌های میان هارددیسک‌ها و نوارهای کاست به شرح زیر هستند:
- مواد ذخیره مغناطیسی نوار کاست‌ها بر روی یک نوار پلاستیکی باریک قرار داده شده اما در یک هارددیسک، این مواد به‌صورت لایه‌لایه بر روی صفحه‌ای آلومینیومی یا شیشه‌ای قرار گرفته و سپس صفحه هارددیسک همانند یک آینه جلا داده می‌شود.
- در یک نوار کاست، جهت دستیابی به اطلاعات باید نوار را عقب و جلو کنید. در نوارهای طولانی این کار چندین دقیقه طول می‌کشد. در یک هارددیسک تقریبا در آن‌واحد می‌توانید اطلاعات را بازیابی کنید.
- در یک نوار کاست، سرصفحه خواندن/نوشتن، خود نوار را لمس میکند. در یک هارددیسک این سرصفحه در بالای صفحه حرکت کرده و در واقع آن را لمس نمی‌کند.
- یک نوار کاست سرعتی در حدود 2 اینچ به ازای هر ثانیه دارد. یک صفحه هارددیسک در هر ثانیه حدود 3000 اینچ را طی میکند.
- نسبت به نوارهای کاست، اطلاعات در یک هارددیسک بر روی دامنه‌های مغناطیسی کوچک‌تری ذخیره می‌شوند. اندازه این دامنه‌ها به دقت صفحه و سرعت ابزارهای واسطه بستگی دارد.
به این دلایل، هارددیسک‌های امروزی می‌توانند اطلاعات زیادی را در فضایی کوچک ذخیره کنند.
ظرفیت و عملکرد
داده‌ها در قالب فایل‌ها بر روی هارددیسک ذخیره می‌شوند. هر فایل مجموعه‌ای از بایت‌ها است. بایت‌ها می‌توانند کدهای اسکی ( ASCII) در فایل‌های متنی، ساختارهای نرم‌افزاری، سوابق پایگاه‌های اطلاعاتی و یا پیکسل‌های رنگی یک تصویر را در خود جای دهند. در هنگام اجرای یک برنامه، رایانه فایلی را درخواست کرده و هارددیسک نیز بایت‌های خود را بازیابی کرده و آن‌ها را به پردازنده مرکزی می‌فرستد.
دو شیوه اندازه‌گیری عملکرد یک هارددیسک به شرح زیر هستند:
- نرخ داده: تعداد بایت‌هایی است که در هر ثانیه به پردازنده مرکزی فرستاده می‌شوند.
- زمان جست‌و‌جو: زمان بین درخواست یک فایل و ارسال اولین بایت آن فایل به پردازنده مرکزی است.
مؤلفه مهم دیگر نیز ظرفیت بوده، که به تعداد بایت‌های قابل ذخیره‌سازی اشاره دارد.
بوردهای الکترونیکی
بهترین شیوه فهم عملکرد یک هارددیسک، باز کردن آن است. باید یادآور شویم که بازکردن یک هارددیسک آن را خراب میکند. یک هارددیسک شامل یک محفظه مهر و موم شده آلومینیومی و یک برد الکترونیکی می‌شود. برد الکترونیکی مسئول کنترل عملیات خواندن/نوشتن و همچنین موتور چرخاننده صفحه است. این برد دامنه‌های مغناطیسی را در قالب بایت‌ها بر روی هارددیسک ذخیره میکند (خواندن) و سپس بایت‌ها را به دامنه‌های مغناطیسی تبدیل میکند (نوشتن).
قسمت‌های زیرین و بورد
در زیر بورد، اتصالات موتوری که صفحه را می‌چرخاند و همچنین سوراخ‌های تهویه‌ای که فشار هوای داخلی و خارجی را متعادل می‌سازند، قرار داده شده‌اند. در تصویر زیر شما می‌توانید قسمت‌های زیر را مشاهده کنید:
صفحه‌ها: معمولا در هنگام کار، سرعتی بین 5400 الی 7200 دور در دقیقه دارند. این قسمت مقاومتی بالا داشته و همانند آینه صاف است.
بازو: این قسمت سرصفحه خواندن/نوشتن را نگه داشته و توسط مکانیزم قرار داده شده در گوشه بالا سمت چپ کنترل می‌شود. بازو قادر است تا سرصفحه را از قسمت توپی به لبه درایو جرکت دهد. حرکات بازو بسیار سریع بوده و در هر ثانیه حدود 50 بار عرض صفحه را طی میکند.
سرصفحه و سرها
جهت افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی یک هارددیسک، اکثر این حافظه‌ها چندین صفحه را در خود جای می‌دهند. این هارددیسک سه سرصفحه و شش سر خواندن/نوشتن دارد.
مکانیزمی که بازو را حرکت می‌دهد، باید بسیار سریع و دقیق باشد. این سرعت می‌تواند به‌وسیله یک موتور خطی بسیار سریع فراهم شود.
بسیاری از هارددیسک‌ها از راه‌حل سیم‌پیچ صدا استفاده می‌کنند. این همان تکنیکی است که جهت حرکت مخروط بلندگوهای رایانه شما، مورداستفاده قرار می‌گیرد.
ذخیره داده
اطلاعات ذخیره‌شده بر روی یک هارددیسک، در سکتورها و شیارها جای می‌گیرند. شیارها، دایره‌هایی متحدالمرکز بوده و سکتورها نیز در میان شیارها قرار گرفته‌اند. در تصویر بالا، شیارها به رنگ زرد و سکتورها نیز به رنگ آبی نشان داده شده‌اند. هر سکتور تعداد ثابتی از بایت‌ها را شامل می‌شود؛ مثلا: 256 یا 512. در سطح درایو یا سیستم‌عامل، سکتورها اغلب در قالب چندین دسته در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.
هر هارددیسک طی فرآیند low-level formatting شیارها و سکتورهای یک صفحه را مشخص میکند. نقطه شروع و پایان هر سکتور بر روی صفحه نوشته می‌شود. این فرآیند هارددیسک را آماده کرده تا بلوک‌های بایت را نگهداری کند. سپس High-level formatting ساختارهای ذخیره فایل مانند جدول تخصیص فایل‌ها را بر روی سکتورها می‌نویسد. این فرآیند نیز هارددیسک را برای نگهداری فایل‌ها آماده میکند.
نوشته یک هارددیسک چگونه کار میکند؟ اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.
رم کامپیوتر چگونه کار میکند؟
حافظه دسترسی پیشامدی برای ما با عنوان رم کامپیوتر جا افتاده است. رم (RAM) را “دسترسی پیشامدی” گویند زیرا در آن با دانستن ردیف و ستونی که در یک یاخته یکدیگر را برش می‌زنند، می‌توانید به یاخته حافظه دسترسی پیدا کنید.
کارکرد حافظه دسترسی چینشی (SAM) وارونه رم است. سم از داده‌ها همچون چینشی از یاخته‌های حافظه نگهداری میکند و تنها به شیوه پی‌درپی دسترسی‌پذیر است. اگر داده در مکان کنونی یافت نشود، همه یاخته‌های حافظه بررسی می‌شوند تا زمانی که داده پیدا شود.
سم با بافرهای حافظه — جایی که از داده برای بهره‌گیری از آن به ریخت ویژه‌ای نگهداری می‌شود — به خوبی همکاری دارد. به گزاره‌ای دیگر، داده رم به هر ریختی که باشد دسترسی‌پذیر است.
به مانند ریزپردازنده‌ها، تراشه حافظه نیز یک مدار یکپارچه به شمار می‌آید، که از میلیون‌ها ترانزیستور و انباره (خازن) ساخته شده است.
به گزاره‌ای ساده، یک ترانزیستور و انباره به یکدیگر پیوسته می‌شوند تا بتوانند یک یاخته حافظه را پدید آورند، که این یک بیت (bit) از داده را در بر می‌گیرد. انباره تنها یک بیت از اطلاعات (۰ یا ۱) را در خود نگه می‌دارد.
ترانزیستور به مانند یک کلید یا سوییچ رفتار میکند، که به مدار کنترل روی تراشه حافظه این توانایی را می‌دهد تا انباره را بخواند یا آن را دگرگون کند.
یک انباره به مانند سبد کوچکی است که توانای نگهداری از الکترون‌ها را دارد. برای نگهداری از نخ ۱ در یاخته حافظه، سبد پر از الکترون می‌شود. برای نگهداری از نخ ۰، سبد تهی می‌شود.
دردسر بهره‌گیری از سبد انباره، نشت کردن آن است. تنها با گذر چند میلی‌ثانیه، یک سبد پر از الکترون می‌تواند تهی شود. از این رو، به دنبال کارکرد درست حافظه پویا، پردازشگر و کنترل‌کننده حافظه باید همه انباره‌هایی که دارای نخ ۱ هستند را از نو شارژ کنند، پیش از آنکه به سرعت تهی شوند.
برای بکاربستن این روند، کنترل‌کننده حافظه نخست حافظه را می‌خواند، و سپس داده‌ها را به آن بازمی‌گرداند. این روند تازه‌سازی هزاران بار در ثانیه رخ می‌دهد.
انباره یک یاخته حافظه دسترسی پیشامدی پویا به مانند یک سبد با سوراخ‌های کوچک است، که نیازمند به تازه‌سازی چرخه‌ای دارد، وگرنه به ۰ دگرگون می‌شود. به همین سبب به حافظه پویا چنین نامی داده‌اند. حافظه پویا باید همیشه تازه شود، وگرنه داده‌ای که از آن نگهداری میکند را به فراموشی می‌سپارد. بدی این تازه‌سازی‌ها، زمانگیر بودن آن‌ها و کند کردن حافظه است.
یاخته‌های حافظه و حافظه دسترسی پیشامدی پویا
حافظه از بیت‌هایی (ریزه‌هایی) ساخته شده است که در یک توری دوبعدی سازماندهی شده‌اند. در این پیکر، یاخته‌های قرمز یک‌ها، و یاخته‌های سپید صفرها هستند. برای جان بخشیدن به آنان، نخست یک ستون برگزیده می‌شود، سپس ردیف‌ها برای نوشتن داده بر یک ستون ویژه شارژ می‌شوند.
یاخته‌های حافظه به یک ویفر سیلیکونی در آرایه‌ای از ستون‌ها (بیتلاین‌ها) و ردیف‌ها (وردلاین‌ها) بسته شده‌اند. برشگاه بیتلاین و وردلاین را آدرس یک یاخته حافظه می‌گویند.
کارکرد حافظه دسترسی پیشامدی به گونه‌ای است که با فرستادن یک شارژ از راه یک ستون پسندیده (CAS)، می‌تواند ترانزیستور هریک از بیت‌های آن ستون را روشن کند.
در هنگام نوشتن، ردیف‌ها دارای چگونگی درخور نیاز انباره هستند. در هنگام خواندن، سنس آمپلی‌فایر اندازه شارژ درون یک انباره را درمی‌یابد; اگر بیش از ۵۰ درصد باشد آن را ۱ می‌داند، ولی کمتر از آن را ۰ به شمار می‌آورد.
شمارش‌کننده رشته تازه‌سازی را بر پایه ردیف‌هایی که به آنان دسترسی داده شده و چگونگی چیدمان آنان دنبال میکند. زمان درخور نیاز برای بکاربستن همه اینها به اندازه‌ای کوتاه است که در نانوثانیه (میلیاردم ثانیه) چکیده می‌شود.
یک تراشه حافظه با رکورد ۷۰ns یعنی تنها ۷۰ نانوثانیه تا خواندن و نوشارژ کردن هر یاخته زمان خورده است.
یاخته‌های حافظه بدون ویژگی گذاشت و برداشت اطلاعات در آنان ارزش پسندیده‌ای ندارند. از این رو، یاخته‌های حافظه از پشتیبانی دیگر مدارها بهره‌مند هستند. این مدارها پردازه‌های زیر را به کار می‌بندند:
- شناسایی همه ردیف‌ها و ستون‌ها (گزینش آدرس ردیف و گزینش آدرس ستون)
- پیگیری رشته تازه‌سازی (شمارش‌کننده)
- خواندن و بازیابی سیگنال از یک یاخته (سنس آمپلی‌فایر)
- آگاهسازی یک یاخته برای دریافت کردن یا نکردن یک شارژ (ویژگی نوشتن)
پردازه‌های دیگر کنترل‌کننده حافظه دارای وظیفه‌های گوناگونی به مانند شناسایی گونه، سرعت، و اندازه حافظه و خطایابی هستند.
حافظه ایستا
حافظه دسترسی پیشامدی ایستا از فناوری دیگری بهره می‌برد. در حافظه ایستا، از هریک از بیت‌های حافظه در یک ریخت پشتک‌وار نگهداری می‌شوند. در حالت پشتک‌وار برای هر یاخته چهار یا شش ترانزیستور به همراه چند سیمکشی در نگرش گرفته می‌شود، ولی آنان هرگز نیازمند به تازه‌سازی نیستند.
این به معنی پیشی گرفتن حافظه ایستا در برابر حافظه پویا از دید سرعت کارکرد است. ولی از آنجایی که حافظه ایستا دو بخش دارد، هر یاخته آن فضای بیشتری را در برابر حافظه پویا در بر می‌گیرد. از این رو، شما برای هر تراشه حافظه کمتری را دریافت می‌کنید، که این ویژگی حافظه ایستا را بسیار گران میکند.
حافظه ایستا پرسرعت و گران است، و حافظه پویا کم‌سرعت و ارزان است. از این رو، حافظه ایستا برای ساخت کش حساس به سرعت پردازشگر بهره‌وری دارد، ولی حافظه پویا در سیستمی بزرگتر با فضای رم بیشتر کاربرد دارد.
جمع‌بندی
هر دستگاه الکترونیکی که دارای پردازشگر باشد، همچنان دارای رم است. کامپیوترها (گوشی شما نیز یک کامپیوتر است) از رم برای نگهداری از اطلاعاتی که اپلیکیشن‌ها و برنامه‌ها در هنگام رانش و اجرا به همراه پردازشگر و کرنل سیستم‌عامل به آنان برای کارکرد نیاز دارند بهره می‌برند.
هرچه کامپیوتر شما دارای فضای رم بیشتری باشد، برنامه‌های بیشتر و سنگین‌تری را با سرعت بالاتری می‌توانید رانش کنید. همانگونه که گفته شد، اطلاعات در رم پایدار نمی‌مانند، و با یک بار خاموش شدن سیستم، همگی نابود می‌شوند.
نوشته رم کامپیوتر چگونه کار میکند؟ اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.
آموزش مدیریت حافظه رم در گوشی‌های اندرویدی بدون استفاده از اپلیکیشن
زمان درازی از روی کار آمدن گوشی‌های هوشمند به بازار همیشه‌داغ فناوری می‌گذرد، و هر ساله به کارایی این گجت‌های دوست‌داشتنی و بهره‌وری از آنان افزوده می‌شود. برخی از آنان بسیار دلیرانه و بی‌پروا، همبسته به یک حافظه رم ۱۲ گیگابایتی پا به میدان گذاشتند، که این بیش از میانگین نیاز کاربر است — با چنین نیروی توانشی، شاید بتوان با آن گوشی‌ها برای رویارویی با آذرخش زیوس به پا خواست.
به هر رو، برخی از این گوشی‌های هوشمند از حافظه بسیار کمتری بهره می‌برند که با گذر زمان کندتر خواهند شد. اگر در پی کارکرد با گوشی خود با کندی یا ایست شدن اپلیکیشن‌ها و ویژگی‌ها روبه‌رو شدید، نگران نباشید، زیرا ما راهکاری را برای شما فراهم کرده‌ایم. تنها کاری که باید بکنید، بهره‌وری از برنامه مدیریت حافظه درون‌ساخته سیستم‌عامل اندروید است. از این رو، به دنبال این انگیزه، با آی‌تی‌رسان همراه باشید.
بهره‌وری از برنامه مدیریت حافظه درون‌ساخته اندروید برای تهی‌سازی حافظه
بی‌گمان می‌دانید که در فروشگاه گوگل، اپلیکیشن‌های فراوانی برای دریافت و خدمت‌رسانی هستند که توانایی مدیریت و تهی کردن حافظه رم را دارند، ولی این خود برای کارکرد، بخشی از حافظه رم را درگیر میکند و از منابع بیشتری بهره می‌برد، و این نیز افزودنی است که پس از بستن این اپلیکیشن‌ها، بسیاری از آنان سرخود باز می‌شوند تا بتوانند کار خود را از سر بگیرند، که این به معنای درگیر شدن دستگاه است.
به هر رو، پیشنهاد ما و بی‌گمان بهترین گزینه برای شما، بهره‌وری از ویژگی درون‌ساخته اندروید برای بکاربستن چنین انگیزه‌ای است.
روشن کردن گزینه‌های توسعه‌دهنده (Developer Options)
روشی که ما می‌خواهیم آن را به کار بندیم، سرک کشیدن در بخش گزینه‌های توسعه‌دهنده گوشی است. اگر با این تکنیک آشنایی چندانی ندارید، گام‌های زیر را بردارید:
- به Settings (تنظیمات) گوشی بروید.
- به About Phone (درباره گوشی یا اطلاعات گوشی) بروید.
- با انگشت خود روی گزینه Build Number (شماره ساخت) ۷ بار بزنید (اگر این گزینه را نیافتید، نخست به بخش Software Information (اطلاعات نرم‌افزار یا داده‌های نرم‌افزار) بروید تا شماره ساخت را پیدا کنید).
پس از روشن و پدیدار شدن گزینه‌های توسعه‌دهنده، گام‌های پیش‌رو را بردارید:
- به Settings بروید.
- به System (سیستم یا دستگاه) بروید.
- به Advanced (پیشرفته یا تنظیمات بیشتر) بروید.
- گزینه Developer Options (گزینه‌های توسعه‌دهنده یا تنظیمات توسعه‌دهنده) را لمس کنید.
درون بخش Developer Options باید به دنبال گزینه Running Services (سرویس‌های در حال اجرا یا خدمات جاری) بگردید.
در فهرست پیش‌رو، سرویسی که در کارکرد با آن با دردسر روبه‌رو می‌شوید را برای ایست (Stop) یا گزارش (Report) کردن آن برگزینید.
برآورد
این تمام کاری بود که برای مدیریت و تهی‌سازی رم و پاکسازی سرویس‌های ناخواسته که حافظه را درگیر می‌کردند، باید به کار می‌بستید. بکوشید تا از ویژگی‌های بومی فراهم‌شده از سوی سیستم‌عامل برای مدیریت اپلیکیشن‌های خود بهره ببرید. اپلیکیشن‌هایی که بسیاری از حافظه را درگیر می‌کنند را می‌توانید با این روش پاکسازی کنید، ولی اگر با این اپلیکیشن‌ها پی‌درپی کار می‌کنید، شاید بهتر باشد تا از اپلیکیشن‌های مدیریت حافظه بهره ببرید.
نوشته آموزش مدیریت حافظه رم در گوشی‌های اندرویدی بدون استفاده از اپلیکیشن اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.
شیائومی Mi 10 به حافظه رم LPDDR5 مجهز خواهد بود
شیائومی در پرچم‌دار آتی خود، Mi 10، از حافظه‌ی رم LPDDR5 ساخت شرکت‌های سامسونگ و میکرون استفاده میکند.
تولید حافظه‌های DRAM و NAND از شیوع ویروس کرونا تأثیر منفی نمی‌پذیرد
شیوع ویروس کرونا بر بسیاری از حوزه‌ها ازجمله دنیای تکنولوژی تأثیر گذاشته است؛ اما طبق گزارشی جدید، این بحران بر تولید کارت‌های حافظه تأثیر منفی نخواهد گذاشت.
حافظه های UFS 3.1 معرفی شدند؛ سریع‌تر، ارزان‌تر و کم‌مصرف‌تر
JEDEC جدیدترین نسل حافظه‌های UFS 3.1 را با عملکردی نزدیک به SSDها معرفی کرد.
گوشی هوشمند به چقدر حافظه رم نیاز دارد؟
تولید‌کنندگان گوشی‌های هوشمند به‌طور مداوم در حال ارتقای اجزای محصولاتشان هستند و در‌این‌میان، نبرد برای عرضه‌ی حافظه‌ی رم بیشتر شدت گرفته است؛ اما واقعا چقدر رم پاسخ‌گوی نیاز کاربران است؟