كل ما تحتاج معرفته عن ذاكرة الوصول العشوائي RAM ، ما هي وما معاني المصطلحات المرتبطة بها؟

ذاكرة الوصول العشوائي، هي ذاكرة قصيرة المدى موجودة بداخل حاسبوك الشخصي، يستخدمها الحاسوب أو الهاتف لتخزين البرامج والبيانات التي تستخدمها في الوقت الحالي مؤقتاً إلى حين تقوم بإغلاقها. بالطبع فالجميع يعرف أنه كلما كانت مساحة ذاكرة الRAM المتوافرة أكبر كلما كان ذلك أفضل، ربما تفكر أنت الآن في شراء ذاكرة RAM جديدة لحاسوبك.

يمكن أن يكون التسوق من أجل شراء ذاكرة RAM جديدة لحاسوبك أمراً مربكًا. ما الفرق بين DDR3 و DDR4؟ DIMM و SO-DIMM؟ هل هناك فرق بين DRR3-1600 و PC3-12800؟ ماذا نعني بTiming and Latency وما هو ECC؟

ما هي RAM؟

ذاكرة الوصول العشوائي (Random Access Memory) المعروفة إختصاراً ب RAM، وهي ذاكرة تعمل كوسيط بين ذاكرة التخزين المؤقت (Cache Memory) الموجودة في وحدة المعالجة المركزية (CPU) والتي توصف بأنها فائقة السرعة، وبين وحدة التخزين الكبيرة والتي إما قد تكون محرك أقراص ثابتة (HDD) أو محرك أقراص صلبة (SSD) والتي توصف بأنها كبيرة الحجم وبطيئة السرعة -مقارنة بذاكرة الCache-، يستخدم نظامك ذاكرة الوصول العشوائي لتخزين الأجزاء العاملة من نظام التشغيل وأجزاء من التطبيقات النشطة والبيانات التي تستخدمها مؤقتاً.

لتسهيل الأمر لنصور حاسوبك كأنه مكتبك الشخصي، سيكون القرص الصلب أشبه بالخزانة التي تحتفظ فيها بملفاتك المهمة، سيكون الرام أشبه بسطح المكتب الذي تجلس أمامه ويمثل منطقة العمل خاصتك التي تحوي الوثائق التي تحاول إنجازها، أما ذاكرة التخزين المؤقت ستكون هي الجزء الذي تضع فيه الوثيقة التي تعمل عليها في الوقت الحالي وهي الجزء الصغير من سطح المكتب حيث تضع الوثيقة او الملف وتباشر العمل والكتابة عليه.

تخيل لو اننا قمنا بجلب مكتب أكبر من السابق للعمل، سيكون بإمكانك جلب المزيد من الوثائق من الخزانة ووضعها على سطح المكتب للعمل عليها دون أن يصبح المكتب فوضوياً وغير مرتب. وهذا يشابه أنه كلما زادت مساحة ذاكرة الوصول العشوائي في حاسوبك كلما زاد عدد الأشياء (برامج وتطبيقات وملفات) التي يمكنك الوصول إليها في نفس وقت أثناء العمل وبسرعة.

لكن على عكس مكتبك، لا يمكن لذاكرة الوصول العشوائي أن تبقي الملفات بداخلها بشكل دائم، فبمجرد إيقاف تشغيل الحاسوب سيتم حذل كل البيانات الموجودة عليها، فمثلاً عندما تكون تعمل على برنامج Excel في هذا الوقت تكون جميع البيانات التي تعمل عليها مخزنة على ذاكرة الRAM وأنت تعرف ما سيحصل إذا إنقطع التيار الكهربائي عن حاسوبك قبل أن تحفظ هذه البيانات على القرص الصلب. ستخسر كل البيانات التي قمت بكتابتها فبمجرد إيقاف تشغيل الطاقة ستقوم ذاكرة الRAM بمسح كل شيئ، لذلك دائماً ما ننصحك بعد الإنتهاء من العمل على أي وثيقة في مكتبك أعدها إلى الخزانة لحفظها كي لا يقوم عامل التنظيف برميها عن طريق الخطأ.

عندما نذكر الـ RAM فنحن دائماً ما نقصد  الـ SDRAM!

عندما يذكر الناس مصطلح RAM أي ذاكرة الوصول العشوائي، فإنهم يقصدون عادة ذاكرة الوصول العشوائي المتزامن (Synchronous Dynamic RAM) المعروفة إختصاراً ب SDRAM.  بالنسبة لمعظم أجهزة الحاسوب المكتبية وأجهزة الحاسوب المحمولة تكون الرام عبارة عن جزء يشبه العصا يمكنك إدراجه أو إزالته من اللوحة الأم.

لسوء الحظ، هناك بعض من الشركات التي تعني بصناعة الحواسيب المحمولة فائقة النحافة والخفيفة تتجه لجعل ذاكرة الوصول العشوائي ملحومة باللوحة الأم مباشرة ولا يمكن ازالتها او تغييرها وذلك لتوفير المساحة. ولكن كل هذا على حساب قابلة الحاسوب للترقية وسهولة الإصلاح.

لا تخلط بين SDRAM و SRAM، والتي تعني ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة Static RAM. ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة هي النوع المستخدم في ذواكر التخزين المؤقت (Cache Memory) لوحدة المعالجة المركزية، هي أسرع بكثير ولكنها محدودة في سعتها، مما يجعلها غير مناسبة كبديل لـ SDRAM. لا تقلق بشأن ال SRAM فمن النادر جدأ كمستخدم أن تراها في مكان تستخدم فيه.

يمكنك مراجعة مقالتنا المخصصة عن ذاكرة التخزين المؤقت:

أشكال ذاكرة الوصول العشوائي

تأتي ذاكرة الوصول العشوائي في معيارين مختلفين للشكل: الأول وهو معيار DIMM (وحدة الذاكرة المدمجة ثنائية الاتجاه) والموجود في أجهزة سطح المكتب والخوادم. أما المعيار الثاني وهو SO-DIMM (Small Outline DIMM) والموجود في أجهزة الحاسوب المحمولة وغيرها من أجهزة الحاسوب ذات الحجم الصغير.

على الرغم من أن شكلي الـ RAM يستخدمان نفس التكنولوجيا ويعملان وظيفياً بالطريقة نفسها تماما، لا يمكنك التبديل بينها، لا يمكنك وضع رام DIMM في فتحة SO-DIMM، والعكس صحيح (كل شكل له نوع فتحة في اللوحة الأم مناسب له).

عندما تقوم بشراء RAM جديد لحاسوبك، فإن أول شيء يجب أن تعرفه هو معيار الشكل الذي يعتمده حاسوبك للRAM.

ماذا تعني كلمة DDR؟

معدل نقل البيانات المزدوج Double Data Rate المعروف إختصاراً (DDR). يعني ذلك أن ذاكرة الوصول العشوائي DDR تستطيع القيام بعملتي نقل خلال النبضة الزمنية الواحدة. في الماضي كنا نمتلك ذواكر Single Data Rate أو SDR والتي كان بإمكانها فقط تنفيذ عملية نفل واحدة خلال النبضة الزمنية الواحدة. الأنواع الأحدث من DDR هي إصدارات محدثة من نفس التكنولوجيا لذلك ستجد وحدات ذاكرة الوصول العشوائي المتوافرة في السوق تحمل الرموز المختلفة DDR و DDR2 و DDR3 وما إلى ذلك.

المسؤول عن تكنولوجيا DDR ووضع المعاير الخاصة بأجيالها هي منظمة تدعى JEDEC (جمعية تكنولوجيا الحالة­­ الصلبة)، حيث تقوم هذه المنظمة بنشر معايير صناعة الإلكترونيات الدقيقة ومنها ذواكر DDR.

في حين أن جميع أجيال ذاكرة الوصول العشوائي هي بالضبط نفس الحجم والشكل المادي، إلا أنها غير متوافقة. لا يمكنك استخدام ذاكرة الوصول العشوائي DDR3 في اللوحة الأم التي تدعم DDR2 فقط. وبالمثل، لا يتوافق DDR3 مع فتحة DDR4. لمنع أي إلتباس فلدى كل جيل من ذاكرة الوصول العشوائي قطعًا صغيرًا لمسامير التثبيت في مواقع مختلفة. هذا يعني أنه لا يمكنك تركيب النوع الخطأ حتى لو حاولت وذلك لمنع إتلاف اللوحة الأم عن طريق الخطأ في حال قمت بشراء النوع الخطأ.

إقرأ أيضاً:

DDR2

يعد DDR2 أقدم أجيال ذاكرة الوصول العشوائي، من النادر أن تصادفها اليوم. يمتلك هذا النوع 240 نحاسة توصيل (200 ل SO-DIMM). لا يزال بإمكانك شراء هذا النوع بكميات محدودة لأغراض ترقية الأجهزة القديمة. خلاف ذلك DDR2 عفا عليه الزمن.

DDR3

تم إصدار الجيل DDR3 في عام 2007. على الرغم من أن هذا النوع تم استبداله رسميًا بواسطة DDR4 في عام 2014، إلا أنك ستجد الكثير من الحواسيب التي تستخدم النوع هذا. لكن لماذا؟ لأن الحواسيب التي تدعم DDR4 لم تظهر حتى 2016 أي بعد عامين من إطلاق DDR4. علاوة على ذلك، تدعم ذاكرة الوصول العشوائي DDR3 SDRAM مجموعة كبيرة من أجيال وحدة المعالجة المركزية من مقبس Intel LGA1366 إلى LGA1151 ، بالإضافة إلى AM3 / AM3 + و FM1 / 2/2 + من AMD.

تحتوي ذاكرة الوصول العشوائي DDR3 على نفس عدد نحاسات التوصيل الموجودة في DDR2. ومع ذلك فإنها تعمل بجهد أقل ولديها سرعة أعلى لذا لا يمكنك إستخدام DDR3 في لوحة تدعم DDR2. أيضًا يحتوي الشكل DDR3 SO-DIMM على 204 نحاسات توصيل مقابل 200 نحاسة توصيل في DDR2.

DDR4

وصل الجيل DDR4 إلى السوق في عام 2014، ومع ذلك لم تستطع أن تنتشر بقوة في سوق RAM لفترة طويلة، يعود السبب الرئيسي لذلك هو ارتفاع أسعار الRAM بشكل كبير مما سبب منع الكثير من الأشخاص التفكير في الترقية. ولكن مع انخفاض الأسعار بدأ العديد من المستخدمين عملية الترقية خاصة وأن أجيال معالجات AMD و Intel  الجديدة تستخدم جميعها ذاكرة الوصول العشوائي DDR4 حصريًا. هذا يعني أنك إذا كنت ترغب في الترقية إلى وحدة معالجة مركزية أكثر قوة، فأنت بحاجة إلى لوحة أم جديدة وذاكرة وصول عشوائي جديدة أيضًا.

تعمل ذواكر DDR4 على جهد 1.2 فولت أقل من الجهد 1.5 فولت الذي كان مستخدم في DDR3، مع زيادة عدد نحاسات التوصيل إلى 288.

DDR5

المواصفات النهائية لذواكر DDR5 القادمة: سعات حتى 128GB ومعدل نقل بيانات حتى 6.4Gbps!

مواصفات RAM

حسناً نتمنى أنك ثد فهمت كل ما قلناه عن SDRAM و DIMM و DDR. ولكن لعلك تسال، ماذا عن السلاسل الطويلة الأخرى من الأرقام في ورقة مواصفات ذاكرة الوصول العشوائي؟ ماذا تعني؟ بماذا تقاس الRAM؟ وماذا عن ECC و Swap؟ فيما يلي مصطلحات مواصفات ذاكرة الوصول العشوائي التي تحتاج إلى معرفتها.

Clock Speed و Transfers و Bandwidth

لعلك شاهدت من قبل ذاكرة RAM مشار إليها بسلسلتين من الأرقم مشابهة ل DDR3-1600 وPC3-12800. تشير كلمتي DDR وPC مع الرقم بعدهما مباشرة وقبل إشارة ( – ) إلى جيل الذاكرة، PC2 هي نفسها DDR2 وPC3 هي نفسها DDR3، وهكذا.

أما بالنسبة للأرقام فتشير الأرقام بعد نوع الجيل المقترنة بكلمة DDR إلى معدل عمليات النقل بالثانية وتقاس بوحدة ميجا عملية نقل في الثانية (MT/s)! بمعنى أن الرقم 1600 في DDR3-1600 تعني أن الذاكرة تمتلك سرعة نقل تبلغ 1600MT/s. أما بالنسبة للأرقام المقترنة بعد كلمة PC ورقم الجيل فهي اعني النطاق الترددي النظري (theoretical bandwidth) ويقاس بوحدة ميجابايت بالثانية (MB/s)، أي أن الذاكرة أعلاه ذات المواصفات PC3-12800 تعمل على نطاق ترددي يبلغ 12800MB/s.

من الممكن رفع تردد التشغيل لوحدة RAM، تمامًا كما يمكنك رفع تردد (كسر سرعة) وحدة المعالجة المركزية أو بطاقة الرسومات. رفع تردد التشغيل يزيد من عرض النطاق الترددي RAM. يبيع المصنّعون أحيانًا ذواكر تم رفع ترددها مسبقًا، لكن يمكنك رفع تردد التشغيل بنفسك. فقط تأكد من أن اللوحة الأم تدعم سرعة تشغيل أعلى.

قد تتساءل عما إذا كان يمكنك مزج وحدات ذاكرة الوصول العشوائي التي تمتلك سرعات مختلفة في الحواسيب التي تمتلك أكثر من مدخل RAM. الجواب هو نعم ، يمكنك ذلك، لكن سيتم تشغيلها جميعًا بسرعة تردد الRAM الابطأ. إذا كنت تريد استخدام ذاكرة الوصول العشوائي بشكل أسرع فلا تخلطها مع الوحدات الأقدم والأبطأ. أيضاً يمكنك من الناحية النظرية مزج أكثر من علامة تجارية لذواكر RAM لكن هذا غير مستحسن. ستحصل على فرصة أكبر لمواجهة العطل الشهير المعروف ب “شاشة الموت الزرقاء” أو أعطال عشوائية أخرى عند مزج ذواكر RAM لها علامات تجارية أو سرعات مختلفة.

Timing و Latency

سترى في بعض الأحيان وحدات RAM مع سلسلة من الأرقام مشابهة ل 9-10-9-27. يشار إلى هذه الأرقام بالتوقيت. RAM Timing هو قياس لأداء وحدة ذاكرة الوصول العشوائي في الثانية. كلما انخفضت الأرقام زادت سرعة إستجابة الRAM للطلبات.

الرقم الأول 9 في المثال السابق يشير إلى زمن استجابة CAS وهو عدد الدورات التي تتطلبها البيانات المطلوبة من قبل وحدة التحكم في الذاكرة لتصبح متاحة على نحاسة التوصيل الخاصة بالبيانات.

قد تلاحظ أن RAM من الجيل DDR3 تحتوي بشكل عام على أرقام توقيت أعلى من DDR2، وأن الذواكر من الجيل DDR4 عمومًا لها أرقام توقيت أعلى من DDR3. ومع ذلك فإن DDR4 أسرع من DDR3 والذي هو أسرع من DDR2. هل هذا غريب؟

أدنى سرعة تشغيل لذاكرة الوصول العشوائي DDR3 هي 533 ميجا هرتز، مما يعني زمن دوري تبلغ 1/533000000 ثانية أو 1.87 نانو ثانية. مع زمن استجابة CAS يساوي 7 دورات بهذا يكون زمن الوصول الكلي 1.87 × 7 = 13.09 نانو ثانية.

في حين أن أقل سرعة تشغيل لذاكرة الوصول العشوائي (DDR4) هي 800 ميجا هرتز، مما يعني زمن دوري يبلغ 1/800000000 ثانية أو 1.25 نانو ثانية. حتى لو كان لدى هذا الجيل CAS أعلى مثلا 9 دورات فزمن الانتقال الكلي سيكون 1.25 × 9 = 11.25 نانو ثانية. لهذا السبب جيل DDR4 أسرع منDDR3 على الرغم من إمتلاكه لزمن إستجابة CAS أعلى!

بالنسبة لمعظم الناس، يعتبر عامل سعة الرام أهم ومفضل على تردد RAM (سرعته) وزمن الإستجابة. فالكل سيفضل 16 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي DDR4-1600 أكثر من DDR4-2400 سعتها 8 جيجابايت. غالباً ما تكون معايير سرعة الرام وسرعة الإستجابة هي نقاط الاهتمام الأخيرة.

ECC

الذاكرة البرمجية لتصحيح الأخطاء ECC RAM، نوع من أنواع تخزين بيانات الكمبيوتر التي يمكنها اكتشاف معظم أنواع تلف البيانات الداخلية وتصحيحها . يتم استخدام ذاكرة ECC في أجهزة الكمبيوتر حيث لا يمكن تحمل حدوث أي تلف في البيانات تحت أي ظرف من الظروف، مثل الحواسيب العلمية أو المالية.

عادة ، تحافظ ذاكرة ECC على نظام ذاكرة محصن ضد أخطاء البت الواحد: تكون البيانات التي تتم قراءتها من كل كلمة هي نفسها دائمًا مثل البيانات التي تمت كتابتها، لكن إذا تم قلب بت واحد أو أكثر مخزن إلى حالة خاطئة. لا تستطيع معظم أنواع الذواكر اكتشاف الأخطاء، الا أن ذواكر (ECC) تستطيع إكتشاف حدوث الأخطاء.

لا تدعم اللوحات الموجهة للمستهلكين ومعالجاتها عادة ذاكرة الوصول العشوائي المتوافقة مع ECC. ما لم تكن تقوم ببناء حاسوب يتطلب على وجه التحديد وجود ECC RAM، إبتعد عنها ولا تلق بالاً لها

كم سعة ذاكرة الوصول العشوائي التي تحتاجها؟

في الماضي كانت 640 كيلوبايت من RAM كافية لأي شخص! لكن في عالم أصبحت الهواتف الذكية تصنع بذواكر لا تقل عن 4 جيجابايت، بالفعل أصبحت هذه السعات من الذاكرة لا شيئ للمستخدم العادي. وخصوصاً مع وجود برامج مثل جوجل كروم الذي تستوي على أغلب مساحة الرام الموجودة لديك لتتمكن من العمل بسرعة عليها.

في الصورة التالية هناك رسم بياني يوضح كيف يزداد متوسط سعة ذواكر RAM على أجهزة الحاسوب كلما تقدمنا في الزمن.

بالنسبة لمعظم الناس فإن 4 جيجابايت هو الحد الأدنى من ذاكرة الوصول العشوائي التي تحتاجها لجهاز حاسوب للاستخدام العام. أنظمة التشغيل لديها مواصفات مختلفة فمثلاً يمكنك تشغيل نظام التشغيل Windows 10 على ذاكرة وصول عشوائي بسعة 1 جيجابايت فقط، لكنك ستجد تجربة مستخدم بطيئة. على العكس من ذلك، تعمل توزيعات Linux العديدة بشكل جيد مع كميات أقل من ذاكرة الوصول العشوائي.

إذا وجدت نفسك مضطراً لفتح ستة مستندات Word في نفس الوقت بالطبع مع 4 جيجابايت لن يمكنك ذلك إلا بعد إغلاق علامات التبويب الستين التي تتصفحها  في Google Chrome، إلا إذا كنت تمتلك ذاكرة وصول عشوائي سعة 8 جيجابايت على الأقل فيمكنك فتحها بجانب الستين علامة تبويب في كروم.

بالنسبة لسعة 16 جيجابايت من الذاكرة فيجب أن تكون كافية تقريباً لكل شيئ.  قلة قليلة من الناس يحتاجون إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بسعة 32 جيجا بايت فقط أولئك الذين يعملون على برامح إنيميشن إحترافية وبرامج رسم ثقيلة وبرمج مونتاج في نفس الوفت على نفس الحاسب.

هذا كل شيء

أنت تعرف الآن الفرق بين ذاكرة الوصول العشوائي DDR2 و DDR3 و DDR4. يمكنك معرفة DIMM من SO-DIMM، وتعرف كيفية الحصول على ذاكرة (RAM) بمعدلات نقل أسرع وعرض نطاق ترددي أعلى. أنت الآن خبير في ذلك.

بالطبع يلعب تردد العمل (سرعة العمل) وسرعة الإستجابة دورًا ، لكن السعة هي الشيئ الرئيسي. وعندما تكون في شك تذكر هذه الجملة: “إن سعة أكبر من ذاكرة الوصول العشوائي أفضل من ذاكرة ذات سرعة أعلى”، إلا في حال إضطررت للإختيار بين ذاكريتين لهما نفس السعة عندها تأكد من أن تختار ذات السرعة الأعلى.