برای اولین بار:با ما به داخل حافظه رم (RAM) سفر کنید!

قطعات الکترونیکی سخت افزاری کامپیوتر دارای جنبه های طراحی بسیار ظریفی هستند که گاها باور آن بسیار سخت است.سخت افزارهای امروزی حاصل سالها تجربه و رشد دنیای تکنولوژی در این زمنیه هستند و آن قطعه ایی که همه ما به سادگی در دست می گیریم به واقع دنیایی از هنر مدرن الکترونیک دیجیتال و دنیای کامپیوتر در کنار یکدیگر است.حافظه رم (Random Access Memory) یکی از مهمترین قطعات سخت افزاری یک سیستم کامپیوتری است و به طور کلی تمامی سیستم هایی که نام پردازش دیجیتال در آنها وجود دارد،دارای حافظه های رم هستند.اما آیا تا به حال به دورن یک حافظه رم سفر کرده اید؟آیا میدانید درون آنها چه نکات شگفت انگیزی وجود دارد؟با ما همراه باشید.

همانطور که در ابتدا نیز به آن اشاره شد،تمامی سیستم هایی که از پردازش های دیجیتالی برخوردار هستند،از حافظه های رم استفاده می کنند.در بسیاری از مواقع این حافظه ها به برد مادر (Main) مجتمع و متصل هستند اما حافظه های رم در کامپیوتر های دسکتاپ و نوت بوک ها به شکلی دیگر هستند.حافظه رم در کامپیوتر های امروزی به شکل اسلات قرار دارد و در انواع و اقسام مدل ها و استانداردها تولید می گردد.حافظه رم نوعی حافظه پر سرعت با قابلیت خواندن/نوشتن اتفاقی است که از نوع غیر پایدار بوده و به منظور نگهداری اطلاعات به صورت موقت مورد استفاده قرار می گیرد.در بسیاری از سیستم عامل ها و الگوریتم های پردازشی،اطلاعات پیش از پردازش در حافظه رم قرار می گیرند.حافظه رم نیز با توجه به مدل و حجم،دارای IC های NAND و مجتمع های ترانزیستوری به منظور نگهداری اطلاعات است.به طور معمول یک چیپ وظیفه هدایت حافظه های رم را داراست.از آنجایی که ولتاژ مورد نیاز حافظه رم بسیار کم است (2.0~1.25 ولت) در نتیجه حرارت تولید شده توسط آن نیز به آسانی قابل دفع است.اینک سری می زنیم به تار و پود حافظه های رم.

اولین موردی که میتوان به اشاره کرد پایه های حافظه رم است.دلیل تعدد پایه ها ارسال و دریافت هر چه سریعتر اطلاعات است.البته برخی از پایه ها وظیفه انتقال جریان را بر عهده دارند.دندانه های قرار گرفته در بین پایه ها باعث جلوگیری از نصب اشتباه می گردد.

بردهای بسیار باریک توسط لایه های فشرده PCB تشکیل شده اند و قطعات بسیار کوچک SMD بر روی آنها قابل مشاهده هستند.این قطعات نسل جدید و جایگزین قطعات الکترونیکی سنتی مانند مقاومت و خازن هستند.این قطعات کوچک تراشه های حافظه را احاطه کرده اند و وظیفه آنها اطمنیان از رساندن دقیق جریان به تراشه ها است.

در تصویر زیر می توانید به اعماق لایه های PCB به خوبی اشراف داشته باشید.در اینجا کانال های ارتباطی “مسی” قابل مشاهده است.ارتباط های مسی در لایه های مختلف حرکت کرده و در نقاطی به حالت “نهشته” هستند که توسط یک فرآیند شیمایی پیچیده به لایه های PCB متصل می گردند.این لایه های مسی در بسیاری از قطعات سخت افزاری مانند کارت گرافیک و ماردبرد نیز به همین شیوه موجود هستند.تمامی لایه های PCB دارای خطوط جداگانه مسی هستند.

تراشه های حافظه وظیفه نگهداری و ذخیره موقت اطلاعات را بر عهده دارند.البته این تراشه ها در سالهای متوالی بسیار پیشرفت کرده و مرزهای سیلیکون را درنوردیده اند.در نسل جدید تراشه ها،کاهش سایز،افزایش حجم ذخیره سازی و کاهش مصرف جریان نیز لحاظ شده است.تراشه های مبتنی بر فناوری سیلیکون از طریق نقاط فلزی کوچک به PCB متصل می گردند.تا پیش از این IC های قدیمی به برد لحیم می شدند.

در تصویر زیر جایگاه اتصال پایه های تراشه های سیلیکونی مشخص است.تراشه ها از طریق دریافت پالس های الکترونیکی که از طریق این نقاط به آنها اعمال می گردد،فعالیت می کنند.لازم به ذکر است که بیرون آوردن این تراشه ها از برد کار آسانی نیست.

تصویر زیر یکی از جالب ترین قسمت های این کالبد شکافی است.در این تصویر تراشه سیلیکونی به وسیله تجهیزات مخصوص سمباده خورده و داخل آن مشخص است.لازم به ذکر است که این کار برای افراد عادی به هیچ وجه توصیه نمی شود چرا که درون آنها دارای عناصر خطرناک برای سلامتی است.هر چند که سمباده تراشه سیلیکونی نمیتواند به خوبی واقعیت های درون آن را آشکار سازد،اما همچنان دیدن آن خالی از لطف نیست.اطلاعات در همین سیلیکون ها قرار می گیرند.این طراحی اعجاب علم سخت افزار است.

در تصویر زیر سمباده شدن پایه های DIMM مشخص است.این پایه ها گاها به وسیله روکش طلا اندود می شوند.طلا بهترین رسانا برای الکترونیک است و این ماده در CPU و قطعات دیگر نیز استفاده می شود.سرعت و کیفیت انتقال اطلاعات بدین وسیله بسیار بالا می رود.در سرعت بسیار بالای انتقال اطلاعات،کوچکترین اشتباه میتواند باعث بهم ریختن کلی الگوریتم یک پردازش شود.

در آخرین تصویر میتوانید یک الگوی کامل و برش خورده از تمامی قسمت ها را در کنار هم مشاهده نمایید.ترکیبی از حافظه مبتنی بر سیلیکون،قطعات SMD،آثار مس،بسته بندی سخت افزاری و تمامی قسمت رم در یک نگاه.تمامی این فناوری ها گاها با پرداخت یک هزینه معقول در اختیار کاربران قرار خواهد کرد.این مطلب تنها بخش کوچکی از دنیای عظیم سخت افزار است که می تواند پاسخ گوی سوالات بسیاری در ذهن شما باشد.در حال حاضر آخرین نسل از حافظه های رم در کلاس DDR4  هستند که گاها یک اسلات قادر به نگهداری 128 گیگابایت حجم اطلاعات به صورت همزمان است.از سوی دیگر پردازنده نیز نقش مهمی در این ارتباط بر عهده دارد.تصاویر ذیل از جدیدترین نسل حافظه رم گرفته شده است.