اصطلاحات تخصصی حافظه های اس اس دی و حافظه های رم

حافظه های اس اس دی

حافظه های اس اس دی، امروزه از کاربردی ترین تجهیزات ذخیره سازی داده ها محسوب می شوند که توانسته اند جای خود را در میان کاربران به خوبی پیدا کنند. امروزه به طور گسترده از حافظه های اس اس دی به جای هارد دیسک های سنتی (HDD) استفاده می شود که می توان مهم ترین دلیل این امر را، سرعت بالاتر حافظه های اس اس دی در مقابل حافظه های دیسک سخت به شمار آورد. حتما شما هم در هنگام خرید اس اس دی ها، با اصطلاحات تخصصی گوناگونی رو به رو شده اید. از جمله این موارد می توان به مشخصات مربوط به استاندارد ها، سایز ها، قابلیت های رمز گذاری، نوع حافظه ها و … اشاره کرد که گاهی کاربران را در هنگام خرید حافظه های اس اس دی جدید گیج می کنند. در این بخش قصد داریم شما را با برخی از اصطلاحات تخصصی مربوط به اس اس دی ها آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

در داتیس مارت بخوانید: راهنمای جامع خرید اس اس دی

استاندارهای AHCI و NVMe چه معنایی دارند؟

اگر مجبورید که از میان این دو استاندارد یکی را انتخاب کنید، توصیه ما به شما استاندارد NVMe می‌باشد که به منظور نسخه‌های سازگار با پورت‌های PCIe طراحی شده است. استاندارد AHCI برای دیسک‌های سخت و نسخه‌های سازگار با پورت‌های SATA طراحی شده است. حافظه‌های SSD که دارای پورت PCIe هستند ولی از استاندارد AHCI تبعیت می کنند، قادر نیستند که بیشترین میزان سرعت خود را به نمایش بگذارند.

M.2  و U.2 به چه معنی هستند؟

همانطور که پیش تر نیز اشاره شد، حافظه های اس اس دی فارغ از انواعی به شکل کارت حافطه‌های هارد دیسک درایو‌های ۲.۵ اینچ و ۳.۵ اینچی تجهیز شده به پورت‌های SATA، در مدل‌ها و نسخه‌های دیگری نیز تولید می‌شوند. تعدادی نیز بر روی پورت‌های PCIe ماردبورد‌های رایانه‌های شخصی نصب می‌گردند.

عبارات M.2  و U.2 بیانگر استاندارها و شاخص‌هایی می‌باشند که بصورت خاص به اشکال ظاهری، اندازه‌ها و طرح فیزیکی سایر حافظه‌های نوع SSD اشاره می کنند. هر کدام از این استانداردها امکان دارد که در حافظه‌های SSD منطبق بر درگاه‌های SATA و یا PCIe وجود داشته باشند. شاخص  M.2امروزه رایج‌تر می‌باشد و تعداد بسیار کمی از حافظه‌‌ها وجود دارند که برحسب شاخص U.2تولید گردند. پورت MSATA از سایر پورت‌های تعبیه‌شده بر روی حافظه‌ها بود که امروز دیگر شاهد استفاده از آن نمی‌باشیم.

حافظه‌های SSD که شاخص M.2 را دارند بصورت کامل مشابه با حافظه‌های SSD که به پورت SATA مجهز شده‌اند و از انوع  ۲.۵اینچ و ۳.۵اینچ هستند، عمل می کنند. نکته قابل ذکر متفاوت بودن شکل پورت ارتباطی در نسخه‌های مجهز به SATA در مقایسه با نسخه‌های M.2 می‌باشد. انرژی الکتریکی و همچنین اتصالاتی که برای انتقال اطلاعات لازم است در نسخه‌های‌ M.2 بوسیله یک پورت تامین می‌گردد اما نسخه‌های ۲.۵اینچ و ۳.۵اینچ نیاز به کابل‌های جداگانه انرژی الکتریکی و همچنین کابل مخصوص SATA برای تبادل داده‌ها دارند.

نسخه‌های M.2 که دارای پورت PCIe می‌باشند صرفا دارای چهار خط هستند یعنی بیشترین سرعت آن‌ها برابر با پورت پورت PCIe 4x می‌باشد. با این وجود همین سرعت نیز به حدی زیاد است که نیاز کاربران را بخوبی رفع کند. نوین‌ترین تکنولوژی‌های‌ حافظه‌های SSD نیز، استاندارد و شاخص NVMe است که مخفف عبارت انگلیسی Non-Volatile Memory Express می‌باشد. با این استاندارد حافطه سرعت بالائی در حدود ۳ گیگابایت را ارائه می کنند. تعداد زیادی از حافظه‌های SSD که دارای استاندارد M.2 هستندبا استاندارد NMVe نیز سازگار هستند. در این زمینه باید توجه داشت که نسخه‌های  x2در مقایسه با نسخه‌های  x4دارای تفاوت قیمت اندکی هستندو تهیه نسخه‌های 4x به صرفه‌تر می‌باشد.

سلول‌های چندگانه NAND حافظه های اس اس دی 

در هنگامی که بخواهید حافظه های اس اس دی را خریداری نمائید، با دو دسته دیسک سخت روبه‌رو خواهید شد: یک دسته دیسک‌های دارای سلول‌های ذخیره اطلاعات به‌گونه چند لایه(MLS) هستند و دیسک‌هایی که دارای سلول‌های ذخیره اطلاعات تک لایه(SLC) هستند. تفاوت عمده‌ای که در میان این دو دسته وجود دارند، اینست که در نوع چند لایه در هر کدام از سلول‌ها می‌توان حجم بیشتری از داده‌ها را ذخیره نمود ولی از سوئی دیگر تولید دیسک‌های سخت با سلول‌های یک لایه هزینه کمتری نیاز دارد و همچنین برای بیشتر کاربران که دارای بودجه اندک هستند، مناسب‌تر است. هرچند سلول‌های چند لایه می‌توانند حجم بیشتری از اطلاعات را دخیره کنند ولی تعداد خطاهای اتفاق افتاده در آن‌ها نیز بیشتر خواهد بود به همین علت بهتر است که حافظه‌ای تهیه و خریداری گردد که به سیستم عیب ابی و رفع (ECC) تجهیز شده باشد.

الگوریتم های رمزگذاری اطلاعات (Encryption) 

تعدادی از حافظه های اس اس دی از طریق فراهم آوردن قابلیت رمز‌گذاری بر روی داده‌های ذخیرشده، سطح بسیار خوبی از امنیت را برای کاربران ایجاد می‌نمایند. چراکه پروسه ذکر شده توسط کنترلر این درایو ایجاد می‌گردد، افزایش سرعت و همچنین ایجاد رمز برای دسترسی به تمامی داده‌ها تضمین خواهد شد. با این وجود، ویژگی مذکور در وضعیت تنظیمات اولیه غیرفعال می‌باشد و داده‌ها داخل آن از امنیت سطح پائین‌تری بهره‌مند خواهند بود.

ایجاد کردن پروسه و فرایند اعتبارسنجی به منظور فعال نمودن ویژگی‌ رمز‌گذاری بر روی داده‌ها و افزایش سطح امنیت آن‌ها در حافظه های اس اس دی توصیه می‌شود. اما ایجاد این پروسه به چه شکلی می‌باشد؟ در جواب بایستی ذکر کرد که اگر درایوی که تهیه گردیده‌ است از شاخص Opal2 ساپورت بعمل آورد، قابلیت ایجاد پسورد بوسیله بایوس به منظور فراهم گشتن امکان بوت و وارد شدن به محیط سیستم عامل مهیا می‌شود ولی توانائی انجام این امر از طریق نرم‌افزار BitLocker در سیستم عامل ویندوز و همچنین نرم‌افزارهای شبیه به آن در سایر پلتفرم‌ها وجود خواهد داشت. موضوعی که دقت کردن به آن در این مبحث ضروری می‌باشد، ساپورت ویژگی رمز‌گذاری بر روی داده‌ها ( Encryption) بوسیله حافظه SSD تهیه‌شده می‌باشد.

توان تحمل حافظه های اس اس دی در نوشتن اطلاعات (Write Tolerance) 

سلول‌هایی که در حافظه‌های جامد قرار گرفته‌اند از طریق پر شدن و سپس خالی شدن از داده‌ها با گذشت زمان تحلیل رفته تا هنگامی که بصورت کامل ناکارآمد می‌شوند و قدرت خود را در زمینه ذخیره داده‌ها از دست می‌دهند. پروسه‌ای که ذکر گردید متاسفانه یکی از نواقص حافظه‌های دارای تراشه NAND به حساب می‌آید که با توجه به پیشرفتی که فناوری تا به امروز داشته است، توان رفع آن وجود ندارد ولی وسعت نابود شدن این سلول‌ها خیلی‌‌هم زیاد نیست.

شاخص‌های فیزیکی تراشه‌های حافظه فلش در هنگام پروسه طراحی و تولید قابلیت درک را دارا هستند و گسترش‌دهندگان از امکان محاسبه‌کردن حدودی بیشترین داده‌های قابل نوشتن در یک سخت‌افزار تا قبل از نابودی نهایی آن بهره‌مند هسنتد. معیار ذکر شده که اصطلاحا Write Tolerance نامیده می‌شود، در جهت نگهداری از داده‌های مهم و ضروری کاربران دارای اهمیت زیادی می‌باشد. برای اینکه این مسئله شفاف‌تر ذکر شود ، مثالی ذکر می سود. بعنوان مثال تصور نمائید که قدرت تحمل یک درایو جامد معادل TBW  100 ترابایت (TBW= Toltal Bytes Written)؛ معنی عبارت ذکر شده اینست که حافظه جامدی که در مورد آن صبحت می‌نمائیم می‌تواند تا 100 ترابایت اطلاعات را تحمل کند. یعنی اگر ظرفیت حداکثر آن ۵۰ گیگابایت باشد و بصورت روزانه این حجم از داده‌ها بر روی آن نوشته شود و سپس حذف گردد، نابودی و از کارافتادن آن سرانجام بعد از ۵ سال اتفاق خواهد افتاد که یک دوره زمانی نسبتا طولانی را شامل می‌شود. به هر میزان که توان تحمل یک حافظهSSD بیشتر باشد، طول عمر آن نیز بیشتر خواهد بود. به همین دلیل Write Tolerance ویژگی مهمی است که توصیه می شود در هنگام خرید این حافظه‌ها‌ به آن توجه شود. مقدار این ویژگی در مشخصات فنی قطعه ذکر گردیده است.

آشنایی با برخی از اصطلاحات تخصصی رم ها

قطعه Ram را در مادربورد می‌توان از اجزای مهم و اصلی برشمارد. این عضو داده‌ها را به سرعت و بدون معطلی در اختیار کاربر قرار می‌دهد. این درحالیست که این دسترسی به داده‌ها بدون دخالت هارددیسک بوده و خبری از سرعت پایین پردازش داده نیست. اگرچه در سیستم‌های کامپیوتری جدید همزمان با پیشرفت بسیار زیاد تکنولوژی از حافظه SSD که سرعت زیادی دارد استفاده شده است اما همچنان وقتی صحبت از سرعت پردازش و دردسترس قرار دادن داده‌ها به میان باشد حافظه Ram چیز دیگری است. نکته قابل توجه درباره حافظه Ram آن است که امکان ذخیره‌سازی داده به صورت دائم را ندارد که البته همین مسئله نقطه قوتی است برای داشتن سرعت پردازش داده‌ها در سیستم پردازش دستگاه با مثالی به درک بهتر این ویژگی کمک کنیم؛ فرض کنید شما در دفترکار خود هستید و میزکاری شامل چند عدد کشو برای نگهداری اسناد و مدارک و لوازم کار در اختیار دارید. در این مثال کشوها نقش هارددیسک یا SSD برای سیستم کامپیوتری را دارد که وسایل به طور دائم درون آن قرار دارد و شما در زمان نیاز با مراجعه به کشو آن ‌را برمی‌دارید. اما در این میان وسایلی هست که آنها برای کارهای روتین خود نیاز دارید و برای راحتی کار آنها را از کشو خارج کرده و روی میز قرار می‌دهید تا دسترسی به آنها ساده‌تر باشد و برای استفاده از آن ها مجبور نباشید هربار سراغ کشو بروید و وقت شما تلف شود. حافظه Ram در یک سیستم کامپیوتری حکم میز را دارد که داده‌های مورد نیاز برای دسترسی سریع و جلوگیری از هدر رفتن وقت روی آن قرار دارد. حافظه Ram درواقع در یک سیستم کامپیوتری در مواقعی همچون راه‌اندازی ویندوز و اجرای برنامه‌های مورد نیاز شما وارد مدار می‌شود و میزان استفاده از این حافظه کاملاً بستگی به میزان نیاز پردازشی برنامه‌های درحال اجرا روی سیستم دارد. اگر کاربری بخواهد از میزان حافظه Ram اشغال شده توسط برنامه‌های درحال اجرا روی سیستم اطلاع پیدا کند کافیست به بخش task manager روی ویندوز سیستم مراجعه کند در این بخش میزان فضای حافظه Ram که توسط هربرنامه اشغال شده است و همچنین میزان فضای آزاد آن مشخص شده است. جالب است بدانید برخلاف تصور عموم اشغال میزان زیادی از فضای Ram موضوع بدی نیست و نیاز نیست که با مشاهده فضای اشغالی حدود 80% از این حافظه نگران شوید و اقدام به ارتقاء آن کنید. چرا که کاربرد Ram برای درجریان نگه ‌داشتن پردازش‌های مورد نیاز برای سرعت بخشیدن به اجرای برنامه‌های مختلف و در نهایت پیش‌برد کار شماست و سعی بر خالی نگاه‌داشتن این فضا زمان multi tasking چیزی جز ایجاد اختلال و کندی عملکرد سیستم به دنبال ندارد. به طور کلی باید بدانید که وظیفه نگهداری دائمی اطلاعات برعهده هارددیسک و SSD است و خوانده شدن داده‌ها از این حافظه با سرعت بسیار کمتر از Ram انجام می‌گیرد.

انواع رم (Ram) بر اساس نوع حافظه

رم ها بر اساس نوع حافظه سازنده آن ها به دو دسته حافظه پویا و حافظه ایستا تقسیم می شوند که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

–  حافظه ی پویا     ( Dynamic RAM (DRAM

–  حافظه ی ایستا   (Static RAM (SRAM

حافظه پویا

تکنولوژی حافظه پویا از تجمع میلیون‌ها ترانزیستور و خازن تشکیل شده است. در حافظه پویا هر سلول متشکل از یک ترانزیستور و یک خازن است. خازن اطلاعات بیت یا همان صفر و یک را نگه‌می‌دارد و ترانزیستور نقش سوئیچ را دارد. درواقع ترانزیستورهایی که روی هر بیت است به مدار کنترل روی چیپست حافظه مجوز خواندن و نوشتن خازن را می‌دهد. گفتیم سلول‌های حافظه پویا ساخته شده بوسیله خازن است و می‌دانید که خازن با گذر زمان  دشارژ می‌شود. بخصوص وقتی مقدارش خوانده می‌شود پس نیاز دارد دائماً شارژ شود تا داده‌ها را حفظ کند. درواقع خازن مانند جعبه‌ای برای نگهداری اکلترون است که با قرار دادن مقدار یک پر از الکترون می‌شود و با مقدار صفر از الکترون خالی می‌شود پس حافظه پویا به طور مداوم در حال رفرش کردن داده است در غیر اینصورت داده‌ها از دست می‌رود. مکانیسم آن اینگونه است که هر سلول در زمان رفرش داده‌هایش خوانده شده و سپس خالی می‌شود و دوباره همان داده‌ها روی سلول نوشته می‌شود. این رفرش‌های مداوم سبب کاهش سرعت کارایی حافظه خواهد شد.

حافظه ایستا

سلول‌ها دراین حافظه از چند  گیت منطقی موسوم به فلیپ فلاپ استفاده می‌کنند برخلاف حافظه پویا که مبتنی بر شارژ و دشارژ خازن‌هاست. مزیت این گیت‌های منطقی آن است که اطلاعات نیازی به رفرش شدن مداوم ندارد و تا زمانی که جریان برق حافظه تأمین باشد داده‌ها در آن حفظ خواهد شد. در نتیجه می‌توان گفت فرق عمده حافظه ایستا و پویا در ساختار فیزیکی آنها است، هردو غیر مانا هستند و سلول‌های حافظه پویا یعنی خازن‌ها ساده‌تر و کوچک‌تر از سلول‌های حافظه ایستا یعنی گیت‌های منطقی است. این بدان معناست که اگر چیپستی‌هایی با اندازه‌های برابر داشته باشید تعداد سلول‌های حافظه پویا بیشتر از تعداد سلول‌های حافظه ایستااست. به همین سبب از حافظه پویا برای حافظه‌های اصلی کم قیمت‌تر با ظرفیت بالاتر استفاده می‌شود و حافظه‌های ایستا قیمت بیشتری دارند و سریع‌تر هستند و از آنها برای حافظه نهان بهره‌گیری می‌شود.

تأخیر

از ویژگی‌های دیگر حافظه Ram زمان تأخیر یا Latency است که به صورت اعداد سه تایی یا چهارتایی هستند و هریک از این اعداد بیانگر نوع خاصی از تأخیر هستند شناخته شده‌ترین آن ها عدد اول تحت عنوان CAS Latency است که به صورت CL مطرح می‌شود و واحدش سیکل ساعت است این عدد نمایانگر میزان تأخیر در دریافت دستور اجرایی تا زمان اجرای آن می‌باشد. با این اوصاف می‌توان دریافت که بهترین حافظه Ram آن است که فرکانس بیشتر و زمان تأخیر کمتری داشته باشد. بین سرعت حافظه و زمان تأخیر آن ارتباطاتی است. با مشاهده عدد CAS درمیابیم که با افزایش فرکانس زمان تأخیر هم افزایش می‌یابد پس تصور می‌کنیم با افزایش فرکانس و به طبع افزایش CAS بخشی از حافظه Ram بلااستفاده خواهد بود ولی اینگونه نیست. با افزایش فرکانس زمان تأخیر سیرکاهشی طی می‌کند یا در بدبینانه‌ترین شرایط تقریباً ثابت است. برای درک بهتر به توضیح بیشتر در باره علت این پدیده خواهیم پرداخت.

عدد CL نمایانگر تعداد سیکل ساعتی است که بین دریافت دستور تا اجرای آن وجود دارد و به معنی زمان تأخیر بر حسب ثانیه (S) نیست. هر سیکل ساعت معادل واحد مشخصی برحسب نانوثانیه (nS) است که زمان‌تأخیر از طریق ضرب تعداد سیکل‌ها در ارزش زمانی آن حاصل می‌شود. از آنجایی که طبق قوانین علم فیزیک دوره با فرکانس رابطه عکس دارد از طریق معکوس سازی فرکانس حافظه Ram می‌توان به ارزش زمانی هرسیکل پی برد. برای مثال فرض کنید یک حافظه Ram ازنوع DDR3 با فرکانس 533MHz و CL7 داریم  با توجه به توضیحات ارائه شده ارزش زمانی هرسیکل آن چیزی معادل با 1.000000533S (ثانیه)  است که این زمان معادل با 1.87nS است. در این حافظه Ram مقدار حقیقی CAS معادل با 13.09nS است. حال این حافظه Ram با این مشخصات را با یک حافظه Ram ازنوع DDR4 و با فرکانس 800MHz و CL9 قیاس کنید. در این حافظه ارزش زمانی هر سیکل 1.25nS است و حاصلضرب این عدد در 9 عدد 11.25nS معادل با زمان تأخیر را به ما می‌دهد. در قیاس درمیابید که باوجود بیشتر بودن عدد CL در رم DDR4 اما زمان حقیقی تأخیر آن کمتر شد و دلیل آن بیشتر بودن فرکانس پایه در DDR4 است که سبب کم شدن ارزش زمانی سیکل شده است.

تأخیر حقیقی برابر است با حاصلضرب زمان هر سیکل ساعت در تعداد سیکل ساعت

یکی از نکات منفی درباره نوع ساخت حافظه Ram آن است که تولیدکننده‌ها برای بیان زمان تأخیر به نوشتن CL روی محصول بسنده می‌کنند که این یعنی ما فقط یکی از موارد لازم برای بدست آوردن تآخیر واقعی را در دست داریم  برای بحث دقیق درباره سرعت جواب‌دهی ماژول حافظه بهتر است در واحد نانو ثانیه (nS) بحث کنیم. حال می‌خواهیم از تمام این توضیحات نتیجه‌گیری کنیم  و بدانیم در آخر چه نوع حافظه‌Ram را باید تهیه کنیم؟ بهتر است بدانید تنها اولویت شما برای انتخاب بهترین و کارآمدترین حافظه Ram میزان فرکانس آن است سعی کنید فرکانس حداکثری که توان پرداخت هزینه آن‌را دارید تهیه کنید چراکه همانطور که گفتیم با افزایش میزان فرکانس در بدترین حالت ممکن هم زمان تأخیر ثابت است.

حالا شما تفاوت بین انواع حافظه Ram، ظرفیت آن و مفهوم زمان تآخیر را می‌دانید و می‌توانید با توجه به توان مالی خود بهترین و کارآمدترین حافظه‌Ram موجود در بازار دیجیتال را از برندهای معتبر تولیدکننده خریداری کنید. فقط توجه کنید که ظرفیت حداکثری به نسبت سرعت حداکثری در اولویت است.

جمع بندی

در این مقاله سعی کردیم شما را با برخی از اصطلاحات تخصصی مرتبط با حافظه های اس اس دی و همچنین رم های کامپیوتر ها آشنا کنیم. به طور کلی می توان گفت که با خرید و نصب یک حافظه اس اس دی جدید قادر خواهید بود تا علاوه بر افزایش حافظه ذخیره سازی اطلاعات در کامپیوتر و یا لپ تاپ خود، سرعت پردازش اطلاعات را نیز تا حد قابل توجهی افزایش دهید. داتیس مارت انواع مختلفی از حافظه های اس اس دی و حافظه های رم DDR4 را در ظرفیت های گوناگون به شما ارائه می کند. می توانید از طریق این صفحه، حافظه اس اس دی مورد نیازتان را خریداری کنید. همچنین برای آشنایی با نکات خرید رم مورد نیاز، می توانید به صفحه راهنمای خرید رم کامپیوتر مراجعه کنید.