حافظه های رم DDR و انواع آن

برای آشنایی با حافظه رم های DDR، بهتر است ابتدا با مفاهیم Ram و انواع آن آشنایی پیدا کنیم، سپس درباره ی رم های DDR اطلاعاتی کسب می کنیم و سپس درباره ی انواع رم های DDR و مقایسه بین آن ها صحبت می کنیم.

آشنایی با RAM و انواع آن

RAM  کوتاه شده ی عبارت Random Access Memory می باشد،و نوعی از حافظه است که به منظور ذخیره سازی موقت اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد و به فایل ها اجازه خواندن و نوشته شدن سریع را می دهد. حافظه رم  برای ذخیره سازی موقت داده‌های در حال پردازش کاربرد دارد. با توجه به این که اکثر پردازش هایی که در کامپیوتر شما انجام می‌شود از داده‌های موقت استفاده می‌کند، بنابراین حافظه رم در سرعت اجرای برنامه نقش بسیار مهمی دارد دارد و هر چه میزان حافظه رم و سرعت BUS آن در کامپیوتر شما بیشتر باشد، شما تجربه ی بهتری از کار با سیستم خود بدست می آورید.

بدلیل این که حافظه RAM امکان دسترسی سریع به داده های مورد نیاز سیستم را فراهم می کند، به همین دلیل تاثیر بسیار بالایی بر میزان سرعت عملکرد کامپیوتر دارد. بدلیل این که RAM، نوعی حافظه موقتی است پس توجه داشته باشد که با هر بار خاموش و روشن کردن دستگاه، تمامی اطلاعات ذخیره شده روی آن از بین می رود.

انواع حافظه RAM

حافظه های RAM ، در دو نوع ثابت (Static RAM=SRAM) و یا پویا (Dynamic RAM = DRAM) هستند. حافظه های SRAM ، بیشتر برای استفاده در cache ها استفاده می شوند و هزینه ساخت بالایی دارند و در عین حال از سرعت بالایی هم برخوردارند. حافظه های DRAM ، متداول ترین RAM هایی هستند که در کامپیوتر ها و لپ تاپ ها و work station ها به کار می روند. DRAM ها، اطلاعات را بر روی سلولی شامل خازن و ترانزیستور ذخیره می کنند و به همین دلیل این سلول ها باید تازه سازی برق خود را با هدف نگهداری اطلاعات هر چند میلی ثانیه یک بار انجام دهند. DRAM ها شامل SDRAM ها، RDRAM ها و DDR ها هستند.

رم  SDRAM کوتاه شده ی عبارت Synchronous Dynamic Random Access Memory  است که به معنای حافظه پویا همزمان با دسترسی تصادفی می باشد.  SDRAM ها حافظه هایی از فراری هستند که با قطع برق و خاموش شدن سیستم تمام اطلاعات موجود در آن ها از بین می رود عملکرد SDRAM به گونه ای است که اگر کلاک به یک مقدار مشخصی برسد، داده ها به SDRAM منتقل می شوند .

حال می خواهیم درباره رم های DDR، صحبت کنیم:

رم DDR چیست 

Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory ، معروف به DDR SDRAM یا به اختصار DDR RAM ، نوعی حافظه برای کامپیوتر است که بسیار سریع است. این حافظه رم بر اساس همان معماری SDRAM ساخته شده است ، اما از سیگنال کلاک، به طور متفاوتی،  برای انتقال دو برابر داده ها در همان زمان استفاده می کند. در یک کامپیوتر ، سیگنال کلاک یک فرکانس نوسانی است که برای هماهنگی تعامل بین مدارهای دیجیتال استفاده می شود. به زبان ساده ، ارتباطات را همزمان می کند. مدارهای دیجیتالی که برای کار با سیگنال کلاک طراحی شده اند ممکن است به لبه بالا رونده یا پایین رونده کلاک پاسخ دهند. تراشه های حافظه SDRAM فقط از لبه بالارونده کلاک برای انتقال داده استفاده می کنند ، در حالی که DDR RAM انتقال داده ها را روی هر دو لبه بالا رونده و پایین رونده کلاک انجام می دهد ، و در نتیجه این انتقال دو برابر سریعتر از SDRAM است.

سرعت RAM در کنار باس سمت جلو (Front Side Bus) یک سیستم کار می کند. FSB یک کانال داده دو طرفه است که اطلاعات را از CPU در سرتاسر مادربرد به اجزای مختلف از جمله RAM ، تراشه های BIOS ، دیسک های سخت و اسلات PCI ارسال می کند. بنابراین ، یک کامپیوتر ای با FSB 133 مگاهرتز که دارای DDR SDRAM است اساساً مانند یک دستگاه 266 مگاهرتز عمل می کند.

ماژول های حافظه دو خطی DDR RAM 184 پین (DIMMS) فقط در مادربردهای طراحی شده برای استفاده از آنها به درستی کار می کنند. در حالی که این RAM با سرعت های مختلف ارائه می شود ، نصب نسخه سریعتر از آنچه مادربرد پشتیبانی می کند هدر دادن پول است ، زیرا فقط با همان سرعتی که مادربرد اجازه می دهد کار می کند. است. رم DDR معمولاً برای پردازنده های 1 گیگاهرتزی و سریعتر ساخته می شود. مواردی مانند PC1600 DDR SDRAM و PC2100 DDR SDRAM همزمان با سرعتهای خاص FSB و CPU هستند. تولیدکنندگان RAM از طرح های مختلفی برای تعیین سرعت پردازنده استفاده می کنند و مشخصات فنی مختلف در مشخصات و استانداردهای RAM می تواند گیج کننده باشد. کاربران کامپیوتر باید قبل از خرید حافظه ، دفترچه راهنمای مادربرد خود را بررسی کنند تا ببینند چه نوع RAM با سیستم آنها سازگار است.

انواع رم DDR و تفاوت های بین آن ها :

Ram DDR2

مخفف “Double Data Rate 2” است.Ram DDR2 نسخه بهبود یافته حافظه DDR است که سریعتر و کارآمدتر است. مانند حافظه DDR استاندارد ، حافظه DDR2 می تواند داده ها را در هر دو لبه بالا و پایین رونده کلاک پردازنده ارسال کند. این تقریباً کاری را که RAM می تواند در مدت زمان معینی انجام دهد دو برابر می کند. DDR و DDR2 نیز هر دو نوع SDRAM هستند که به آنها امکان می دهد سریعتر از حافظه معمولی کار کنند. در حالی که DDR و DDR2 شباهت های زیادی دارند ، RAM DDR2 از طرحی متفاوت از حافظه DDR استفاده می کند. طراحی بهبود یافته باعث می شود RAM DDR2 سریعتر از حافظه استاندارد DDR کار کند. طراحی اصلاح شده همچنین پهنای باند بیشتری به RAM می دهد ، این بدان معناست که می توان داده های بیشتری را همزمان از تراشه RAM انتقال داد. این کار باعث افزایش کارایی حافظه می شود. از آنجا که DDR2 کارایی بیشتری نسبت به حافظه DDR استاندارد دارد ، در واقع از انرژی کمتری نسبت به حافظه DDR استفاده می کند ، حتی اگر سرعت آن بیشتر باشد. تنها نکته منفی حافظه DDR2 این است که با اسلات های استاندارد DDR سازگار نیست. بنابراین قبل از به روزرسانی حافظه ، مطمئن شوید که کامپیوتر شما از RAM DDR2 پشتیبانی می کند.

Ram DDR3

DDR3 فرم کوتاه “Double Data Rate Type 3” است. این یک SDRAM است که به عنوان حافظه یک سیستم رایانه ای استفاده می شود و در دو فاکتور شکل مختلف یعنی DIMM و SO-DIMM موجود است.

بسیار شبیه به طراحی RAM DDR2 ، RAM DDR3 تفاوت های قابل توجهی با نمونه مشابه خود دارد که شامل  30 % مصرف انرژی کمتر و انتقال داده با سرعت دو برابر.

ماژول حافظه DDR3 نیز شبیه به یک حافظه استاندارد DDR به نظر می رسد اما تفاوت در فضای بین دو مجموعه پایه است که یک مجموعه را از مجموعه دیگر جدا می کند. این پایه ها به طور ایده آل در مکان های مختلف در پایین هر ماژول حافظه DDR3 قرار دارند. این تغییر در ساختار طراحی این ماژول حافظه دارای اهمیت خاصی است: شما نمی توانید این تراشه را در شکافی نصب کنید که برای استفاده از RAM DDR3 سازگار نیست و اگر می خواهید سیستم خود را ارتقا دهید ، باید به دنبال مادربرد مناسب با اسلات باشید که به شما امکان می دهد این تراشه حافظه را در رایانه خود تعمیر کنید.

از آنجا که RAM DDR3 می تواند داده ها را با سرعت 6400 مگابایت در ثانیه منتقل کند ، هنگام پردازش حجم زیادی از داده های پیچیده از گلوگاه های مشترک جلوگیری می کند. این بدان معناست که رایانه ای که دارای رم DDR3 است عملکرد بسیار بهتر و سریعتری نسبت به رایانه رم DDR2 خواهد داشت ، با توجه به اینکه هر دو سرعت کلاک پردازنده یک نوع دارند. علاوه بر تسهیل در انتقال سریعتر داده ها با مصرف بسیار کمتر انرژی ، RAM DDR3 همچنین به دلیل ویژگی های مفید و نوآورانه دارای چندین مزیت دیگر نیز می باشد ، برخی از ویژگی های آن عبارتند از:

• سرعت کلاک باس در محدوده 400 مگاهرتز و 1066 مگاهرتز است.
• دامنه وسیعی از 1 گیگابایت تا 24 گیگابایت.
• 240 پین موجود در آن ، آن را برای رایانه های رومیزی مناسب می کند.
• برای سازگاری با کامپیوتر لپ تاپ ، 204 پایه دارد.

با این حال ، این ماژول های حافظه با تراشه حافظه DDR2 سازگار نیستند. به این دلیل است که شما می توانید تراشه DDR3 را فقط روی یک مادربرد خاص نصب کنید که دارای اسلات خاصی برای پشتیبانی از این تراشه حافظه است. نکته این جاست که با ولتاژ 1.5 ولت ، DDR3 در مقایسه با RAM DDR2 که با ولتاژ 1.8 ولت کار می کند حداقل 30٪ انرژی کمتری مصرف می کند.

Ram DDR4

DDR4 SDRAM از جدیدترین نوع حافظه در محاسبات است. DDR4 به دلیل افزایش سرعت انتقال و کاهش ولتاژ قادر به دستیابی به سرعت و کارایی بالاتر است. آخرین به روزرسانی حافظه دسترسی تصادفی پویا ، DDR3 ، در سال 2007 عرضه شد ، اما توسعه دهندگان از سال 2005 شروع به کار بر روی DDR4 کردند. سامسونگ اولین کنسول حافظه DDR4 را در سال 2011 تولید کرد و این فناوری در سال 2014 وارد بازار شد.

تراشه های DDR4 از نرخ انتقال بین2133 MT/s  (میلیون انتقال در ثانیه) تا 4266 MT/s پشتیبانی کنند. برای مقایسه ، فناوری DDR3 فقط 800تا2133  MT /s را پشتیبانی می کند. این افزایش قابل توجه انتقال حافظه ، توسعه دهندگان سخت افزار را قادر می سازد تا تراشه های DDR4 را با پردازنده های قدرتمندتر و دستگاه های تواناتر تولید کنند. این حافظه جدید همچنین از انرژی کمتری استفاده می کند ، 1.2 ولت در مقایسه با تراشه های 1.5 ولت DDR3. این کاهش مصرف انرژی منجر به ماندگاری بهتر باتری در دستگاه های قابل حمل مانند تلفن ها و تبلت ها می شود.  این حافظه پیشرفته پایه ای برای نسل بعدی دستگاه ها است. DDR4 توسعه دهندگان را قادر می سازد پردازنده های قدرتمندتری به سخت افزار خود اضافه کنند. برای مصرف کنندگان ، این به معنای قابلیت های پیشرفته محاسبات در همه سیستم عامل ها است ، چه یک تلفن هوشمند ، کامپیوتر رومیزی. DDR4 همچنین تولیدکنندگان سخت افزار را قادر می سازد تا عمر باتری دستگاه های تلفن همراه خود را افزایش دهند ، که نگرانی عمده میلیون ها کاربر تلفن هوشمند است. مصرف کنندگان ممکن است این توسعه سخت افزار داخلی را جشن نگیرند ، اما ما برای اجرای سیستم ها و برنامه های مورد علاقه خود به آن اعتماد می کنیم.

Ram DDR5

Double Data Rate 5 Synchronous Dynamic Random-Access Memory (DDR5 SDRAM) نوعی حافظه همزمان تصادفی با دسترسی تصادفی است. در مقایسه با مدل قبلی DDR4 SDRAM ، DDR5 برای کاهش مصرف برق و در عین حال افزایش پهنای باند ، برنامه ریزی شده است. این استاندارد که در ابتدا برای سال 2018 هدف گذاری شده بود ، در 14 ژوئیه سال 2020 منتشر شد.

ویژگی جدیدی به نام تساوی بازخورد تصمیم (DFE) مقیاس پذیری سرعت ورودی/ خروجی  را برای پهنای باند بالاتر و بهبود عملکرد امکان پذیر می کند. DDR5 از پهنای باند بیشتری نسبت به مدل قبلی خود ، DDR4 ، با 4.8 گیگابایت در ثانیه پشتیبانی می کند. استاندارد جداگانه JEDEC LP-DDR5 که برای لپ تاپ ها و تلفن های هوشمند در نظر گرفته شده است ، در فوریه 2019 منتشر شد.

در مقایسه با DDR4 ، DDR5 ولتاژ حافظه را تا 1.1 ولت کاهش می دهد ، بنابراین باعث کاهش مصرف برق می شود. ماژول های DDR5 می توانند تنظیم کننده های ولتاژ داخلی را برای دستیابی به سرعت بالاتر ترکیب کنند. اما از آنجا که این توان مصرفی را افزایش می دهد ، انتظار می رود که فقط در ماژول های سطح بالای سرور و احتمالاً مصرف کنندگان سطح بالا اجرا شود. DDR5 از سرعت 51.2 گیگابایت بر ثانیه در هر ماژول و 2 کانال حافظه در هر ماژول پشتیبانی می کند.

DIMM در مقابل تراشه های حافظه

در حالی که نسل های قبلی SDRAM به DIMM های بدون بافر متشکل از تراشه های حافظه و سیم کشی غیرفعال (به علاوه یک ROM ردیابی سریال کوچک) اجازه می دادند ، DDR5 DIMM ها به مدارهای فعال اضافی نیاز دارند و این باعث می شود رابط DIMM از رابط با تراشه های RAM متفاوت باشد.

بر خلاف DDR4 ، تمام DDR5 DIMM ها دارای تراشه ECC هستند که در آن قبل از ارسال داده به پردازنده ، خطاها شناسایی و اصلاح می شوند. هنوز انواع غیر ECC و ECC DDR5 DIMM وجود خواهد داشت. انواع ECC دارای خطوط داده اضافی برای ارسال داده های تشخیص خطا به پردازنده هستند ، این پردازنده را قادر می سازد خطاهای رخ داده در حمل و نقل را شناسایی و اصلاح کند.

هر DIMM دارای دو کانال مستقل است. در حالی که نسل های قبلی SDRAM دارای یک گذرگاه CA (Command / Address) بودند که 64 یا 72 (غیر ECC / ECC) خط داده را کنترل می کند ، هر DDR5 DIMM دارای دو گذرگاه CA است که هر کدام 32 یا 40 (غیر ECC / ECC) را کنترل می کند ، در مجموع 64 یا 80 خط داده.

مزایای DDR5

• دو کانال ۴۰ بیتی مستقل به‌ازای هر ماژول
• بهبود کارایی command bus
•  تقویت طرح‌های به‌ روزرسانی
• افزایش بانک‌گروپ (bank group) برای کارایی بیشتر

تفاوت رم های DDR3,DDR4,DDR5 :

پهنای باند

پهنای باند کامپیوتر شما با استفاده از چندین پارامتر مختلف محاسبه می شود. با این حال ، به زبان ساده ، هرچه سرعت RAM شما (بر حسب مگاهرتز) بیشتر باشد ، عملکرد آن نیز بیشتر خواهد بود.  علاوه بر این ، به یاد داشته باشید که مقدار RAM شما نیز تفاوت ایجاد می کند. رم بیشتر تقریبا همیشه بهتر از رم سریعتر است. به عنوان مثال ، اگر 32 گیگابایت رم در 2400 مگاهرتز داشته باشید ، در بیشتر موارد ، بهتر از 16 گیگابایت رم در 3600 مگاهرتز عمل می کند. هنگامی که قابلیت های RAM DDR4 فعلی به بازار آمد ، بسیار گران بودند و نمی توان برای مدت زمان بیشتری خرید بیش از RAM های DDR3 را برای بیشتر کاربران روزمره خریداری کرد. به احتمال زیاد ، با شروع دسترسی DDR5 به مصرف کنندگان روزمره ، این مورد نیز وجود خواهد داشت.

ولتاژ

به عنوان یک قاعده کلی ، هرچه ولتاژ RAM بیشتر باشد ، عملکرد بهتری خواهد داشت (البته طی یک نسل). RAM با ولتاژ بالاتر نیز گرمای بیشتری تولید می کند. با این حال ، ضروری است که ولتاژ RAM شما با مادربرد مطابقت داشته باشد.

اگر مادربرد شما از تغییرات ولتاژ پشتیبانی می کند ، ممکن است محدوده RAM بیشتری برای انتخاب داشته باشید ، اما در صورت شک ، RAM را که محدودیت های مادربرد شما را دنبال می کند انتخاب کنید. برخی از پروتکل های RAM همچنین دارای گزینه های ولتاژ پایین یا ولتاژ فوق العاده کم هستند تا گزینه های بیشتری به شما ارائه دهند.

اندازه

RAM DDR3 ، DDR4 و DDR5 همه متفاوت هستند. این کار عمداً انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که کاربران حافظه اندازه اشتباه را برای مادربرد خاصی نصب نمی کنند. با این حال ، این بدان معنی است که اگر قبلا مادربرد خریداری کرده اید ، باید مطمئن شوید RAM مورد نظر برای خرید با مادربرد شما سازگار است.

تاخیر

Latency برای محاسبه پهنای باند تراشه RAM خاص استفاده می شود. تأخیر بین تراشه های DDR3 و DDR4 عمدتا برای کاربران عادی قابل توجه نخواهد بود. در حالی که تاخیر اکثر تراشه های DDR4 نسبت به تراشه های DDR3 قابل مقایسه کمی بیشتر است.