رم چیست، چگونه کار می کند و چه مقدار آن نیاز است؟

رم یا RAM مخفف Random Access Memory و به معنی حافظه دسترسی تصادفی است. تمام کامپیوتر ها و دستگاه‌های الکترونیکی دارای حافظه رم هستند. کامپیوتر ها برای اینکه بتوانند دستورات مختلف را اجرا کنند نیاز به رم دارند تا اطلاعات را به صورت موقت ذخیره کند. بدون رم دستگاه های کامپیوتری نمی توانند کارایی داشته باشند. رم به شکل یکپارچه  داخل پردازنده و یا در یک برد مداری جدا در سیستم های کامپیوتری قرار می گیرد. عملکرد رم دقیقاً برعکس هارد است. در هارد اطلاعات برای مدت طولانی ذخیره می شود اما در رم اطلاعات به صورت موقت ذخیره می شود و دسترسی به آنها سریع است.

کارایی رم

هر اطلاعاتی که در رم ذخیره می شود به صورت موقتی بوده و با خاموش کردن یا ری استارت کامپیوتر شما به صورت دائم از روی کامپیوتر پاک می شود. رم بیشتر باعث نمی شود که بتوانید تصویر یا ویدیو بیشتری را ذخیره کنید. بلکه افزودن رم باعث می شود که نمونه های هم زمان بیشتری از این موارد را باز کنید. در واقع رم بیشتر سرعت سیستم شما را بالا می برد. هارد درایو و SSD حافظه های طولانی مدت با سرعت کم هستند و باعث می شود که CPU مجبور به بررسی ذخیره سازهای کندتر نباشد. در واقع حافظه رم باعث ایجاد تعادل بین CPU با سرعت کار بالا و هارد درایو SSD  با سرعت کار پایین می‌ شود و اطلاعات را برای CPU نگه می دارد.
ارتباط بین CPU و RAM در عرض چند نانو ثانیه برقرار می‌ شود. که این ارتباط سریع باعث واکنش پرسرعت و اجرای هم زمان چند برنامه در سیستم کامپیوتری شما می شود. هم چنین RAM اجازه دسترسی تصادفی دارد. یعنی نیاز نیست که CPU از ابتدا تا انتهای اطلاعات را به صورت متوالی بخواند. بلکه می تواند هر چیزی را که نیاز دارد به صورت مستقیم واکشی کرده و در زمان صرفه جویی کند. ولی حافظه های طولانی مدت مانند هارد درایو و SSD به صورت عادی برنامه ریزی می شوند و واکشی اطلاعات در آن ها به صورت متوالی است؛ یعنی باید از ابتدا تا انتهای اطلاعات را بخواند تا به اطلاعات مورد نیاز دستیابی پیدا کند.

وقتی رم کم می‌آوریم، چه اتفاقی می‌افتد؟

رم چه ظاهری دارد؟

حافظه های رم انواع مختلفی دارند که در حال حاضر رایج ترین حافظه رم مورد استفاده در سیستم های کامپیوتری نوع DDR4 است. این نوع حافظه ها در هر سیکل به جای یک واحد داده، دو واحد داده را جابه جا می کند پس به آنها Double Data Rater یا به صورت خلاصه DDR می گویند. قبل از اینکه از رم DDR4 استفاده شود در سیستم های کامپیوتری رم DDR3 مورد استفاده قرار می‌ گرفت که هنوز هم برخی از کامپیوترها از این رم استفاده می کنند. در اواخر سال 2014 رم DDR4 وارد بازار شد و چند سال بعد هم در همه سیستم‌ های کامپیوتری مورد استفاده قرار گرفت. هر نسل DDR در مقایسه با نسل قبلی سرعت بیشتری دارد و برق کمتری مصرف می کند. هم چنین زمان تاخیر در پاسخ را هم در نسل های جدید کمتر کرده است.

هر کدام از این حافظه های رم تنها با کامپیوترهای سازگار با همان نسخه قابل استفاده است؛ به طور مثال اگر سیستم شما از رم DDR3 پشتیبانی نمی کند نمی توانید از رم DDR4 هم استفاده کنید. این موضوع به تعداد پین های اتصال هر کدام از این RAM ها و فاصله بین شکاف وسط ماژول برمی‌گردد که بین نسل های مختلف متفاوت است.

هم چنین دو فرم ساختار کلی برای حافظه های RAM  وجود دارد که یکی از آنها DIMM و دیگری SODIMM است که تفاوت اصلی آنها در سایز آنهاست. حافظه‌های DIMM ابعاد بزرگتر و کشیده تری دارند و مخصوص کامپیوترهای دسکتاپ و سرور ها هستند. اما حافظه های رم SODIMM ابعاد کوچکتری دارند و برای لپ تاپ و کامپیوتر های آل این وان استفاده می‌ شوند. برخی از لپ تاپ ها هم ماژول های رم یکپارچه با مادربرد دارند که باید در هنگام خرید این لپ‌ تاپ‌ ها دقت داشته باشید که دیگر نمی توانید به آن RAM اضافه کنید یا سیستم را ارتقا دهید.

اصطلاحات رایج درباره رم که باید بدانید

LPDDR

LPDDR مخفف عبارت Low Power Double Data Rate هست. عملکرد این نوع RAM دقیقا مانند حافظه‌های DDR است که در قسمت های قبل درباره آن صحبت کردیم.  عبارت Low Power در ابتدای نام این نوع از حافظه‌ تفاوت اصلی آن را با RAM های DDR نشان می دهد، LP به معنی کم مصرف است. بزرگترین مزیت این نوع RAM، مصرف کم انرژی برای انتقال اطلاعات است.

به دلیل مصرف پایین انرژی از این نوع RAM بیشتر برای موبایل ها و تبلت ها و ساعت های هوشمند استفاده می شود که مدت زمان شارژ بودن دستگاه افزایش پیدا کند، البته پهنای باند در این پروسه فدا می شود.  یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌ ها در انواع رم LPDDR، نسل این RAM هاست که نسل سوم و چهارم در حال حاضر بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. نسل چهارم از حافظه‌ های LPDDR، بیشتر در گجت‌های هوشمند، مورد استفاده قرار می‌گیرد و سرعتی حدود 3200 مگابیت در ثانیه دارد.

GDDR

GDDR مخفف عبارت Graphics Double Data Rate است که  به معنای نرخ داده‌ ی دو برابری گرافیکی است. همان‌ گونه که از نام این RAM هم مشخص است، این RAM ها در کنار واحدهای پردازش گرافیکی، به عبارت دیگر کارت‌های گرافیک یا همان GPUها استفاده می شوند. اولین نسل از حافظه‌های GDDR توسط انویدیا به بازار عرضه شد و در حال حاضر نسل پنجم این RAM محبوبیت بسیار زیادی دارد. حافظه‌ ی رم GDDR5 فقط در کامپیوترها و لپ تاپ‌ ها استفاده نمی شود؛کنسول‌ های بازی نسل هشتم مثل PS4 هم از این نسل حافظه در پردازنده‌ ی گرافیکی خود استفاده می‌کنند. جالب است که بدانید استفاده از نسل‌ های قدیمی GDDR هنوز هم رواج دارد و کنسول XBOX ONE از نسل سوم این حافظه‌ ی RAM استفاده می کند.

برخی از ویژگی‌ های حافظه GDDR5 آن را مورد توجه سازندگان کارت گرافیک مثل انویدیا و AMD قرار داد. به‌ طوری که محصولات این دو شرکت در سال‌ های اخیر فقط با این نوع حافظه RAM  به بازار عرضه شدند. حافظه GDDR غالباً پهنای باند بیشتری از رم DDR دارد که به آن اجازه می دهد داده را با نرخ‌ های سریع‌ تر به ازای تاخیر بیشتری انتقال دهد. در سمت دیگر پردازنده‌ ها نیازمند تاخیر کمتری در حافظه هستند.

شرکت AMD توانست اولین کارت گرافیک با حافظه GDDR نسل پنجم را با مدل HD 4870 به دنیا معرفی کند. پهنای باند و سرعت انتقال داده بالاتر، دو عامل مهمی هستند که در نسل پنجم حافظه‌ های GDDR وجود دارند. همچین ولتاژ 1.5 ولتی حافظه GDDR5 مصرف برق کارت‌ های گرافیک را به‌ شدت کاهش داد.

QDR

QDR مخفف Quad Data Rate است که مانند بالا می توان آن را به صورت نرخ چهارگانه DDR تعریف می شود. تعداد کمی از رم ها در حال حاضر از QDR استفاده می کنند که به طور مثال GDDR6 از این استفاده می کنند.

انتقال بر ثانیه (T/s)

سرعت یک ماژول رم مشخص یا نرخ انتقال بر ثانیه،‌ مقدار داده‌ ای است که می‌تواند در یک ثانیه بخواند و از آن خوانده شود. نرخ انتقال در رم DDR دو برابر فرکانس پایه آن است. به طور مثال، یک تیغه رم DDR4 که با فرکانس پایه 1600 مگاهرتز کار می‌کند دارای سرعت موثر  3200 انتقال بر ثانیه (T/s) است.

تولید کنندگان رم DDR همیشه سرعت محصولات خود را با واحد مگاهرتز موثر، بیان می‌کنند. مثلاً شاید شما یک رم DDR4 تهیه کنید و به جای اشاره به 3200 MT/s، متوجه شوید که سرعت آن با عدد 3200 مگاهرتز مشخص می شود. اما برخی معتقدند که MT/s یا انتقال موثر بر ثانیه، واحد دقیق‌ تری برای اندازه‌گیری نرخ انتقال است. اما هنوز هم شرکت‌ ها برای اشاره به سرعت رم از مگاهرتز استفاده می‌ کنند.

تاخیر رم

تاخیر رم مدت زمانی است که پردازنده می تواند به داده RAM دسترسی پیدا کند.  هر چه تاخیر رم یا زمان بندی حافظه کمتر باشد، پردازنده سریع تر می تواند به داده های RAM دست پیدا کند و کارها سریع تر انجام می شود. زمان‌بندی حافظه معمولا در یک مجموعه از اعداد مثل ۳۸-۲۰-۲۰-۱۶ تعریف می‌شود. البته در اپلیکیشن های سبک، زمان تاخیر رم تاثیر زیادی روی عملکرد کامپیوتر ندارد.

حافظه دو یا چهار کاناله

حافظه RAM به شما کمک می کند که برنامه های بیشتری را به طور هم زمان بدون اینکه سرعت سیستم شما کاهش پیدا کند باز نگه دارید. این داده‌ها از طریق کانال‌های حافظه در اختیار پردازنده قرار می گیرد. در واقع این کانال های حافظه راه های ارتباطی بین پردازنده و رم هستند که به سیستم اجازه می‌دهند داده های موقتی ذخیره  در حافظه RAM را به پردازنده ارسال کند. پس هر چه تعداد این کانال ها بیشتر باشد سیستم با سرعت بیشتری می تواند به این داده ها دست پیدا کند. در حالت دو کاناله از دو کانال حافظه برای افزایش سرعت انتقال بین رم و پردازنده استفاده می شود.

در حالت دو کانال دو رم به طور هم زمان با کانال های جداگانه با پردازنده ارتباط برقرار می‌ کنند که این فرآیند باعث افزایش سرعت اجرای برنامه ها در سیستم شما می شود. پس استفاده از حالت دو کاناله فارغ از ظرفیت رم باعث می شود که عملکرد سیستم شما به طور محسوسی افزایش پیدا کند. رم های ۴ کاناله سرعتی دو برابر رم های دو کاناله دارند. زیرا در آنها ۴ کانال برای ارتباط با پردازنده وجود دارد که باعث افزایش پهنای باند و اجازه برقراری ارتباط سریع تر با پردازنده ها به ویژه پردازنده های همراه کارت گرافیک یکپارچه می‌شود. زیرا این کارت های گرافیک هم از RAM استفاده می کنند.

XMP و DOCP

کلمه XMP خلاصه عبارت Extreme Memory Profile است که به یک ویژگی مادربرد اشاره می‌کند. این فناوری که به AMD نسبت داده می شود به کاربر این اجازه را می دهد که تنظیمات رم های سیستم خود را فقط با انتخاب یک پروفایل تغییر دهد و از فرکانس های بالاتری نسبت به فرکانس استاندارد حافظه خود استفاده کند. در واقع به وسیله این تکنولوژی شما می‌ توانید به فرکانس اسمی روی بسته‌ بندی رم ها برسید و از حداکثر توان پیش بینی RAM خود استفاده کنید. البته عبارت رایج و غلط اورکلاک هم برای این پروسه استفاده می شود.

شرکت ایسوس که تولید کننده مادربرد و سایر قطعات کامپیوتری است که پروفایل اختصاصی خود را داشته و پروفایل های XMP روی مادربردهای AMD خود را DOCP می نامد که مخفف DRAM Overclock Profiles  است. شرکت گیگابایت همین پروفایل ها را با نام EOCP نامگذاری کرده است. در واقع تمامی این پروفایل ها نام های گوناگون پروفایل های XMP هستند و کاربرد آن ها یکسان است. البته با توجه به تفاوت های بسیار ریز میان پردازنده های intel و AMD گاهی اوقات اختلاف های بسیار ریزی هم در عملکرد فنی رم ها در هر یک از این پروفایل ها مشاهده می شود که قابل چشم پوشی است.

شما روی گوشی یا رایانه خود به چقدر رم نیاز دارید؟

این که دستگاه شما به چه مقدار رم نیاز دارد به طور مستقیم به استفاده شما از سیستم و هم چنین سیستم عاملتان بستگی دارد. قبلا می گفتند که گوشی‌ های هوشمند نسبت به رایانه های شخصی نیاز به RAM بسیار کمتری دارند؛ اما روز به روز این تمایز کمتر می شود. اگر حین اجرای چند اپلیکیشن یا چند برنامه بر روی دستگاه خودتان متوجه شدید که سیستم تاخیر زیادی دارد احتمالا فضای رم شما پر است.
هیچ اهمیتی ندارد که بقیه سیستم شما تا چه حد قدرتمند است، کمبود RAM کافی می تواند توانایی های سیستم را تا حد بسیار زیادی محدود کند. البته شما در یک سیستم لپ تاپ یا کامپیوتر رومیزی می توانید ماژول های رم بیشتری را اضافه کنید. اما در گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها این امکان وجود ندارد پس شما باید در هنگام خرید آنها دقت بیشتری داشته باشید.

فرکانس رم در تلفن های همراه و تبلت ها

تعداد کمی از گوشی‌های هوشمند از جمله سری گیمینگ ایسوس رم ۱۶ گیگابایت را ارائه می‌دهند اما فاصله زیادی تا ارائه این میزان رم در گوشی های تلفن همراه داریم. معمولا حداقل رم در تلفن های همراه گیگابایت است. پیشنهاد مقدار RAM مناسب برای تبلت، لپتاپ یا گوشی های هوشمند آسان نیست. زیرا استفاده از RAM در میان سیستم  عامل های مختلف مثل ویندوز، اندروید و آیفون با هم متفاوت است.

مثلاً شما روی ویندوز ۱۱ حداقل به ۸ گیگابایت رم نیاز دارید. در صورتی که تبلت های اندروید هنوز هم با ۴ تا ۶ گیگابایت رم قابل استفاده هستند که البته بهتر است کاربران این تبلت ها به فکر عوض کردن سیستم خود باشند. اگر برای ویرایش ویدیو، گیمینگ یا کارهای معمولی با وب از سیستم با این مقدار رم استفاده می کنید برای شما مشکلی ایجاد نمی شود. اما افرادی که به صورت حرفه‌ ای ویدیوها را با رزولوشن های بالاتر ویرایش می کنند و اپلیکیشن های پیچیده را توسعه می دهند به ۳۲ تا ۶۴ گیگابایت رم و حتی بیشتر نیاز دارند.

ظرفیت رم همه چیز نیست

به جز ظرفیت رم کارایی RAM به موارد دیگری مانند فرکانس RAM هم بستگی دارد. به طور خلاصه فرکانس نشان می دهد که داده چقدر سریع می‌تواند از حافظه به پردازنده و از پردازنده به حافظه منتقل شود. کارهایی مثل گیمینگ یا شبیه سازی های علمی با نرم افزارهایی مانند متلب و … از فرکانس های بالا استفاده می کنند. اما کارهای سبک تر روی دستگاه هایی مثل تبلت ها یا گوشی های هوشمند زیاد به فرکانس بالاتر نیاز ندارند و فرکانس بالا برای آن ها مزیت به شمار نمی‌رود. حتی بیشتر تولیدکنندگان دستگاه‌ هایی مانند تلفن همراه و تبلت ها در صفحه مشخصات محصول به فرکانس RAM اشاره هم نمی کنند.

تاثیر فرکانس رم در کامپیوترها

اما در رایانه های شخصی فرکانس RAM تاثیر مهمی در عملکرد سیستم دارد. به طور مثال پردازنده های رایزن AMD از پهنای باند بالاتر استفاده زیادی دارند. زیرا می‌تواند سرعت ارتباطات را بین خوشه های هسته پردازنده بیشتر کند. با احتساب این مزایا می توانیم بفهمیم که چرا حافظه در رایانه‌ های شخصی پیکربندی‌ های مختلفی دارد. اینکه شما باید کدام  RAM را انتخاب کنید کاملا به استفاده شما از سیستمتان بستگی دارد. برای وب گردی و استفاده های عمومی از کامپیوتر ظرفیت RAM بسیار مهم تر از فرکانس RAM است. اما اگر اهل بازی کردن با رایانه شخصی خود هستید فرکانس و پهنای باند تاثیر زیادی بر عملکرد سیستم دارد. شما باید بتوانید بین قیمت و کارایی یک تعادل برقرار کنید. به طور مثال برای استفاده عمومی از لپ تاپ ها یک حافظه رم DDR4 با سرعت 3200 مگا هرتز کافیست.

البته پیکربندی‌ های با سرعت بالاتر از 4000 مگاهرتز هم در بازار موجود است؛ اما بازدهی کمتر و قیمت بالاتری دارد. در هنگام خرید رم همیشه دقت داشته باشید که یک کیت دو عددی را به جای یک کیت یک عددی تهیه کنید. زیرا حالت دو کاناله بدون آن که نیاز باشد هزینه بیشتری را پرداخت کنید پهنای باند بیشتری را فراهم می کند. اگر شما یک گیمر حرفه ای هستید باید بدانید که به جز RAM پردازنده هم در تاخیر اجرای بازی ها تاثیر دارد.