حافظه اصطلاحی رایج برای انواع مختلفی از فناوری‌های ذخیره اطلاعات است که ممکن در کامپیوتر مورد استفاده قرار بگیرد مانند RAM، ROM و Flash Memory.

بعضی از انواع حافظه‌های مورد استفاده در کامپیوتر بسیار سریع هستند. به این معنی که واحد پردازش مرکزی (CPU) می‌تواند به داده‌های ذخیره شده در آن خیلی سریع دسترسی پیدا کند. انواع دیگری از رم هم وجود دارد که بسیار کم هزینه طراحی و ساخته شده‌اند به طوری که می‌توان مقدار زیادی داده را در آنها ذخیره کرد.

روش دیگری که برای دسته‌بندی حافظه می‌توان استفاده کرد بحث فرار بودن یا نبودن اطلاعات در آنها است. یک نوع حافظه وجود دارد که در صورت عدم وجود برق می‌تواند داده‌ها را به صورت طولانی مدت در خود ذخیره کند (مانند هارد دیسک) و بعضی از انواع حافظه‌های فرار هم وجود دارد که سریعتر هستند اما به محض خاموش شدن کامپیوتر تمام داده‌های ذخیره شده بر روی آنها از بین می‌روند (مانند رم). 

سیستم کامپیوتری با استفاده از ترکیبی از این نوع حافظه‌های کامپیوتری تولید می‌شود. می‌توان با پیکربندی دقیق این نوع از حافظه‌ها به حداکثر سرعت پردازش داده یا حداقل هزینه یا بیشترین سازگاری دست یافت.

انواع حافظه در کامپیوتر: اولیه و ثانویه

اگرچه انواع مختلفی از حافظه در کامپیوترها وجود دارد اما در کل آنها را به دو دسته کلی زیر تقسیم می‌کنند، حافظه اصلی که غالبا حافظه سیستم نامیده می‌شود و حافظه ثانویه که معمولا حافظه ذخیره‌سازی نامیده می‌شود.

تفاوت کلیدی بین این دو (اصلی و ثانویه) سرعت دسترسی به داده‌های این حافظه‌ها است.

حافظه اصلی: این نوع شامل Ram و Rom است. آنها نزدیک به پردازنده مرکزی روی مادربرد کامپیوتر قرار دارند. این موضوع پردازنده را قادر می‌سازد تا داده‌ها را از حافظه اصلی خیلی سریع بخواند و پردازش بکند. این نوع از حافظه برای ذخیره‌ داده‌هایی که CPU به شدت به آنها نیاز دارد استفاده می‌شود.  

حافظه ثانویه: حافظه ثانویه معمولا به صورت فیزیکی در یک دستگاه ذخیره‌سازی جداگانه مانند درایو دیسک سخت (Hard Disk Drive) یا درایو حالت جامد (SSD) قرار دارد که کامپیوتر به طور مستقیم یا از طریق شبکه کامپیوتری به آن متصل است. در مقابل حافظه اصلی، هزینه هر گیگابایت حافظه ثانویه بسیار کمتر است. اما سرعت خواندن و نوشتن در آن به طور قابل توجهی کندتر است.    

طی چندین دوره تکامل کامپیوتر، مجموعه گسترده‌ای از انواع حافظه کامپیوتری تولید شده است. هر کدام از این حافظه ها نقاط قوت و ضعف خود را دارند.

انواع حافظه‌های اولیه: Ram و Rom

دو نوع کلیدی از حافظه‌های اصلی وجود دارد:

1. حافظه دسترسی تصادفی (Random Access Memory) یا Ram
2. حافظه فقط خواندنی (Read-Only Memory) یا Rom 

حافظه کامپیوتری Ram

مخفف Ram از این واقعیت ناشی می‌شود که می‌توان به داده‌های ذخیره شده در این حافظه به طور تصادفی (همانطور که از نام آن مشخص است) دسترسی پیدا کرد. یا به عبارت دیگر می‌توان به هر بیت از حافظه به سرعت دسترسی پیدا کرد.

مهمترین موردی که باید درباره Ram بدانیم این است که رم بسیار سریع است. یعنی می‌توان در آن نوشت و همچنین خواند و همچنین بسیار فرار است (یعنی تمام داده‌های ذخیره شده در رم با نبودن برق (منبع تغذیه) از بین می‌رود) و در نهایت، در مقایسه با انواع حافظه‌های ثانویه از نظر هزینه هر گیگابایت بسیار گران است. به دلیل هزینه نسبتا بالای رم در مقایسه با انواع حافظه‌های ثانویه است، که اکثر سیستم‌های کامپیوتری از هر دو حافظه اصلی و ثانویه استفاده می‌کنند. 

داده‌هایی که برای پردازش قریب‌الوقوع مورد نیاز است به رم منتقل می‌شوند. واحد پردازش می‌تواند خیلی سریع به آنها دسترسی پیدا کند و در صورت نیاز آنها را اصلاح کند. در چنین شرایطی دیگر پردازنده جهت بدست آوردن داده‌های مورد نیاز برای پردازش زمان زیادی را صرف نمی‌کند. به بیان دیگر پردازنده در انتظار داده برای پردازش نمی‌ماند. وقتی داده موجود در رم دیگر برای پردازش لازم نیست آن داده به حافظه ثانویه که کندتر اما ارزان‌تر است منتقل می‌شود. در این هنگام فضای رم که آزاد شده است با داده‌های دیگری که قرار است مورد استفاده قرار بگیرد جایگزین می‌شود.

انواع رم

DRAM: این اختصار مخفف کلمه‌های رم دینامیکی (Dynamic RAM) است و رایج‌ترین نوع رم مورد استفاده در کامپیوتر است. قدیمی‌ترین نوع از این مدل رم‌ها، رم نرخ داده واحد (Single Data Rate – SDR) است. اما کامپیوترهای امروزی از رم نرخ داده دو برابر سریعتر (Faster Dual Data Rate -DDR) استفاده می‌کنند. رم نوع DDR در نسخه‌های مختلفی از جمله DDR2، DDR3 و DDR4 ارائه شده است. آنها عملکرد بهتری را ارائه می‌دهند و نسبت به مدل اولیه خود یعنی DDR از مصرف برق بیشتری برخوردار هستند. با اینکه این رم‌ها از یک نوع هستند نسخه‌های مختلف آنها با هم سازگار نیستند. بنابراین امکان بکارگیری همزمان مثلا DDR2 با DDR3 در یک کامپیوتر وجود ندارد. هر سلول از این نوع رم‎ها از یک ترانزیستور و یک خازن تشکیل شده است.  

SRAM: این اختصار مخفف کلمه‌های رم استاتیک (Static RAM) است. این رم نوع خاصی از رم است که سریع‌تر از رم DRAM است اما گران‌تر و حجیم‌تر است و در هر سلول شش ترانزیستور دارد. به همین دلایل، SRAM معمولا فقط به عنوان حافظه پنهان داده (Data Cache) در درون CPU یا به عنوان رم در سیستم‌های سرور بسیار پیشرفته استفاده می‌شود. استفاده از یک حافظه نهان کوچک SRAM از داده‌های بسیار ضروری می‌تواند باعث پیشرفت قابل توجه سرعت در سیستم‌های کامپیوتری شود.   

تفاوت‌های اساسی بین DRAM و SRAM این است که SRAM سریعتر از DRAM است (شاید دو تا سه برابر سریعتر) اما گران تر و بزرگتر است.  معمولاً حجم رمSRAM  در حد مگابایت در دسترس و مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالی‌که حجم رم DRAM  در حد گیگابایت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

رم DRAM از انرژی (برق) بیشتری نسبت به SRAM استفاده می‌کند. زیرا برای حفظ یکپارچگی داده‌ها دائما باید داده تعویض شوند. در حالی‌که SRAM اگر چه فرار است اما هنگام روشن شدن نیازی به تازه‌سازی (refresh) مداوم ندارد. 

حافظه کامپیوتری Rom

اختصار Rom مخفف حافظه فقط خواندنی (Read-Only Memory) است. این نام از آنجا ناشی می‌شود که اگرچه داده‌ها را می‌توان از این نوع حافظه کامپیوتری خواند، اما به طور معمول نمی‌توان داده‌ها را روی آن نوشت. این یک نوع حافظه کامپیوتری بسیار سریع است و معمولاً نزدیک به پردازنده مرکزی روی مادربرد نصب می‌شود.

Rom نوعی حافظه غیر فرار است، به این معنی که داده‌های ذخیره شده در Rom در آن باقی می‌ماند حتی هنگامی که منبع تغذیه (برق) در دسترس نباشد (به عنوان مثال هنگام خاموش شدن کامپیوتر). Rom از این نظر شبیه حافظه ثانویه است که برای ذخیره‌سازی طولانی مدت داده بر روی آن استفاده می‌شود.

هنگامی‌که رایانه روشن است، پردازنده می‌تواند بدون نیاز به درایورها یا سایر نرم افزارهای پیچیده برای برقراری ارتباط، اطلاعات ذخیره شده در ROM را بخواند. ROM معمولاً حاوی کد راه‌انداز است که مجموعه‎ای از دستورالعمل‌های پایه‌ای (اولیه) است. کامپیوتر برای آگاهی از سیستم عامل ذخیره شده در حافظه ثانویه (هارد دیسک) و بارگیری قسمت‌هایی از سیستم عامل در حافظه اصلی از آن استفاده می‌کند. 

ROM همچنین در دستگاه‌های الکترونیکی ساده‌تر برای ذخیره میان‌افزار که به محض روشن شدن دستگاه اجرا می‌شود‌، استفاده می‌شود.

انواع Rom

ROM  در چندین نوع مختلف از جملهPROM ،EPROM  و EEPROM در دسترس است.

نوع PROM: اختصار PROM مخفف حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی(Programmable ROM) است و با ROM تفاوت دارد. تفاوت آن‌ها در این است که ROM  در طی فرآیند تولید برنامه نویسی می شود (یعنی اطلاعات بر روی آن نوشته می‌شود) در صورتی‌که PROM به صورت خام (بدون برنامه) تولید می‌شود و بعدا توسط برنامه‌نویس، برنامه‌نویسی می‌شود.   

نوع EPROM: اختصار EPROM مخفف حافظه فقط خواندنی قابل ‌برنامه‌ریزی مجدد (Erasable Programmable ROM) است. همانطور که از نامش پیداست، داده‌های ذخیره شده در این نوع قابل پاک شدن و برنامه‌ریزی مجدد است. پاک کردن اطلاعات از این نوع حافظه شامل برداشتن آن از روی کامپیوتر و قرار دادن آن در معرض اشعه ماوراء بنفش قبل از برنامه‌ریزی مجدد آن است.  

نوع EEPROM: اختصار EEPROM مخفف حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی مجدد توسط الکتریسیته (Electrically Erasable Programmable ROM) است. تمایز بین EPROM  و EEPROM در این است که در این نوع رم می‌توان با استفاده از سیستم کامپیوتری که حافظه بر روی آن نصب است آن را پاک و دوباره برنامه‌نویسی کرد. از این نظر EEPROM  فقط خواندنی نیست. با این حال در بسیاری از موارد روند نوشتن کند است. بنابراین معمولاً فقط برای به روزرسانی کد برنامه مانند سیستم عامل یا کد BIOS آن هم در بعضی از مواقع انجام می‌شود.    

انواع حافظه ثانویه

حافظه ثانویه شامل فضای ذخیره‎سازی مختلفی است که می تواند مستقیماً به یک سیستم رایانه متصل شود. انواعی از این نوع عبارتند از:

1. درایوهای دیسک سخت (HDD)
2. درایوهای حالت جامد (SSD)
3. درایوهای نوری (DVD و یا CD)

حافظه ثانویه همچنین شامل موارد زیر است:

1. آرایه‌های ذخیره‌سازی از جمله آرایه‌های فلش3D NAND  که از طریق شبکه ذخیره‌سازی  (SAN – storage area network)  متصل شده‌اند.
2. دستگاه‌های ذخیره‌سازی که ممکن است از طریق یک شبکه متعارف متصل شوند (معروف به ذخیره سازی متصل به شبکه یا network attached storage – (NAS.

لازم به ذکر است که به جرات می‌توان حافظه ابری را حافظه ثانویه نیز نامید.

تفاوت بین Ram و Rom

حافظه Rom

1. غیر فرار است (داده‌های ذخیره شده در آن باقی‌ می‌مانند)
2. قابلیت خواندن سریع دارند.
3. معمولا در مورد داده‌های کم حجم استفاده می‌شود.
4. نمی‌توان بر روی آن‌ها به سرعت اطلاعاتی را نوشت.
5. برای ذخیره دستورالعمل‌های بوت یا سیستم عامل استفاده می‌شوند.
6. به ازای هر مگابایت ذخیره شده در مقایسه با Ram نسبتا گران هستند.

حافظه Ram

1. فرار است (داده‌های ذخیره شده در نبودن منبع انرژی پاک می‌شوند) 
2. قابلیت خواندن و نوشتن سریع دارند.
3. به عنوان رم سیستم جهت ذخیره‎سازی داده‌ها (از جمله کدهای برنامه) که پردازنده باید بلافاصله آن را پردازش کند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4. با توجه به میزان حجم ذخیره‌سازی داده در مقایسه با Rom نسبتا ارزان هستند، اما در مقایسه با حافظه ثانویه نسبتا گران هستند.

مطالبی که شاید برای شما مفید باشد

تفاوت پردازنده‌های Intel Core i3, i5, i7 و Core X چیست؟

نحوه پیدا کردن نوع کارت گرافیک (GPU) موجود درکامپیوتر

چگونگی رفع مشکل کند کار کردن کامپیوتر