از نظر فني همه چيز براي ظهور استاندارد جديد حافظه فراهم شده است. در واقع سامسونگ در نمايشگاه CES، ماژول هاي DDR4 را به نمايش گذاشت. اما آيا ما اکنون به اين شيفت تکنولوژيکي نياز داريم؟
در گذشته اي نه چندان دور، ارتقاء حافظه سيستم، مؤثرترين و ساده ترين روش براي تقويت عملکرد پي سي بود. قيمت هاي بالاي حافظه در آن زمان، به اين معنا بود که اغلب سيستم هاي از قبل پيکربندي شده و آماده تحويل، از ميزان حافظه RAM حداقلي برخوردار بودند و از سوي ديگر افزايش قدرت نرم افزارها و سيستم عامل شما را به زودي وادار به ارتقاء حافظه سيستم مي نمود.
اما امروزه وضعيت فرق کرده و حتي معمولي ترين سيستم ها، با 4 گيگابايت حافظه DDR3 RAM (به عنوان استاندارد) عرضه مي گردند. اما آيا اين بدان معناست که دوران ارتقاء حافظه به پايان رسيده است؟ به هيچ وجه.
اين امر فقط بدان معناست که با ارزان تر شدن حافظه، اگر سيستم شما از ابتدا داراي ميزان حافظه قابل توجهي است، شما در آينده اي دورتر به ارتقاي حافظه نياز پيدا خواهيد نمود.
اکنون 4 گيگابايت، يک حداقل ميزان حافظه محسوب مي گردد و 8 گيگابايت يک پيکربندي قابل توصيه به حساب مي آيد و اکنون 12گيگابايت به هيچوجه چيز عجيب و غريبي نيست. البته اين بدان معناست که با اين مقادير حافظه، شما به يک سيستم 64 بيتي نياز داريد.
آخرين تغييرات در اين عرصه، که به کندي صورت گرفت، انتقال از DDR2 به DDR3 بود. هنوز هم برخي سيستم ها (به خصوص لپ تاپ ها) با حافظه DDR2 عرضه مي شوند، اما آينده متعلق به DDR3 است. تنها سؤال باقيمانده اين است که واقعاً به چه ميزان حافظه نياز داريم؟
پردازنده هاي Core i7، از کنترلر حافظه سه کاناله پشتيباني مي نمايند. براي دستيابي به حداکثر عملکرد روي مادربردهاي X58، شما بايد روي هر سه کانال، حافظه DDR3 نصب کنيد. در مورد حافظه سه کاناله مفصل بحث مي کنيم. اما اجازه دهيد قدم به قدم پيش برويم.

آشنايي با انواع حافظه RAM
 

در ابتداي بحث، بهتر است بطور اجمالي با انواع حافظه آشنا شويم و با بررسي سير تکاملي آن به اجمال، به درک عميق تري از فناوري هاي جديد در اين حوزه دست خواهيم يافت.

DRAM
 

بطور مجازي، همه ماژول هاي حافظه از برخي از انواع حافظه RAM ديناميکي يا تراشه هاي DRAM استفاده مي کنند. مهم ترين نکته در مورد اين فناوري آن است که DRAM به منظور حفظ داده هاي خود نياز به شارژ مجدد و پريوديک دارد و نيز مهم ترين مزيت حافظه DRAM آن است که بسيار متراکم بوده، بدان معنا که شما مي توانيد مقدار زيادي از بيت هاي داده را در داخل يک تراشه خيلي کوچک ذخيره کنيد. همچنين اين نوع تراشه هاي حافظه داراي قيمت ارزاني هستند. در واقع، حافظه اصلي، از آن جهت حافظه RAM ناميده مي شود که مي توان به آن دسترسي غير ترتيبي داشت. به مرور زمان، تعريف RAM از يک عبارت با حروف اختصاري ساده، به چيزي که بعنوان فضاي کاري حافظه اصلي پردازنده مورد استفاده قرار مي گيرد، تغيير يافته است و متداول ترين نوع آن DRAM مي باشد. DRAM در واقع دو معني دارد.
يکي اينکه اطلاعات را مي توان بارها و بارها روي حافظه RAM بازنويسي نمود. معناي دوم اين مفهوم آن است که حافظه هاي DRAM الزام مي دارند که داده ها، هر چند ميلي ثانيه يکبار، مجدداً روي اين نوع حافظه بازنويسي گشته يا به اصطلاح Refresh گردند.
سرعت انواع اوليه حافظه DRAM، همانند مواردي از FPM و EDO، بر اساس زمان دسترسي بر حسب نانوثانيه بيان مي گرديد. اکنون ديگر اين نوع حافظه منسوخ شده اند و جاي خود را به ساير انواع DRAM که جديدترين آن ها DDR3 نام دارد، داده اند.
در واقع، سلول هاي حافظه در يک تراشه DRAM، از جنس خازن هاي کوچکي هستند که با استفاده از ذخيره سازي بار الکتريکي در خود، اطلاعات يک بيت از داده را در خود ذخيره مي کنند. اما مشکل اينجاست که آن ها داراي ماهيت ديناميکي بوده و به تدريج بار الکتريکي خود را از دست مي دهند و به دليل طرح خاص خود، مي بايست دائماً نوسازي گردند. در غير اين صورت بارهاي الکتريکي در تک تک خازن هاي حافظه، از دست خواهد رفت و داده ها پاک مي شوند.
از طرفي، نوسازي اطلاعات حافظه، وقت پردازنده را مي گيرد که اين مسئله در گذشته خيلي پر رنگ تر بود. در سيستم هاي قديمي تر، سيکل بازسازي داده ها، تا 10 درصد يا بيشتر از کل زمان CPU را به خود اختصاص مي داد. اما در سيستم هاي جديد با فرکانس پردازنده چند گيگاهرتز، سيکل بازسازي حافظه کمتر از 1 درصد کل زمان CPU مي باشد. حافظه هاي DRAM، فقط از يک زوج ترانزيستور و خازن (به ازاي هر بيت داده) استفاده مي کنند و اين امر امکان مي دهد که آن ها بسيار متراکم بوده و ظرفيت حافظه بيشتري را به ازاي هر تراشه نسبت به ساير انواع حافظه ارائه نمايند. اخيراً تراشه هاي DRAM با چگالي هايي تا 16 گيگابيت و اين بدان معناست که تراشه هاي DRAM با 16 ميليارد ترانزيستور يا بيشتر ساخته شده اند. اين عدد خيلي بيشتر از ترانزيستورهاي داخل پردازندهاست. اما مي بايست به اين نکته توجه کنيد که در يک تراشه حافظه، ترانزيستورها و خازن ها، در يک شبکه منظم و معمولاً مربع شکل از ساختارهاي تکراري ساده ترتيب بندي شده اند. برخلاف پردازنده که يک مدار پيچيده تر از ساختارهاي متفاوت بوده و داراي عناصري است که در يک سبک نامنظم به يکديگر متصل مي باشند.
کار ترانزيستور در يک تراشه DRAM آن است که وضعيت بار خازن مجاور خود را بررسي مي کند. اگر خازن باردار باشد، سلول داراي محتواي «1» مي باشد. در صورت عدم وجود بار، محتواي داده اي آن، «0» خواهد بود. بار موجود در خازن هاي کوچک، دائماً در حال خالي شدن بوده و به همين دليل اين سلول ها مي بايست دائماً نوسازي گردند.

SRAM
 

حافظه RAM استاتيکي، نوعي از حافظه RAM مي باشد که براي حفظ محتويات خود به نوسازي پريوديک سلول هاي خود نيازي ندارد. اين مشخصه مهم RAM بدان معناست که داده ها فقط هنگامي ذخيره مي شوند که توان الکتريکي موجود باشد. شايد بپرسيد عمل نوسازي به چه معناست؟ عمل نوسازي يا refreshing حافظه، به معناي خواندن اطلاعات از يک منطقه خاص از حافظه و نوشتن مجدد آن اطلاعات (بدون کوچکترين اصلاحي روي آن) در همان منطقه ازحافظه است. نوع معماري SRAM اين امکان را مي دهد که به نوسازي سلول هاي حافظه نيازي نباشد.
به دليل طرح خاص SRAM، نه تنها نيازي به بازسازي سلول ها نيست بلکه SRAM خيلي سريع تر از DRAM عمل نموده و قادر به همگام شدن با سرعت هاي پردازنده هاي جديد مي باشد. در طراحي حافظهSRAM، يک مجموعه از شش ترانزيستور براي هر بيت حافظه در نظر گرفته شده است. استفاده از ترانزيستورها (بدون خازن ها)، بدان معناست که نيازي به بازسازي متناوب سلول هاي حافظه نمي باشد. زيرا هيچ خازني وجود ندارد که با گذشت زمان بار خود را از دست بدهد. مادامي که توان الکتريکي لازم به سلول هاي حافظه اعمال گردد، حافظه SRAM اطلاعات خود را حفظ خواهد نمود. با توجه به اين خصيصه ها چرا از حافظه SRAM براي همه واحد حافظه سيستم استفاده نمي گردد؟ پاسخ اين سؤال ساده است: در مقايسه باDRAM، حافظه SRAM خيلي سريع تر مي باشد، اما در عين حال به لحاظ تراکم يا چگالي سلول هاي حافظه، از حافظه DRAM خيلي عقب تر بوده و نيز از آن خيلي گران تر است. تراکم کمتر سلول هاي حافظه بدان معناست که تراشه هاي SRAM به لحاظ فيزيکي بزرگتر هستند و در کل، تعداد بيت هاي داده بسيار کمتري را در خود ذخيره مي کنند. تعداد زياد ترانزيستورها و طرح خوشه اي اين حافظه بدان معناست که تراشه هاي SRAM هم به لحاظ فيزيکي، بزرگتر از تراشه هاي DRAM هستند و هم از جنبه توليد، گران تر از آن تمام مي شوند.
با وجوديکه حافظه SRAM براي استفاده در کامپيوترهاي شخصي (بعنوان حافظه اصلي )خيلي گران مي باشد، طراحان PC، روشي را براي استفاده مؤثر از SRAM يافته اند. به جاي پرداخت هزينه براي حافظه SRAM، بعنوان حافظه اصلي سيستم که بتواند با سرعت CPU سازگاري داشته باشد، مقدار کوچکي از حافظه SRAM بعنوان حافظه کاشه در سيستم هاي کامپيوتري مورد استفاده قرار مي گيرد. حافظه کاشه با سرعت هاي نزديک يا حتي معادل با سرعت پردازنده عمل نموده و اين همان حافظه ايست که پردازنده معمولاً مستقيماً اطلاعات را از روي آن مي خواند و يا روي آن مي نويسد. در طي عمليات خواندن، داده ها در حافظه کاشه سريع، در اختيار پردازنده کامپيوتر قرار مي گيرد.
براي فهم بهتر حافظه فيزيکي يک سيستم، شما مي بايست ببينيد که آن ها در کجا قرار دارند و چگونه خود را با سيستم وفق مي دهند. سه نوع اصلي حافظه فيزيکي که در کامپيوترهاي شخصي امروزي مورد استفاده قرار مي گيرند شامل ROM ،DRAM و SRAM مي گردند تنها نوع حافظه که شما نياز به خريد و نصب آن روي سيستم داريد، حافظه DRAM مي باشد. ساير انواع حافظه، بصورت داخلي در مادربرد (ROM)، پردازنده (SRAM) و ساير قطعات مثل کارت ويدئويي، ديسک هاي سخت و غيره مورد استفاده قرار مي گيرند.

SDRAM
 

DRAM سنکرون (SDRAM)، اولين نوع حافظه محسوب مي شود که همگام با باس پردازنده (اتصال بين پردازنده و ساير قطعات روي مادربرد) اجرا مي شود. اغلب ماژول هاي 168پين DIMM، از حافظه SDRAM استفاده مي کنند. حافظه SDRAM، اطلاعات را با سرعت خيلي بالا انتقال مي دهد، زيرا سيگنال ها از قبل با ساعت مادربرد همزمان گشته اند.
براي تعيين آنکه آيا يک ماژول DIMM از حافظه SDRAM استفاده مي کند، اطلاعات مربوط به سرعت آن را چک کنيد. مقاديري مثل PC100،PC133 و PC66 و غيره.

DDR SDRAM
 

نسل دوم سيستم هايي که SDRAM را اجرا نمودند، از DDR SDRAM بهره گيري نمودند که در آن، داده ها دو برابر سريع تر منتقل مي شوند. به جاي دو برابر کردن فرکانس ساعت، حافظه DDR با انتقال دو برابر داده به ازاي هر سيکل انتقال، به سرعت دو برابر دست مي يابد: يک انتقال داده در لبه پايين رونده و ديگري در لبه بالا رونده هر سيکل صورت مي گيرد. اين مشابه با روشي است که SDRAM عمل مي نمايد و بدين وسيله نرخ انتقال را دو برابر مي کند.
SDRAM DDR در طي سال 2000 به بازار عرضه گرديد اما تا ظهور مادربردها و چيپ ست هاي پشتيباني کننده از آن، تا سال 2001 نتوانست سهمي از بازار را به خود اختصاص دهد. SDRAM DDR از يک ماژول جديد DIMM با 184 پين استفاده مي کند. DIMM DDRها، داراي تنوعي از سرعت ها بوده و معمولاً به ولتاژ 2.5 ولت نياز دارند. آن ها اساساً شکل توسعه يافته اي از DIMM SDRAMهاي استاندارد مي باشند که براي پشتيباني از double Clocking که در آنجا به ازاي هر سيکل ساعت، دو انتقال صورت مي گيرد، مجدداً طراحي گشتند. براي متمايز شدن از DDR ،SDRAM معمولي اغلب، SDR ناميده مي شود.

DDR2 SDRAM
 

DDR2 SDRAM، يک نسخه سريع تر از حافظه SDRAM DDR مي باشد: اين نوع حافظه داراي خروجي قوي تر با استفاده از زوج هاي تفاضلي از سيم هاي انتقال سيگنال به منظور امکان سيگنالينگ سريع تر، بدون نويز و مشکلات تداخل مي باشد. حافظه DDR2 همانند حافظه DDR، داراي نرخ ارسال دو برابر مي باشد اما روش سيگنالينگ اصلاح شده آن، امکان دستيابي به سرعت هاي بالاتر با ايمني بيشتر در مقابل نويز را بين سيگنال ها فراهم مي نمايد. سينگال هاي اضافي مورد نياز براي زوج هاي تفاضلي، سبب افزايش تعداد پين ها مي گردد. DDR2 DIMMها داراي 240 پين مي باشند که طبعاً از 184پين حافظه DDR، بيشتر است. مشخصه اصلي DDR در 400 مگاهرتز به سقف خود مي رسد در حالي که حافظه DDR2 در فرکانس 400 مگاهرتز آغاز گشته و تا 1066 مگاهرتز ادامه پيدا مي کند.
DDR2 DIMM ها، شباهت زيادي به DDR DIMMها دارند اما داراي پين هاي بيشتري نسبت به آن ها بوده و از شکاف هاي متفاوتي براي جلوگيري از نصب اشتباه حافظه، استفاده مي کنند. ماژول حافظه DDR2 داراي 240 پين مي باشد که اين تعداد به طور قابل توجهي بيش از حافظه DDR متعارف يا SDRAM DIMM مي باشد.
علاوه بر فراهم نمودن سرعت ها و عرض باند بيشتر، DDR2 داراي مزاياي ديگري مي باشد. اين حافظه از ولتاژ کمتري نسبت به حافظه متداول DDR استفاده مي نمايد (‎1.8V در مقايسه با ‎2.5V). بنايراين مصرف توان و توليد حرارت کاهش مي يابد. از آنجائيکه روي تراشه هاي DDR 2، به تعداد پين هاي بيشتري نياز داريم، اين تراشه ها معمولاً از روش بسته بندي FPGA به جاي TSOP استفاده مي کنند.
در آوريل سال 1998، کنسرسيوم JEDEC و اعضاي آن، کار روي مشخصه DDR2 را آغاز نموده و در ماه سپتامبر سال 2003، اين استاندارد را عرضه نمودند. توليد تراشه DDR2 از اواسط سال 2003 آغاز گرديد و اولين چيپ ست ها، مادربردها و سيستم هايي که از DDR2 پشتيباني مي نمودند در اواسط سال 2004 به بازار عرضه شدند. توليد با حجم انبوه تراشه هاي DDR2 و ماژول هاي آن در اواخر سال 2003 آغاز گرديد و عرضه چيپ ست ها و مادربردهاي پشتيباني کننده از اين نوع حافظه در اواسط سال 2004 وارد بازار شد. گزينه هاي ديگري از حافظه DDR2 همانند G-DDR2 (‏DDR2 گرافيکي) در برخي از کارت هاي گرافيکي سطح بالا نيز استفاده مي گردد. پشتيباني گسترده از DDR2 در سيستم هاي مبتني بر اينتل در سال 2005 آغاز گرديد. فقدان پشتيباني از DDR2 در سيستم هاي AMD در سال 2005 کاملاً مشهود بود که در آن زمان خانواده پردازنده هاي Athlon 64 و Opteron از کنترلرهاي مجتمع حافظه DDR استفاده مي کردند. سيستم هاي مبتني بر پردازنده AMD در نيمه سال 2006 (با عرضه مادربردهاي مجهز به سوکت AM2)، پشتيباني از DDR2 را آغاز نمودند (سوکت F نيز از حافظه DDR2 پشتيباني مي کند).
توجه به اين نکته جالب است که AMD دو سال بعد از اينتل، از DDR به DDR2 سوئيچ نمود. چرا که AMD به جاي قرار دادن کنترلر حافظه در چيپ ست پل شمالي، آن را در خود آتلون 64 (و پردازنده هاي بعد از آن) تعبيه نمود. عليرغم جنبه هاي مثبتي که در اين کار وجود دارد، يک جنبه منفي اين امر، عدم سازگاري سريع با معماري هاي جديد حافظه مي باشد زيرا انجام اين کار نياز به طراحي مجدد پردازنده و سوکت پردازنده را در پي خواهد داشت. اگرچه با عرضه پردازنده هاي Core i7 در سال 2008، اينتل کنترلر حافظه از چيپ ست به پردازنده منتقل نمود.

DDR3
 

DDR3 آخرين استاندارد حافظه JEDEC مي باشد. اين استاندارد، امکان ارائه سطوح عملکرد بالاتر همراه با مصرف پايين تر و قابليت اعتماد بالاتر نسبت به DDR2 را فراهم مي نمايد. JEDEC کار روي مشخصه هاي DDR3 را از ژوئن 2002 آغاز نمود و اولين ماژول حافظه DDR3 و چيپ ست هاي پشتيبان (نسخه هاي سري ‎3xx اينتل)، براي سيستم هاي مبتني بر اينتل، در نيمه سال 2007 آغاز گرديد. بواسطه هزينه بالاي اوليه و پشتيباني محدود، DDR3 تا اواخر سال 2008 (يعني هنگاميکه اينتل پردازنده Core i7 را با کنترلر حافظه سه کاناله DDR3 ارائه نمود) محبوبيت چنداني نيافت. در اوائل 2009، هنگاميکه AMD نسخه هاي Phenom ll با سوکت AM3 (اولين پردازنده AMD که از DDR3 پشتيباني مي نمود) را عرضه نمود، محبوبيت DDR3 افزايش يافت. در طي سال 2009، با داشتن پشتيباني کامل هر دو شرکت اينتل و AMD، قيمت هاي حافظه DDR3 شروع به رقابت با DDR2 نمود. ماژول هاي DDR3، از طرح هاي يپيشرفته سيگنال شامل Self-driver calibration و data synchronization همراه با يک سنسور حرارتي onboard بهره گيري مي نمايند. حافظه DDR3 به ‎1.5Vبرق نياز دارد که بيست درصد کمتر از ولتاژ‎ 1.8Vمورد استفاده در DDR2است. ولتاژ کمتر همراه با راندمان بالاتر، در کل مصرف توان را در مقايسه باDDR2 به ميزان سي درصد کاهش مي دهد.
DDR3 مناسب ترين گزينه براي سيستم هايي است که در آنها باس پردازنده/حافظه، با فرکانس ‎1333MHzو بالاتر کار مي کنند (که از حداکثر ميزان ‎1066MHzپشتيباني شده توسط DDR2 بيشتر است). براي حافظه هاي سريع تر در سيستم هاي استاندارد (اور کلاک نشده)، ماژول هاي DDR3 با مشخصه PC3-10600 و PC3-12800 به ترتيب سرعت ارسال بايت 1066MBpsو ‎12800MBpsامکان پذير مي سازند. هنگاميکه با قابليت دو کاناله ترکيب شود، يک زوج ماژول PC3-12800، منجر به خروجي کل ‎25600MBps مي گردد. پردازنده هايي با پشتيباني سه کاناله (همانند Core 7)، با استفاده از DDR3-1333 و DDR3-1600، داراي عرض باندهاي حافظه، بترتيب 32000MBpsو ‎38400MBps مي باشند. جدول زير انواع ماژول هاي حافظه DDR3 و مشخصه هاي عرض باند آنها را نشان مي دهد.
ماژول هاي 240 پين DDR3، در تعداد پين، اندازه و شکل با ماژول هاي DDR2 مشابه هستند؛ اگرچه ماژول هاي DDR3 با مدارات DDR2 ناسازگار بوده و غيرقابل جابجايي مي باشند.

حافظه سه کاناله
 

حافظه سه کاناله يک نوع معماري سيستمي است که به لحاظ تئوري، براي سه برابر کردن حداکثر عرض باند حافظه، نسبت به سيستم هاي تک کاناله معادل، طراحي مي گردد. سه کاناله بودن، مشخصه معماري مادربرد است نه خود حافظه. ما قبلاً معماري هاي تک کانال و دو کاناله را داشتيم. ويژگي سه کاناله بودن، گسترشي از معماري هاي قبلي است.
اهميت سه کاناله بودن مادربرد بدين لحاظ است که آخرين نسل سي پي يو اينتل (Core i7) و چيپ ست X58 اکنون از ماژول هاي حافظه در گروه هاي سه تايي (يا سه کاناله) پشتيباني مي کنند. معماري آخرين CPU اينتل (Core i7) به منظور ايجاد ارتباط سريع و موثرتر بين سي پي يو و حافظه، تغيير نموده است.
نکته مهم اين است که پيکربندي هاي سه کاناله تنها با ماژول هاي حافظه DDR3 امکان پذير هستند. نيازي به ماژول خاصي نيست، فقط ماژول هاي استاندارد JEDEC از نوع DDR3 (مادامي که به عنوان يک کيت سه تايي خريداري شوند)، مناسب خواهند بود.
عليرغم اينکه بسياري از مادربردهاي جديد مبتني بر حافظه سه کاناله، به کاربر امکان مي دهند تا از مود يک، دو يا سه کاناله استفاده نمايد، اما اگر مايليد که سيستم در مود سه کاناله کار کند، بايد حافظه را به صورت مجموعه هاي سه تايي نصب کنيد.

حافظه سه کاناله چگونه عمل مي کند؟
 

در يک سيستم تک کاناله، ماژول هاي حافظه روي يک کانال نصب مي شوند و فقط يک مسير براي دسترسي به کنترلر حافظه وجود دارد که ارتباط داده اي بين حافظه نصب شده و بقيه سيستم را مديريت مي کند.
در سيستم هاي حافظه دو کاناله، ماژول هاي حافظه روي دو کانال جداگانه (هر يک با مسيرهاي جداگانه به کنترلر حافظه ) نصب مي شوند و بدينگونه عرض باند داده اي پيک را دو برابر مي کنند.
در سيستم هاي حافظه سه کاناله، ماژول هاي حافظه روي سه کانال جداگانه (هر يک با مسير مستقل به کنترلر حافظه ) نصب مي شوند و بدينگونه عرض باند پيک (به لحاظ تئوري) در مقايسه با مود تک کاناله، سه برابر مي شود. لطفاً توجه داشته باشيد که پردازنده Core i7، داراي يک کنترلر حافظه مجتمع مي باشد و مزيت آن اين است که باس جلويي (FSB) و تاخير مرتبط با آن اکنون از سيستم حذف گرديده است.

حافظه هاي DDR3 سه گانه چگونه نصب مي شوند؟
 

براي بهره گيري کامل از يک سيستم در مود سه کاناله، ماژول هاي حافظه مي بايست در مجموعه اي از ماژول هاي مشابه (ظرفيت و سرعت يکسان) سه تايي نصب شوند. ماژول ها بايد در اولين بانک نصب شوند و کاربران بايد از الزامات خاصي که سازنده مادربرد تعيين نموده پيروي نمايند. مجموعه دوم از ماژول هاي سه تايي نيز بايد با يکديگر مشابه بوده و مطابق با روش مذکور نصب شوند. براي کمک به جداسازي بانک 1از بانک 2، سازندگان مادربرد معمولاً از رنگ هاي مختلف براي شناسايي بانک هاي متمايز استفاده مي کنند.
لزومي ندارد که ماژول هاي بانک 1 با آنچه روي ماژول دوم نصب مي شود، به لحاظ ظرفيت يکسان باشند. اما اگر در داخل يک بانک، از ظرفيت ها و سرعت هاي مشابهي استفاده نشود، سيستم بطور اتوماتيک و بدون توجه به پيکربندي ماژول، به مود تک کاناله يا دو کاناله سوئيچ مي کند.
در واقع ماژول هاي DDR3، در گروه هاي خاصي از اسلات هاي حافظه به نام کانال نصب مي شوند.

در يک حداقل، DIMM#2 در کانال هاي A،B و C به منظور فعال نمودن عرض باند سه کاناله، با حافظه پر شوند.
در مورد ساير پيکربندي ها، از جدول ساده شماره (1) استفاده نماييد.
اصولاً هر چيپ ست قادر به پشتيباني از حافظه سه کاناله بايد از قواعد ذيل پيروي نمايد:
* همه ماژول ها مي بايست از سرعت يکساني برخوردار باشند.
* همه ماژول ها بايد هم ظرفيت باشند.
* همه ماژول ها مي بايست از تاخير (latency) يکساني برخوردار باشند.
* همه حافظه پيکربندي شده در سيستم، بايد در فرکانس و تاخير کندترين DIMM مادربرد اجرا گردند. به عنوان مثال اگر يک حافظه PC3-1066 با زمانبندي 10/10/10 با دو حافظه PC3-1333 مزدوج گردد، PC3-1066 و تاخير 10/10/10اجرا خواهد گرديد.

ساير انواع حافظه
 

حافظه فقط خواندني يا ROM، نوعي حافظه است که مي تواند به طور دائمي يا نيمه دائمي داده ها را نگهداري نمايد. از آن جهت به آن حافظه فقط خواندني مي گويند که نوشتن مجدد روي آن يا غير ممکن يا بسيار مشکل مي باشد. ROM همچنين، حافظه غير فرار ناميده مي شود زيرا هر داده اي که روي آن ذخيره مي شود، حتي پس از قطع برق نيز در آن حفظ مي گردد. بنابراين ROM مکاني ايده آل براي قراردادن دستورالعمل هاي Startup کامپيوتر شخصي مي باشد؛ بدان معنا که نرم افزاري که سيستم را بوت مي کند (بايوس) مي بايست در داخل اين حافظه نگهداري نماييد.
براي مثال هنگامي که کامپيوتر را روشن مي کنيم، پردازنده به طور اتوماتيک به آدرس FFFF0h پرش نموده و در آنجا به دنبال دستورالعمل هايي مي گردد که به کامپيوتر مي گويند چه کاري انجام دهد. اين امکان دقيقاً از انتهاي اولين مگابايت فضاي RAM و نيز انتهاي خود حافظه‏ROM‏، ‎16بايت طول دارد. در صورتي که اين مکان در داخل تراشه هاي منظم RAM نگاشت گردد، هر داده ذخيره شده در آنجا هنگام قطع توان، پاک مي گردد و پردازنده دفعه بعد هنگام روشن کردن کامپيوتر، دستورالعملي را در آنجا نخواهد يافت. با قراردادن يک تراشه ROMدر اين آدرس، يک برنامه Startup سيستمي مي تواند به طور دائمي در داخل ROM بار گذاري گشته و هر بار سيستم روشن مي شود، قابل دسترس خواهد بود.
برنامه اصلي بايوس ROM در داخل يک تراشه ROM روي مادربرد قراردارد، اما کارت آداپتور با تراشه هاي ROM، داراي روتين هاي بايوس ثانوي بوده و درايورهاي مورد نياز براي يک کارت الحاقي خاص، (به ويژه کارت هاي سخت افزاري که مي بايست در طي فرايند بوت فعال باشند مثل کارت هاي ويدئويي) در داخل تراشه اصلي مادربرد قرار مي گيرند.
کارت هايي که نيازي به درايورهاي فعال در طي پروسه بوت ندارند (همانند کارت هاي صوتي ) معمولاً نيازي به تراشه ROM ندارند زيرا اين درايورها را بعداً مي توان از روي ديسک سخت فراخواني نمود.
از آنجائيکه بايوس، بخش اصلي کد ذخيره شده در ROM مي باشد، ما غالب ROM را، ROM BIOS مي ناميم. در PCهاي قديمي تر، ROM BIOS مي تواند شامل 5 يا 6 تراشه باشد. اما اغلب PCهاي امروزي فقط يک تراشه ROM دارند.
ROMهاي کارت آداپتور، همانند آنهايي که به وسيله کارت هاي ويدئويي، اسکازي وکارت هاي شبکه (در ايستگاه هاي کاري بدون ديسک) مورد استفاده قرار مي گيرند در طي اولين بخش پروسه بوت (POST) به طور اتوماتيک به وسيله ROM مادربرد، اسکن شده و خوانده مي شوند. ROM مادربرد، محيطي ويژه از حافظه RAM رزرو شده براي ROMهاي آداپتور (آدرس C0000-DFFFFh) را با هدف يافتن فايل هاي ‎55AAh Singnature (که نشان دهنده شروع يک ROM مي باشند) را جستجو نموده و مي خواند.
همه ROMهاي آداپتور مي بايست با‎55AAh آغاز شوند در غير اينصورت، مادربرد نمي تواند آنها را تشخيص دهد. بايت سوم نشان مي دهد که اندازه ROM در واحد هاي 512 بايتي به نام Paragraphs تخصيص داده شده و بايت چهارم، شروع واقعي برنامه هاي درايور مي باشد. بايت اندازه به وسيله ROM مادربرد براي اهداف تست مورد استفاده قرار مي گيرد. ROM مادربرد، همه بايت هاي ROM را به يکديگر اضافه نموده و حاصل جمع را به تعداد بايت ها تقسيم مي کند. نتيجه مي بايست يک باقيمانده ‎100hرا توليد نمايد. بدينگونه هنگام ايجاد يک ROM براي يک آداپتور، برنامه نويس معمولاً از يک بايت fill در انتها براي عمليات Checksum استفاده مي نمايد. با استفاده از اين Checksum، مادربرد هر ROM آداپتور را در طي POST تست نموده و هر موردي که دچار اشکال شده باشد را علامت گذاري مي کند.
بايوس مادربرد به طور اتوماتيک اين برنامه را در هر يک از آداپتورها اجرا مي نمايد. شما اين مساله را در اغلب سيستم ها هنگام روشن نمودن کامپيوتر و اجرا ي عمليات POST مشاهده مي کنيد.

انواع تراشه هاي ROM
 

چهار نوع اصلي تراشه هاي ROM که در PCهاي امروزي مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از:
ROM *‎ (حافظه فقط خواندني)
* PROM (حافظه ROM قابل برنامه ريزي)
* EPROM (حافظه PROM قابل پاک شدن)
* EEPROM (حافظه PROM قابل پاک شدن به طور الکتريکي که از آن گاهي اوقات بعنوان Flash ROM ياد مي شود)
بدون توجه به نوع تراشه ROMکه سيستم شما استفاده مي نمايد، اصولاً داده هاي ذخيره شده در يک تراشه ROM، غير فرار بوده و در غير از مواردي که به طور عمدي پاک مي شوند، داده ها را در خود حفظ مي نمايد. اساساً، اغلب تراشه هاي ROM به گونه اي ساخته مي شدند که اطلاعات باينري در همان زمان ساخت تراشه، به داخل آنها منتقل مي گرديد. غالب تراشه از نوع سيليکون بود. اين نوع تراشه ها Mask ROM ناميده مي شوند زيرا داده ها در داخل ماسکي که غالب تراشه ROM به طور فوتوليتوگرافي از آن توليد مي گرديد، شکل مي گيرد. اين نوع روش ساخت، تنها در صورتي اقتصادي است که شما صدها هزار تراشه ROM را با اطلاعات يکسان توليد نماييد. اگر حتي يک بيت از داده ها تغيير نمايد شما مي بايست ماسک تراشه را تغيير دهيد که اين به لحاظ اقتصادي اصلاً مقرون به صرفه نمي باشد. به دليل هزينه هاي بالا و عدم انعطاف پذيري اکنون ديگر از تراشه هاي Mask ROM استفاده نمي گردد.

PROM
 

PROMها نوعي از حافظه ROM هستند که در ابتدا هنگام عرضه به مشتري، خالي از اطلاعات بود و توسط مشتري برنامه ريزي مي گردند. تراشه PROM، در اواخر دهه 70 ميلادي توسط شرکت Texas instruments ابداع گرديد و در اندازه هايي از يک کيلوبايت تا دو مگابايت و بيشتر در دسترس مي باشند. آن ها مي توانند به وسيله شماره قطعه خود شناسايي گردند. براي مثال اغلب کامپيوترهاي شخصي که از تراشه هاي PROM استفاده مي نمايند داراي تراشه هاي PROM با شماره قطعه 27512 يا 271000 مي باشند که بترتيب، داراي ظرفيت 64 کيلوبايت يا 128کيلوبايت هستند.
با وجوديکه گفتيم اين تراشه ها در ابتدا خالي از داده ها مي باشند، در واقع به لحاظ فني آن ها در ابتداي عرضه به مشتري، داراي اطلاعات «1»باينري، در تمام سلول هاي حافظه خود هستند. به عبارت ديگر يک تراشه ROM يک مگابيتي، داراي يک ميليون مکان بيت مي باشد که هر يک از آن ها حاوي يک عدد 1باينري هستند. سپس يک تراشه PROM خالي را مي توان با داده هاي مورد نظر پر نمود. براي اين کار به يک دستگاه مخصوص به نام ROM Programmer نياز داريم.

EPROM
 

شکلي از تراشه PROM که از محبوبيت بسيار بالايي برخوردار است، تراشه EPROM ناميده مي شود. يک تراشه EPROM، قابل پاک شدن مجدد اطلاعات مي باشد. يک تراشه EPROM را مي توان به سادگي از طريق پنجره کريستال کوارتز شفاف آن (که روي سطح قالب تراشه تعبيه شده است) تشخيص داد. تراشه هاي EPROM داراي طرح شماره گذاري قطعه 27xxxxهستند و به جز وجود يک پنجره کريستالي شفاف در بالاي قالب تراشه، کاملاً شبيه تراشه هاي PROM مي باشند.
هدف استفاده از اين پنجره، امکان استفاده از نور فرابنفش براي نفوذ به قالب تراشه و پاک کردن محتويات تراشه مي باشد. از پنجره کريستال کوارتز استفاده مي گردد زيرا اشعه فرابنفش نمي تواند از شيشه معمولي عبور کند. البته وجود پنجره کوارتز باعث مي گردد که تراشه هاي EPROM گران تر از تراشه هاي OTP PROM باشند.
نور فرابنفش با ايجاد يک واکنش شيميايي که باعث جوش خوردن نقاط اتصال قطع شده فيوزها مي گردد، تراشه را پاک مي کند. بدينگونه هر 0 باينري در داخل تراشه، تبديل به 1باينري مي گردد و تراشه به حالت اوليه خود که در آن همه سلول هاي حافظه، مبين عدد 1باينري هستند،تبديل مي شود. اشعه فرابنفش مي بايست در طول موج 2537 آنگسترم و شدت نور نسبتاً بالاي uw/cm2 12000 مي باشد که مي بايست از فاصله 2 تا 3سانتيمتري روي تراشه بتابد. مدت زمان لازم براي پاک شدن محتويات تراشه، 5 تا 15دقيقه مي باشد. يک دستگاه EPROM eraser، داراي يک منبع نور فرابنفش مي باشد که شما تراشه ها را در داخل اين دستگاه در معرض نور فرابنفش قرار مي دهيد. برخي دستگاه هاي EPROM eraser حرفه اي، تا 50 تراشه EPROM را در آن واحد پاک مي کنند.
پنجره کريستال کوارتز روي يک تراشه EPROM، معمولاً به وسيله يک نوار باريک پوشانده مي شود که اين کار مانع آن مي گردد که تراشه در معرض نور فرابنفش به طور غير عمدي قرار گيرد. نور فرابنفش موجود در اشعه خورشيد و حتي روشنايي استاندارد اتاق مي تواند سبب تغيير محتويات تراشه EPROM گردد. به اين دليل پس از آنکه تراشه، برنامه ريزي گرديد، شما مي بايست با استفاده از يک نوار باريک، پنجره روي تراشه را بپوشانيد.

EEPROM
 

نوع جديدتري از تراشه ROM، تراشه EEPROM نام دارد که به معناي تراشه PROM است که بطور الکتريکي قابل پاک شدن است. اين نوع تراشه ها همچنين flash ROM ناميده مي شوند و به واسطه قابليت شان در پاک شدن و برنامه ريزي مجدد مستقيماً در داخل مدار الکتريکي (بدون هيچ تجهيزات خاصي) شناسايي مي گردند. با استفاده از يک تراشه EEPROM يا flash ROM شما مي توانيد محتويات تراشه ROM مادربرد را بدون برداشتن اين تراشه از روي سيستم يا حتي باز کردن کيس سيستم، پاک نموده و برنامه ريزي مجدد نماييد.
هنگام استفاده از يک تراشه EEPROM، نيازي به دستگاه هاي ROM Programmer يا EPROM eraser نمي باشد. همه مادربردهاي ساخته شده از سال 1994به بعد از تراشه هاي EEPROMاستفاده مي کنند. شماره قطعه تراشه هاي EEPROM,28xxxx ياxxxx‎ ‎‏29مي باشد. همچنين اين تراشه ها فاقد پنجره کوارتز مي باشند. وجود تراشه EEPROM يا flash ROM در داخل مادربرد بدان معناست که اکنون مي توانيد بدون نياز به تعويض تراشه آن را ارتقاء دهيد. در اغلب موارد شما بايوس جديد را از سايت وب سازنده مادربرد در يافت نموده و سپس با استفاده از يک برنامه مخصوص، محتويات تراشه ROM مادربرد خود را روزآمد مي نماييد.

مشخصه هاي عملياتي
 

ماژول هاي حافظه، را مي توان به روش هاي زير طبقه بندي نمود:
* مقدار حافظه (برحسب بيت) موجود روي ماژول
* تفاوت هاي بين حافظهParity و non-parity
* تفاوت هاي بين حافظه ECC و non-ECC
* تفاوت هاي بين registered و unbuffered
در ادامه قصد داريم به بحث روي اين مشخص هاي عملياتي بپردازيم:

مقايسه ماژول هاي حافظه
 

همه سيستم هاي ساخته شده از اوايل دهه 90ميلادي، از برخي اشکال ماژول حافظه استفاده نموده اند. اين ماژول ها داراي انواع اصلي ذيل هستند:
* SIMM: داراي يک رديف واحد از 30 يا 72 کانکتور تيغه اي در انتهاي ماژول مي باشد. Single به معناي آن است که هردو طرف ماژول، داراي Pinout يکساني است.
* (SIPP(Single Inline Pin Package: يک نسخه 30پين SIMM که عمر کوتاهي داشت.
* (DIMM(Dual Inline Memory Module: اين ماژول ها در نسخه هاي 168پين، 184پين و 240 موجود هستند. Dualبه معناي آن است که هر طرف اين ماژول داراي pinout متفاوتي است.
* (SODIMM(Small Outline DIMM: يک نسخه فشرده از ماژول استاندارد DIMM مورد استفاده در نوت بوک ها و پرينترهاي ليزري
* Rambus RDRAM Module: يک ماژول حافظه که از تراشه هاي RDRAMاستفاده مي کند.
* small Outline Rambus Module: يک نسخه فشرده از ماژول استاندارد Rambus براي استفاده در کامپيوترهاي نوت بوک.

مقايسه فيزيکي ماژول ها
 

ماژول هاي DDR,DDR2 و DDR3 عملاً با هم سازگار نيستند. ولتاژها، پين ها و سيگنالينگ بين اين سه نوع حافظه با يکديگر فرق دارند.
توجه داشته داشتيد که hole key روي اين ماژول ها بطور متفاوتي تعبيه شده است. اگر قادر به نصب ماژول نيستند، آن را 180درجه بچرخانيد و نوع حافظه را نيز چک کنيد .شکل (6)، ماژول هاي SIMM,SIPP و DIMM مورد استفاده در کامپيوترهاي دسک تاپ را نشان مي دهد.

عرض ماژول حافظه
 

ماژول هاي حافظه، با معيارهاي متفاوتي مثل اندازه، سرعت، نوع حافظه و عرض بيت، طبقه بندي مي شوند. يک بايت، بلوک ساختماني پايه مورد استفاده براي تعيين ظرفيت ذخيره سازي RAM مي باشد. با افزايش اندازه باس حافظه پردازنده ها، عرض ماژول حافظه (بر حسب بيت) نيز عريض تر شده است. حافظه در قالب بانک سازماندهي مي شود و يک بانک حافظه به ماژول يا ماژول هايي منسوب مي گردد که عرض آن ها بر حسب بيت (تا حد باس حافظه) به يکديگر اضافه مي شوند و مشخصه هاي آن ها از قبيل اندازه و سرعت با يکديگر يکسان است.
جدول (2)، اندازه هاي باس حافظه، اندازه هاي باس ماژول حافظه و تعداد ماژول هاي مشابه مورد نياز براي ساختن يک بانک حافظه براي پردازنده ها را نشان مي دهد.

حافظه داراي بيت توازن (Parity and Non-Parity)
 

به منظورحفاظت از قابليت اعتماد حافظه معمولاً از دو روش استفاده مي گردد:
Parity-checking
(ECC(error-correcting code
هر دوي اين روش ها به وجود يک تراشه حافظه اضافي علاوه بر تراشه هاي مورد نياز براي باس داده ماژول بستگي دارد. براي مثال، يک ماژول که از هشت تراشه براي داده ها استفاده مي کند، از يک تراش نهم براي پشتيباني از parity يا ECC استفاده مي نمايد.
از آنجايي که parit-checking از طريق shut-down نمودن کامپيوتر (که مي تواند سبب از دست رفتن داده ها شود)، سيستم شما را در مواقع بروز اشکال در حافظه حفاظت مي کنند، سازندگان براي مشکلات و خطاهاي حافظه از روشي بهتر به نام ECCاستفاده مي کنند.

حافظه ECC و Non-ECC
 

در مورد کاربردهاي بحراني، سرورهاي شبکه از نوع خاصي از حافظه به نام (ECC (error-correcting code استفاده مي کنند. اين نوع حافظه امکان مي دهد تا سيستم خطاهاي تک بيتي را صحيح نموده ودر مورد خطاهاي بزرگتر به شما هشدار دهد. اگرچه اغلب دسک تاپ ها از ECC پشتيباني نمي کنند، برخي ايستگاه هاي کاري و اغلب سرورها از ويژگي ECC برخوردارند. روي سيستم هايي که از ECC پشتيباني مي کنند، اين ويژگي، از طريق بايوس سيستم قابل فعال سازي/غير فعال سازي است.
برخلاف Parity-cheking، که تنها شما را در مورد خطاهاي حافظه آگاه مي کند، حافظه ECC در واقع خطاها را تصحيح مي کند.
براي آگاهي از اينکه آيا يک سيستم از parity-checking پشتيباني مي کند يا نه، پيکربندي حافظه سيستم در بايوس را چک نماييد.

حافظه Registered و Unbuffered
 

اغلب انواع ماژل هاي حافظه دسک تاپ، از حافظه unbufferedاستفاده مي کنند. اگرچه بسياري از سرورها و برخي از کامپيوترهاي دسک تاپ و ايستگاه هاي کاري، از نوعي ماژول حافظه به نام حافظه Registered استفاده مي نمايند. ماژول هاي حافظه Registered داراي يک تراشه حافظه به نام register هستند که امکان مي دهد تا سيستم عليرغم مقادير بالايي از حافظه نصب شده، پايدار باقي بماند. تراشه رجيستر به عنوان يک بافر عمل مي کند که البته سبب مي گردد تا عمليات دسترسي به حافظه کمي کند شود. ماژول هاي حافظه رجيستر شده را مي توان با يا بدون پشتيباني از ECC طراحي نمود. اگرچه اغلب ماژول هاي حافظه رجيستر شده، توسط سرورها مورد استفاده قرار مي گيرند و داراي پشتيباني از ECC هستند.شکل (7)، يک ماژول حافظه استاندارد (بافر نشده) را با يک ماژول حافظه رجيستر شده که همچنين از ECC پشتيباني مي کند را با يکديگر مقايسه مي کند.

حافظه يک وجهي و دو وجهي
 

يک SIMM دو طرفه (double-sided) همانند دو SIMM متعارف در يک ماژول عمل مي کند واز طريق مشاهده تراشه هاي داده در هر دو طرف ماژول تشخيص داده مي شود. روي سيستم هاي جديدي که از DIMMاستفاده مي کنند، اصطلاح دو طرفه (double-sided) به ماژولي منسوب مي گردد که داراي دو بانک حافظه است. روي سيستم هايي که تعداد بانک هاي قابل نصب را محدود مي نمايند. شما مي توانيد به جاي DIMMهاي دو طرفه، تعداد بيشتري DIMM يکطرفه نصب نماييد. براي تعيين اينکه آيا يک مادربرد خاص داراي اين محدوديت مي باشد به کتابچه مادربرد مراجعه کنيد.
منبع: بزرگراه رايانه، شماره ي 140