الفرق بين الكاش ميموري والرام

ما هي ذاكرة الرام 

ذاكرة الرام هي ذاكرة الوصول العشوائي المتقلبة التي لا تحتفظ بالبيانات عند إيقاف تشغيل الطاقة أو انقطاعها، وعند إيقاف تشغيل الكمبيوتر، تفقد جميع البيانات المخزنة في ذاكرة الوصول العشوائي. عند إعادة تشغيل الكمبيوتر، يقوم BIOS بقراءة نظام التشغيل والملفات ذات الصلة من محرك الأقراص الثابتة ويعيد تحميلها إلى ذاكرة الوصول العشوائي. وتخزن ذاكرة الوصول العشوائي بياناتها في سلسلة من خلايا الذاكرة التي يمكن الوصول إليها بأي ترتيب، ولذلك تسمى ذاكرة الوصول العشوائي

في الكمبيوتر الكلاسيكي لفون نويمان، كانت وحدة الذاكرة العشوائية (RAM) تقوم بحسابات البرنامج للمعالجات، وتوضع وحدة تخزين البيانات هذه بالقرب من المعالج نفسه، بحيث لا تضطر البيانات والاستجابات للمرور عبر اللوحة الأم، وتقليل وقت الانتظار أو زمن الوصول المرتبط بالمعالجة وتحقيق أداء أفضل من متوسط زمن الوصول وأداء أعلى.

وعلى العكس من ذلك، تميل ذاكرة الرام إلى أن تحتوي على ذاكرة دائمة مدمجة في اللوحة الأم ووحدات الذاكرة التي يمكن للمستخدم تركيبها في فتحات مخصصة أو مواقع الاقتران، ويتم الوصول إلى هذه الذاكرة عن طريق موصلات اللوحة الأم (القنوات المحفورة في اللوحة الأم التي تربط الأجهزة والشرائح المختلفة)، أما ذاكرة الوصول العشوائي الدينامية، أو DRAM، فهي الذاكرة الرئيسية في الكمبيوتر حيث يتم حفظ نظام التشغيل والتطبيقات والبيانات المستخدمة مؤقتا لتمكين وحدة المعالجة المركزية من الوصول السريع إليها، وتكون ذاكرة الوصول العشوائي مدمجة في اللوحة الأم ويمكن الوصول إليها من خلال وحدة المعالجة المركزية عبر اللوحة الأم المحسنة، وفيما يلي سنتعرف على أنواع ذاكرة الوصول العشوائي

• DRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكي)
• SDRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكي المتزامن)
• DRDRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المباشرة من رامبوس)
• SRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة)
• VRAM (ذاكرة الوصول العشوائي للفيديو)
• الذاكرة الافتراضية

ما هي ذاكرة الكاش ميموري 

ذاكرة الكاش المؤقتة أو الذاكرة المخبأة هي ذاكرة التخزين المؤقت التي توجد على المعالج نفسه، وتستخدم لزيادة سرعة الكمبيوتر، وتعمل كمخزن مؤقت بين وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي، وهناك ثلاثة أنواع من ذاكرة التخزين المؤقت وهي L1 وL2 وL3، وإليك كيف تكون ذاكرة الكاش المؤقتة مفيدة من خلال الخطوات التالية

• الخطوة 1: طلبات وحدة المعالجة المركزية للبيانات.
• الخطوة 2: يقوم ذاكرة التخزين المؤقت بإرجاع البيانات إذا كانت متوفرة في وحدة التخزين الخاصة بها، مما يجعل العملية أسرع، وإذا لم يكن لديها البيانات المطلوبة، فإنها تطلب البيانات من الذاكرة العشوائية.
• الخطوة 3: تنسخ ذاكرة الوصول العشوائي البيانات إلى ذاكرة التخزين المؤقت.
• الخطوة 4: تتم معالجة البيانات في وحدة المعالجة المركزية.

كلما زادت ذاكرة التخزين المؤقت، زاد التحسن في الأداء، ويتضمن المعالجات الحديثة ذاكرة تخزين مؤقت تصل إلى 8 ميجابايت أو أكثر.

الفرق بين ذاكرة الكاش ميموري وذاكرة الرام 

تقوم ذاكرة الكاش ميموري وذاكرة الرام بوضع البيانات بالقرب من المعالج لتقليل زمن الاستجابة في أوقات الاستجابة، وعادة ما تكون ذاكرة التخزين المؤقت (الكاش ميموري) جزءا من وحدة المعالجة المركزية، أو جزءا من مجمع يتضمن وحدة المعالجة المركزية ومجموعة شرائح مجاورة، بينما تستخدم ذاكرة الرام للاحتفاظ بالبيانات والتعليمات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر بواسطة برنامج تنفيذ، وعادة من مواقع ذاكرة الوصول العشوائي، وفيما يلي سنتعرف على بعض الاختلافات الرئيسية بين ذاكرة الكاش ميموري والرام

• السرعة والتكلفة

عندما يتعلق الأمر بالسرعة، هناك اختلاف كبير بين ذاكرة الرام وذاكرة الكاش ميموري، نظرًا لأنها مدمجة في وحدة المعالجة المركزية أو على شريحة مجاورة للمعالج، تعمل ذاكرة الكاش ميموري لوحدة المعالجة المركزية بسرعة تتراوح بين 10 إلى 100 مرة أسرع من ذاكرة الرام RAM، ولا تتطلب سوى بضع نانوثانية للاستجابة لطلب وحدة المعالجة المركزية، عندما تصل وحدة المعالجة المركزية إلى ذاكرة الوصول العشوائي عبر اللوحة الأم للكمبيوتر، فإن ناقل النظام يحد من سرعته، ومع ذلك، فإن الوصول إلى بيانات ذاكرة الوصول العشوائي أسرع من ذاكرة القراءة فقط وأجهزة التخزين الميكانيكية، مثل الأقراص الثابتة والشريط، توفر الوسائط المغناطيسية الإدخال / الإخراج بمعدلات يقاس بالملي ثانية.

ذاكرة الكاش ميموري تكلف ثمنا أعلى، والفرق الرئيسي بينها وبين ذاكرة الرام هو أن التخزين المؤقت أغلى من الوصول العشوائي، ويتم استخدام ذاكرة فلاش بطيئة لتزويد ذاكرة التخزين المؤقت بمساحة إضافية على وحدات التحكم في القرص، وفي محاولة لتغيير خصائص زمن الوصول للقرص، خاصة مع زيادة سعة الأقراص وسرعة الوصول إلى البيانات، ولذلك فإن الفلاش أو محركات أقراص الحالة الصلبة سيحل في وقت ما في المستقبل محل الأقراص الصلبة المغناطيسية كوسيلة للتخزين الدائمة

• الاستخدام 

تُستخدم تقنية ذاكرة الكاش ميموري لجعل عمليات الكمبيوتر أكثر كفاءة،  باستخدام ذاكرة التخزين المؤقت، تحصل وحدة المعالجة المركزية على وصول أسرع إلى الإرشادات المستخدمة بشكل متكرر لتشغيل البرامج والبيانات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر، نظرًا لأنها مدمجة مباشرة في وحدة المعالجة المركزية، توفر الذاكرة المؤقتة أسرع وصول ممكن إلى مواقع الذاكرة، مما يدعم أداء أسرع لوحدة المعالجة المركزية، وعادةً ما يكون للرقائق المجاورة التي تحتوي على ذاكرة L2 و L3 مسار مباشر إلى وحدة المعالجة المركزية لتحسين الأداء.

ويتمثل أحد الاختلافات الرئيسية بين ذاكرة الوصول العشوائي (الرام) وذاكرة التخزين المؤقت ( الكاش ميموري) في استخدام ذاكرة الوصول العشوائي كمكان للاحتفاظ بنظام التشغيل والتطبيقات والبيانات المستخدمة، وتوفر ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لوحدة المعالجة المركزية وصولاً سريعًا إلى تلك البرامج والبيانات، لكن الرام RAM لها حدودها.

وبمجرد امتلاء ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر، يجب على المعالج إنشاء ذاكرة افتراضية لتعويض النقص في الذاكرة الفعلية، ويتم إنشاء الذاكرة الظاهرية عن طريق النقل المؤقت للبيانات غير النشطة من ذاكرة الوصول العشوائي إلى تخزين القرص، وذلك باستخدام الذاكرة النشطة في ذاكرة الوصول العشوائي RAM والذاكرة غير النشطة في محركات الأقراص الثابتة لتكوين عناوين متجاورة تحتوي على تطبيق وبياناته.