الذاكرة المؤقتة

الذاكرة هي المكان الذي يتم تخزين البيانات بداخله إما بشكل مؤقت ، أو تخزين المعلومات بشكل دائم ، ليست محصورة بموقع واحد في الحاسب وهناك الذاكرة الرئيسية التي يستخدمها نظام التشغيل والبرامج. حقيقة الأمر أن استخدام الذاكرة يدخل في الكثير من العتاد المستخدم لتشغيل الحاسب. المعالج و كرت الشاشة و كرت الصوت هي مجرد أمثلة على المكونات التي تحتاج إلى ذاكرة خاصة بها لكي تعمل ، ابسط أنواع الذاكرة هي ROM :

Rom :
هي ابسط أنواع الذاكرة . المسمى مشتق من Read Only Memory أي ذاكرة للقراءة فقط. هنا المعلومات تكتب على شريحة الذاكرة وتبقى هناك بدون تغيير ولا يمكن إضافة أي معلومات جديدة عليها.

اشهر استخدام لهذا النوع من الذاكرة هو لحفظ برنامج البيوس للوحة الأم. هنا لا يمكن للمستخدم أن يغير أي من المعلومات الموجودة في الذاكرة. ميزة هذه الذاكرة هي بعدم احتياجها لأي طاقة كهربائية للاحتفاظ بالمعلومة.

هنا المعلومات تكتب على شريحة الذاكرة وتبقى هناك بدون تغيير ولا يمكن إضافة أي معلومات جديدة عليها . البرامج فيها ثابتة ، ولا تتلاشى ، فهي تبين للكمبيوتر العمليات والخطوات التي يجب ان يقوم بها في بداية تشغيل جهاز الحاسوب مثل :
1- عمليات الفحص الذاتي : (Power On Self Test (post .
2- برامج الإعداد : setup .
3- برامج الإخراج و الإدخال : (Basic input Output System (BIOS .
وكذلك لحفظ برنامج البيوس للوحة الأم. هنا لا يمكن للمستخدم أن يغير أي من المعلومات الموجودة في الذاكرة. ميزة هذه الذاكرة هي بعدم احتياجها لأي طاقة كهربائية للاحتفاظ بالمعلومة.

تنقسم ذاكرة ROM إلى ثلاثة أقسام :

(1) PROM

وتعنى Programmable ROM وهى قطعة من الذاكرة يمكن برمجتها مرة واحدة فقط. بعد أن تكتب المعلومات عليها لا يمكن مسحها أو تبديلها.

(2) EPROM

Erasable PROM وهى نفس السابقة إلا انه يمكن مسح المعلومات الموجودة بهذه الذاكرة وذلك باستخدام الأشعة الفوق بنفسجية. هذه الأشعة يتم توجيهها إلى مجس خاص موجود على الذاكرة لفترة معينة من الوقت مما يؤدى لمسح كل المعلومات وبالتالي يمكن إعادة برمجة الذاكرة بمعلومات أخرى.

(3) EEPROM

Electrically Erasable PROM. هذه الذاكرة هي التي تستخدم الآن في اغلب اللوحات الأم الحديثة لحفظ برنامج البيوس ? هذا النوع من الذاكرة يمكن مسح المعلومات الموجودة عليها و إعادة برمجتها باستخدام برامج خاصة. إذا رأيت كلمة Flash BIOS من ضمن مواصفات اللوحة الأم، فهذا يعنى أنها تستخدم هذا النوع من الذاكرة.

RAM

لربما هذا المسمى هو ما يربطه غالب المستخدمين بالذاكرة. هذا الاسم مشتق من Random Access Memory. لربما افضل شرح لهذا المسمى هو الذاكرة التي يمكن الولوج إليها بشكل غير منظم.

لشرح كلمة غير منظم يجب أن نشرح كيف يتم تخزين المعلومة في الذاكرة.

الذاكرة مقسمة إلى خانات وتسمى صفحات. كل صفحة لها عنوانها الخاص. عند الاحتياج إلى أي معلومة مخزنة في الذاكرة فانه يتم الولوج إليها مباشرة من خلال عنوانها الخاص بها ? عند عدم وجود عنوان خاص لكل صفحة، فانه لإيجاد المعلومة يجب البحث بكل الصفحات لغاية العثور على المعلومة المطلوبة. هذا البحث يتم بطريقة منظمة أي البحث بأول خانة ومن ثم الثانية والثالثة وهلم جرا.

ألان وقد انتهينا من شرح معنى RAM يجب أن نبين بعض المعلومات عن هذا النوع من الذاكرة.

هذه الذاكرة لا تستطيع تخزين المعلومة بدون وجود طاقة كهربائية. أي أن المعلومة المخزنة يتم مسحها عند فصل الذاكرة عن الطاقة.

أنواع الذاكرة RAM أسرع بكثير من ROM. لذا فان الكثير من اللوحات الأم تسمح عند بداية تشغيل الجهاز بوضع نسخة من برنامج البيوس في الذاكرة RAM واستخدامها من هناك. هذا الأمر يحسن من أداء الجهاز.

مثل ذاكرة ROM، تنقسم ذاكرة RAM إلى عدة أنواع:

(1) SRAM

وهى Static RAM. المعنى المقصود من كلمة Static هى ثبات المعلومة. عندما تودع المعلومة في هذه الذاكرة فإنها تبقى هناك بدون الحاجة إلى تنشيطها بين فترة وأخرى. الوقت الوحيد الذي تتغير فيه المعلومة هو عندما يطلب من الذاكرة تغييرها ? SRAM يعتبر أسرع أنواع الذاكرة، ولكن بسبب غلاء سعره، فان استخدامه في العادة يكون محصورا بداخل المعالج كذاكرة مخبئيه (Cache Memory) من الدرجة الأولى أو الثانية.

(2) ASRAM

Async SRAM تعتبر من النوعيات القديمة من SRAM. هذه الذاكرة تعمل بتردد منفصل عن المعالج. لذا تجدها مستخدمة كذاكرة مخبئيه من الدرجة الثانية لكثير من المعالجات القديمة والتي كانت فيها الذاكرة المخبئيه تركب على اللوحة الأم وليس المعالج.

مثال على ذلك، إذا كانت سرعة الناقل الأمامي للمعالج 66 ميغاهرتز فان هذه الذاكرة قد تعمل على سرعة 33 ميغاهرتز.

(3) SSRAM

Sync SRAM بمعنى أن الذاكرة تعمل بنفس تردد الناقل الأمامي للمعالج.

(4) PBSRAM

Pipeline Burst SRAM هي اكثر نوع من هذه الذاكرة مستخدم حاليا. لشرح هذا النوع من الذاكرة يجب أن نبتعد قليلا عن الذاكرة والدخول في عالم المعالج لنشرح المقصود بكلمة Pipeline.

تقنية Pipeline تسمح للمعالج بأداء اكثر من مهمة بنفس الوقت. لربما اسهل طريقة لشرح هذه التقنية هو تشبيهها بخط الإنتاج المستخدم في المصانع.

بدل أن يكون هناك عامل واحد يقوم بتجميع المنتج، يوجد هناك خط سير يقوم عليه العديد من العمال. كل عامل منهم يقوم بتجميع جزء من هذا المنتج لكي ننتهي بأخر المطاف بمنتج جاهز وبأسرع وقت ممكن.

المعالج يقوم بأمر مشابه. هنا يتم التعامل مع الكثير من العمليات بنفس الوقت.

ألان وقد شرحنا معنى Pipeline، فان الذاكرة PBSRAM مصممة لكي تتعامل مع هذا الكم المستمر من المعلومات.

من مميزات هذه الذاكرة، قدرتها على العمل بسرعة تردد اكثر من 66 ميغاهرتز، مما يجعلها مناسبة للمعالجات الحديثة والتي تعمل بسرعات قد تصل إلى 400 ميغاهرتز.

هنا نكون قد انتهينا من اشهر أنواع الذاكرة SRAM والتي بينا أن استخدامها بغالب الوقت محصورا بداخل المعالج أو كجزء من ذاكرته الداخلية.

(5) VRAM

Video RAM هي نوع من الذاكرة المخصصة لكروت الشاشة. تتميز هذه الذاكرة بسرعتها وتخصصها في التعامل مع تقنية الشاشة. الميزة الرئيسية لهذا النوع من الذاكرة هو إمكانيتها التعامل مع RAMDAC (القطعة المسئولة عن تحديث الصورة على الشاشة) ومعالج كرت الشاشة بنفس الوقت ? اختراع أنواع أخري من الذاكرة والتي تستطيع العمل بشكل أسرع من VRAM أدي إلي توقف استخدامها في الكروت الحديثة.

(6) WRAM

Window RAM هو نوع متطور من VRAM. هذا النوع من الذاكرة ليس له أي علاقة بنظام التشغيل Microsoft Windows وأي تشابه في التسمية هو مجرد مصادفة ? ?تم تعديل بعض التقنيات المستخدمة في هذا النوع من الذاكرة عن سابقتها مما أدى إلى زيادة في سرعة نقل المعلومة تعادل 25% زيادة عن VRAM.

(7) SGRAM

Synchronous Graphics RAM هي الجيل الثالث من الذواكر المختصة بكروت الشاشة. يتميز هذا النوع بعمله بنفس سرعة الناقل الأمامي للمعالج لغاية 100 ميغاهرتز.

برغم أن هذا النوع من الذاكرة لا يستطيع التعامل مع RAMDAC ومعالج كرت الشاشة بنفس الوقت، إلا انه يستطيع فتح صفحتين من المعلومات بنفس الوقت.

الجمع مابين سرعة نقل المعلومة وفتح صفحتين بنفس الوقت، يجعل هذه الذاكرة أسرع مما سبقها.

نبدأ ألان بالدخول إلى الذاكرة التي تهم غالب المستخدمين أو بالأحرى التي للمستخدمين الحرية باختيارها.

(8) DRAM

بعكس SRAM فان ذاكرة Dynamic RAM لا تستطيع الاحتفاظ بالمعلومة لفترة طويلة. المعلومات يجب تنشيطها باستمرار. هنا تقوم الذاكرة بإعادة كتابة المعلومة عدة مئات من المرات في الثانية.

هذا النوع من الذاكرة ارخص من SRAM ولذا فإنها تستخدم بغزارة كذاكرة رئيسية لجهاز الحاسب.

مثل الأنواع السابقة من الذاكرة، فإنها تنقسم إلى عدة أنواع.

(9) FPM DRAM

Fast Page Mode DRAM هو من الأنواع القديمة من هذه الذاكرة. عندما كانت أجهزة الحاسب نعمل بمعالجات 286 أو 386 كانت تستخدم هذا النوع من الذاكرة.

ببداية الأمر كانت هذه الذاكرة تعمل بسرعة ولوج تعادل 120 نانو ثانية، أي أن المعالج يحتاج أن ينتظر هذه المدة لكي يستطيع الدخول إلى الذاكرة واسترجاع أو إيداع المعلومة.

تم فيما بعد تحسين سرعة الولوج لهذه الذاكرة لكي تصل إلى 60 نانو ثانية إلا أنها لازالت تعتبر بطيئة.

(10) EDO DRAM

لتحسين سرعة الولوج، تم اختراع ذاكرة Extended Data Out DRAM. هنا تم تسريع عملية ولوج المعالج إلى الذاكرة بواسطة السماح له بالولوج بعملية جديدة قبل انتهاء العملية التي سبقتها.

برغم أن النظرية تقول بان هذا النوع من الذاكرة أسرع من FPM DRAM بمعدل الضعف، إلا أن التطبيق الفعلي ينتج عنه تحسن بالأداء يعادل 30% فقط.

مشكلة هذا النوع من الذاكرة إنها لا تستطيع العمل على سرعات تردد اكثر من 66 ميغاهرتز.

(11) BEDO DRAM

Burst EDO DRAM كانت محاولة لتسريع عمل EDO RAM. الفكرة من تقنية Burst هي بإرسال المعلومة إلى الذاكرة بشكل دفعات. أول دفعة من المعلومة تحتوى على عناوين المعلومات التي تتبعها، لذا فان باقي المعلومة سيتم التعامل معها بشكل أسرع حيث انه تم التجهيز لاستقبالها.

برغم نجاح هذه التقنية في تسريع سرعة الولوج إلى الذاكرة لما يقارب 10 نانو ثانية، إلا أن عدم قدرتها على العمل بسرعة تردد أعلي من 66 ميغاهرتز أدى إلي اضمحلالها بغياهب النسيان.

1- RD RAM :
ذاكرة Rambus RDRAM تعتمد على تقنية مذهلة ترتكز على توزيع نقل المعلومة بين الذاكرة والمعالج على اكثر من قناة. بواسطة تصغير حجم الناقل الأمامي إلى 16 بت بدل 32 بت والمستخدمة في الذواكر الأخرى ومن ثم توزيع الحركة على اكثر من قناة تعمل كل واحدة منها بشكل متوازي، تم الوصول لسرعات تردد تصل إلى 800 ميغاهرتز. للأسف زيادة التردد هذه لا تعنى زيادة كبيرة بحجم المعلومة التي يتم نقلها، هذه الذاكرة تستطيع بأفضل حال تقل 1600 ميغابايت في الثانية بسبب تصغير حجم الناقل إلى 16 بت.
النوع الوحيد من المعالجات التي تدعم مثل هذه الذاكرة هو بنتيوم4 المصنع من شركة Intel. كما أن شركة Intel هي الشركة الوحيدة التي تصنع شرائح لوحة أم تستطيع التعامل معها.
كذلك تعانى هذه الذاكرة من بطء تواقيتها. هذا البطء يؤثر على السرعة الإجمالية للذاكرة مما يؤدى إلى عدم الاستفادة من زيادة سرعة النقل بشكل كبير. في كثير من الأحيان فان ذاكرة RDRAM لا تستطيع التفوق على ذاكرة DDR-DRAM.
و بسبب السعر العالي لهذه الذاكرة، ومطالبة شركة Rambus المصنعين بدفع رسوم تصنيع عالية، و أدائها الغير مقنع، فان غالب الشركات المصنعة للذاكرة و المعالجات وشرائح اللوحات الأم قد اتجهت إلي تأييد وتصنيع ذاكرة DDR-DRAM.

Synchronous DRAM لربما تكون اشهر أنواع الذاكرة و أكثرها استخداما ألآن، كلمة Synchronous تعنى أن هذه الذاكرة تعمل بنفس سرعة تردد الناقل الأمامي للجهاز بحسب جودة التصنيع لهذا النوع من الذاكرة، فانه بإمكانها الوصول لسرعة تردد 150 ميغاهرتز وزمن ولوج يصل إلى 7 نانو ثانية. بسبب اعتماد ذاكرة SDRAM على سرعة الناقل الأمامي للجهاز لنقل المعلومة، فان أقصى حجم من المعلومات يمكن نقلها مابين الذاكرة والمعالج هي 800 ميغابايت في الثانية إذا كانت سرعة تردد الناقل الأمامي 100 ميغاهرتز و 1050 ميغابايت إذا كانت 133 ميغاهرتز.
لتمييز إمكانية هذه الأنواع من الذاكرة من العمل على سرعات تردد معينه، فقد تم أيجاد توحيد لمسميات تبين السرعة التي تستطيع هذه الذاكرة العمل عليها.
PC66 تعنى أن الذاكرة تستطيع العمل على سرعة 66 ميغاهرتز و PC100 تعنى أنها تعمل على 100 ميغاهرتز وهلم جرا.

3- DDR-DRAM:
وهو التطور المنطقي لذاكرة SDRAM. لزيادة حجم المعلومة المنقولة بين المعالج والذاكرة، فانه تم اختراع تقنية مضاعفة تردد الناقل الأمامي لكي تحول سرعة تردد الناقل الأمامي من 100 إلى 200 ميغاهرتز ومن 133 إلى 266 ميغاهرتز. من هنا أتى المسمى Double Data Rate DRAM.
هذه التقنية ساعدت كثيرا في تحسين مستوى نقل المعلومة، فبات بالإمكان تقل المعلومات بين المعالج والذاكرة بسرعات تصل إلى 2100 ميغابايت بالثانية.
لربما يعتقد القارئ أن هذه الزيادة بالسرعة ستؤدى إلى زيادة تعادل 100% بأداء جهاز الحاسب المستخدم لهذا النوع من الذاكرة مقارنة مع الأجهزة التي تستخدم SDRAM. للأسف فان الواقع يبين أن نسبة التحسن بالأداء لن تزيد على 10% في احسن الظروف.
في هذا النوع من الذاكرة تم تغيير المسمى من تبيان سرعة تردد الناقل الأمامي إلى تبيان حجم المعلومة التي يتم نقلها. PC1600 تبين أن هذه الذاكرة تستطيع نقل 1600 ميغابايت في الثانية بينما PC2100 تعنى أن الذاكرة تستطيع نقل 2100 ميغابايت في الثانية.

ملاحظة هامة :
الفوائد من تحديث الذاكرة
تحديث الذاكرة يعتبر اسهل وارخص طريقة لتحديث النظام ككل
إن تحديث الذاكرة مناسب للأشخاص الذين يتعاملون مع الملفات الضخمة , ومع الذين يقوموا بتشغيل عدة برامج في نفس الوقت , ومع الذين يتعاملوا مع البرامج والألعاب 3D , وأخيرا مع الذين يتعاملون مع برامج الفيديو.

- الوقت المناسب لتحديث الذاكرة :
- إذا كنت تلاحظ بطئ مؤشر الفأرة "الحركة الخاصة بالمؤشر تقطع "
- وفى حالة علو صوت القرص الصلب
- وفى حالة بطئ الجهاز بصفة عامه لا تتوقعها
كل هذه علامات لتحديث الذاكرة
وسبب هذا لأن في حالة امتلاء الذاكرة فان النظام يقوم بنقل البيانات إلي القرص الصلب بدلا من الذاكرة "Swapping "
ومادام القرص الصلب سرعته أقل بكثير جدا من الذاكرة إذاً ستكون النتيجة هي بطئ النظام
يكفى أن تعرف إن الذاكرة أسرع من القرص الصلب بحوالي 100 مرة.

- يعتبر حجم الذاكرة 128 مناسب جدا الأن "وخاصة أن الأسعار فى انخفاض مستمر " واذا كنت من هواة الرسوميات وتريد أداء افضل فعليك بـ 256.

- إن الشيء الطبيعي عند إضافة المزيد من الذاكرة يؤدى لزيادة سرعة الكومبيوتر , ولكن نادرا من أن يحدث العكس وهو بطئ الجهاز وسبب هذا يكون إن الجهاز لا يوجد به كاش كافي لإضافة المزيد من الذاكرة , والحل الوحيد هنا هو تحديث النظام أو اللوحة الأم .

- يمكنك من إضافة سرعات مختلفة مع بعض في نفس الوقت
ولكن أهم شئ هو أن تضع الأكبر حجما 64 في الشق الأول والأقل في الشق الثاني .

ج- أولا بالنسبة للذاكرة SDRAM فان الأرقام التي تأتى بعد كلمة PC فإنها تشير لسرعة الناقل الأمامي فالنوع PC133 مثلا يشير إلى إن سرعة الناقل الأمامي هي 133 وهذا النوع من الذاكرة يستخدم في أنظمة من النوع Pentium II, Pentium III, AMD K6-III, AMD Athlon , AMD Duron
إما بخصوص الذاكرة من النوع DDR فالأرقام التي تأتي بعد كلمة PC فإنها تشير إلى سرعة نقل البيانات في الثانية فالنوع PC2100 مثلا يشير إلى إنه يتم نقل البيانات بسرعة 2.1GB في الثانية تقريبا وهذا النوع من الذاكرة يستخدم في أنظمة من النوع AMD Athlon "XP & MP " وبعض من أنظمة Pentium III .
ملاحظة :
RDRAM :نوع من الذاكرة بالسرعة العالية لنقل البيانات وبكفاءتها وهى لا تختلف كثيرا عن الذاكرة من النوع SDRAM فلا يوجد اختلاف في طريقة إرسال البيانات أو استقبالها ولكن الذي يختلف هي طريقة التعامل هذه الذاكرة مع باقي أجزاء النظام
وهذا النوع يتوافر في ثلاثة سرعات PC600, PC700 , PC800 والـ PC1066 سيظهر قريبا
ومن مميزاتها أن الشريحة تنقسم لعدة أقسام Device وكل قسم فيها يكون في حالة من هذه الحالات أما أن يكون مطفئة أو في حاله رقاد أو الاستعداد أو إنها تعمل بالفعل في قراءة وكتابة بيانات وميزتها أيضا أن الشريحة تحتوى على عدد قليل من الـ Pins ولكن يعاب على هذا النوع ارتفاع سعره
ونتيجة لطبيعة عمل هذا النوع من الذاكرة فانه يجب أن تملئ جميع الشقوق بشرائح من الذاكرة أو بشرائح مكملة للدورة هذا في رقائق i840 & i850, أما بالنسبة للـ Chipset من النوع i820 فيمكن أن توضع بعدد فردى .

ان سرعة نقل البيانات DDR أسرع من الـ SDRAM ولكن ليست سرعة مضاعفة ولكنها بشكل عام أفضل من الـ SDRAM من حيث الكفاءة والأداء .
الاشكال المختلفة للذاكرة