כמה זיכרון למחשב אתם צריכים? המדריך המקיף על זיכרון RAM

אם קניתם לאחרונה מחשב או סמארטפון חדש, סביר להניח שנתקלתם במושג: "זיכרון RAM" שבדרך כלל מגיע לצד מספר כמו 8GB, 16GB, וכו'.

אז מה זה בכלל RAM? מה זה אומר? מה ההבדל בין זה לבין שטח אחסון? במדריך הזה אני הולך לענות על כל השאלות האלה ולעשות לכם סדר בראש על מה זה RAM, איך הוא עובד, למה צריך אותו, וכמה ממנו צריך. אז בואו נתחיל עם:

מה זה זיכרון RAM?

המילה RAM היא ראשי תיבות של: "Random Access Memory" (בעברית: זיכרון גישה אקראית). מדובר בשם כללי למספר רב של סוגי זיכרון מחשב, כאשר בעזרתם המעבד יכול לגשת ישירות לכל תא בזיכרון ולבצע בו פעולות קריאה וכתיבה. בדרך כלל כשמדברים על זיכרון מחשב, מתייחסים לזיכרון הגישה האקראית (RAM) הראשי שלו.

זיכרון RAM הוא זיכרון נדיף, והמשמעות של זה היא שברגע שתנתקו אותו ממקור החשמל (למשל כשאתם מכבים את המחשב) אז כל המידע שהיה עליו יימחק. המחשב משתמש בזיכרון ה-RAM כדי לאחסן את המידע בזמן שהמעבד מעבד אותו.

הנה הסבר פשוט שיעזור לכם להבין: בואו נניח שאתם עושים פעולת חשבון מורכבת, ואתם משתמשים בדף שבו אתם עושים כל מיני חישובים פשוטים באמצעות עיפרון, וכל פעם מוחקים את החישובים מהדף כדי לפנות מקום לחישובים הבאים שתצטרכו לעשות.

זיכרון RAM פועל בצורה דומה – הוא זיכרון נדיף. ברגע שהמשימה הושלמה, כל המידע שמאוחסן בזיכרון נמחק כדי לפנות מקום למשימה הבאה.

אפילו ברגע זה כשאני כותב את המילים של המדריך הזה הזה, הם נכנסים לזיכרון ה-RAM. למרות זאת, אני כל הזמן לוחץ על כפתור השמירה (בתוכנת הוורד שבה אני כותב) כדי שלא לאבד את המידע במידה והמחשב יחליט להתכתבות פתאום (כמו שקרה לי הרבה פעמים בעבר).

המידע שנשמר כשאני לוחץ על כפתור השמירה בוורד, הולך לאחסון קבוע, למשל בהארד דיסק, כונן USB, או אפילו בשרתי ענן כמו דרופבוקס, שם הוא נשמר באופן קבוע (לעומת זיכרון RAM שהוא זיכרון נדיף).

הנה טבלה שתעזור לכם להבין את כמות ה-RAM שאתם צריכים בהתאם למטרות השימוש שלכם:

מאפיין2GB4GB8GB16GB32GB
עריכת מסמכים בסיסית
עריכת מסמכים כבדים + מולטיטסקינג (ביצוע מספר פעולות במקביל)XX
גלישה בסיסית באינטרנטX
גלישה "כבדה" באינטרנט (20 כרטיסיות בדפדפן ומעלה)XX
צפייה בוידאוX
עריכת תמונותXX
עריכת וידאו ברזולוציית Full HDXXX
משחקים ממוצעים, כרטיס מסך ישןXX
משחקים כבדים, כרטיס מסך חדיש ומתקדםXXX

למה אנחנו צריכים זיכרון RAM אם הוא זמני?

שאלה מצוינת! אנחנו צריכים זיכרון RAM בעיקר בזכות העבודה שהוא מהיר: המעבד יכול לגשת אליו באופן אקראי, ולבצע פעולות של קריאה וכתיבה במהירות יחסית גבוהה בהשוואה לזיכרונות ROM רגילים המיועדים לקריאה בלבד, לכן, רוב הזיכרונות רצים על RAM. עם זאת, ברגע שאנחנו שומרים את המידע, הוא עובר לכונן הקשיח (הארד דיסק).

סוגים שונים של RAM

יש 2 סוגים שונים של RAM:

  • זיכרון סטטי – SRAM
  • זיכרון דינמי – DRAM

בואו נעבור על ההבדלים בין השניים:

זיכרון סטטי SRAM

הזיכרון הזה קיים עוד משנות ה-90. כפי שניתן להסיק מהשם שלו, הוא סטטי, ובדיוק כמו זיכרון RAM הוא גם כן נדיף, כי המידע שנמצא עליו נמחק ברגע שהוא מתנתק ממקור החשמל. לכן, זיכרון SRAM דורש זרימת חשמל עקבית כדי לפעול. בגלל שהוא סטטי, לא צריך לרענן את המידע שמאוחסן עליו, מה שהופך אותו לשימושי כדי לבנות זיכרון מטמון.

הזיכרון הזה מאחסן מידע באמצעות טרנזיסטורים ולכן, הוא יקר בהשוואה לזיכרון DRAM. היתרונות שלו לעומת זאת, הם שהוא צורך פחות חשמל ושהוא מהיר יותר, בעוד שהחסרונות שלו בהשוואה ל-DRAM הם עלות הייצור היחסית גבוהה, והעובדה ששטח האחסון שלו קטן יותר.

לכן, משתמשים ב-SRAM בעיקר ב:

  • זיכרון מטמון (L1, L2, L3)
  • זיכרון מטמון של הארד דיסק
  • פונקציית DAC בכרטיסי מסך (ממיר דיגיטלי לאנלוגי)

זיכרון דינמי DRAM

הזיכרון הדינמי כבר נחשב לעתיק כי הוא קיים עוד משנות ה-70, אבל כמובן שכיאה לטכנולוגיית הייטק, הוא עבר הרבה גלגולים ושדרוגים. השימוש בו מאוד נפוץ בכרטיסי רשת (אינטרנט), וקונסולות משחק כמו פלייסטיישן ו-XBOX.

לעומת ה-SRAM שנשאר סטטי, ה-DRAM הוא זיכרון דינמי שמשתנה כל הזמן, לכן, הוא דורש ריענון בתדירות יחסית גבוהה כדי לפעול כמו שצריך. היתרון של ה-DRAM הוא המבנה הפשוט שלו: כל ביט דורש טרנזיסטור אחד וקבל אחד, לעומת ה-SRAM שבו נדרשים 6 טרנזיסטורים. המבנה הזה מאפשר לייצר DRAM בצפיפות גבוהה ועדיין לשמור על מחיר נמוך.

הקבלים מפרקים את האנרגיה בהדרגה מה שמוביל למחיקת הנתונים, ובגלל זה צריך לרענן את הנתונים בתדירות גבוהה מספיק לפני שהם נמחקים.

אפשר להשוות את המצב הזה לדלי מים עם חור בתחתית: ברגע שמתחילים למלא מים, הם יתנקזו דרך החור – אז אם אתם רוצים להגיע למצב שתמיד יש מים בדלי, תצטרכו לשפוך לתוכו מים בלי הפסקה.

גם DRAM הוא זיכרון נדיף שהמידע שלו נמחק ברגע שהוא מתנתק ממקור החשמל. היתרונות של הזיכרון הזה הם עלויות היצור הנמוכות ונפח האחסון הגדול יחסית. למרות זאת, בהשוואה ל-SRAM הוא יותר איטי וצורך יותר חשמל.

השימוש בזיכרון DRAM נפוץ במקרים הבאים:

  • זיכרון מערכת (System Memory)
  • זיכרון כרטיס מסך (Video Graphics Memory)

בתחילת שנות ה-90 היינו משתמשים בזיכרונות EDO DRAM וגם ב-Burst EDO RAM. בתקופה הזאת הם היו נחשבים למאוד פופולריים בזכות העלויות הנמוכות שלהם והשיפור המשמעותי בביצועים, אבל ברגע שה-SDRAM נכנס לתמונה, הזיכרונות האלה יצאו מכלל שימוש.

אז אחרי שעברנו על שני סוגי ה-RAM הבסיסיים, בואו נמשיך לסוגים שהתפתחו על בסיס ה-DRAM.

זיכרון גישה אקראית דינמי סינכרוני SDRAM

הגרסה הבאה של הזיכרון קיימת החל משנת 1993, והיא נפוצה בעיקר בשבבי זיכרון למחשבים ניידים וכמובן גם נייחים, וגם לקונסולות משחקים שונות.

ה-SDRAM הוא סוג של DRAM, והוא גם משתמש בטרנזיסטור וקבל כדי לאחסן ביטים של מידע. כדי לצמצם את ההשפעה של דליפת מטען בקבלים, כל השורות מתרעננות מדי פעם כדי לרענן את המתח גם אם אין בקשות קריאה וכתיבה חדשות.

זיכרון ה-DRAM הוא אסינכרוני (לא מסתנכרן), לכן הוא מגיב באופן מיידי לכל מידע שנרשם עליו. לעומתו, ה-SDRAM הוא סינכרוני, והוא פועל במקביל לשעון של המעבד (CPU). המשמעות של זה היא שהוא ממתין לאות של השעון לפני שהוא מגיב לנתונים החדשים שנכנסו.

היתרון בפעולה סינכרונית הוא שהיא מאפשרת למעבד לבצע מספר פעולות (או פקודות) במקביל, ובזכות זה הוא יכול לקבל הוראות חדשות עוד לפני שהוא סיים לבצע את הפעולות הקודמות. זה לא משפיע על הזמן שלוקח לעיבוד הנתונים, וזה מועיל כי הוא מאפשר לבצע מספר פעולות בו זמנית.

זיכרון SDR SDRAM

קיים החל משנת 1993 וגם הוא פופולרי בעיקר בשבבי זיכרון למחשבים וקונסולות. למעשה, מדובר פשוט בגרסה מורחבת של ה-SDRAM הרגיל.

זיכרון DDR SDRAM

קיים החל משנת 2000, נפוץ בעיקר בתור זיכרון מחשב.

הזיכרון DDR SDRAM דומה מאוד ל-SDR, רק שהוא פי 2 יותר מהיר. הוא בעצם מאפשר שיפור בביצועים של זיכרון SDRAM רגיל על ידי שליחת נתונים פעמיים בכל מחזור שעון. אז אמנם הפונקציות עצמן דיי דומות, אבל יש הבדל קטן במבנה הפיזי שלהם.

התקן SDR SDRAM משתמש בתושבת בעלת 168 פינים, ולעומתו התקן DDR SDRAM משתמש בתושבת בעלת 184 פינים. בנוסף, DDR SDRAM פועל במתח נמוך יותר (בטווח של 2.5-3.3 וולט) ולכן אין תאימות עם SDR SDRAM.

יש 3 סוגים של DDR SDRAM

DDR2 SDRAM

דומה ל-DDR הרגיל, אבל מכפיל שוב את קצב הקריאה והכתיבה המינימלי, ומאפשר ביצועים גבוהים יותר. קצב ה-Bus כפול, אבל קצב השעון של פעולות ה-RAM הפנימיות נשאר רגיל. בעוד שהדגמים של זיכרון DDR מגיעים למהירות מקסימלית של 200 מגה הרץ, דגמי הזיכרון של DDR2 הסטנדרטיים מגיעים למהירות גבוהה יותר של 533 מגה רץ. הם פועלים במתח נמוך יותר של 1.8 וולט, ויש להם יותר פינים (240) כדי למנוע תאימות לאחור.

DDR3 SDRAM

מדובר בגרסה משופרת של DDR2 בזכות עיבוד האותות המתקדם, קיבולת זיכרון גבוהה יותר, מהירות שעון גבוהה יותר (עד 800 מגה הרץ), וצריכת חשמל נמוכה יותר (1.5 וולט). יש לו את אותו מספר פינים כמו ה-DDR2, אבל עדיין אין תאימות לאחור.

DDR4 SDRAM

בהשוואה ל- DDR3, ה-DDR4 הוא גרסה משופרת: זה מתחיל בעיבוד אותות מתקדם, יותר זיכרון, צריכת חשמל נמוכה יותר (1.2 וולט), ומהירויות שעון סטנדרטיות מהירות יותר (עד 1600 מגה הרץ). ה- DDR4 משתמש בתושבת של 288 פינים כדי למנוע תאימות לאחור.

GDDR SDRAM – זיכרון לכרטיסי מסך

קיים מאז 2003 ונפוץ בעיקר בטאבלטים ובכרטיסים גרפיים למחשבים. מדובר בסוג ספציפי של DDR SDRAM המיועד לשימושי גרפיקה, ובדרך כלל עובד בשילוב עם מעבד גרפי (GPU). משחקי ה-PC המודרניים מגיעים בדרך כלל ברזולוציית HD, לכן הם דורשים מפרט מחשב ברמה גבוהה יותר, במיוחד כאשר משתמשים ברזולוציה של 720p או 1080p.

כפי שראינו בכרטיסי המסך הקודמים, ככל שמתקדמים גבוה יותר במספר (למשל, הדור הבא הוא GDDR2 ולאחריו GDDR3), ככה הביצועים משתפרים וצריכת חשמל נמוכה יותר.

למרות ש-DDR SDRAM ו-GDDR SDRAM דומים בהרבה מובנים, הם לא זהים. GDDR SDRAM אמנם מעבד כמויות עצומות של נתונים, אבל הוא עושה את זה במהירות יחסית נמוחה. לעומתו, DDR SDRAM "מתעדף" מהירות על פני כמות.

סוגים נוספים של DRAM

RDRAM

בהתחשב בגודל הפיזי הקטן שלו, ה-RDRAM מספק קצב העברת נתונים מאוד גבוה. הוא משתמש במנגנוני מהירות שונים כמו ממשק זיכרון סינכרוני, מטמון בתוך שבבי DRAM, ותזמון אות שעון מהיר.

FPM DRAM

מדובר בצורה המקורית של זיכרון DRAM. הוא פועל בצורה כזאת: הוא "ממתין" לאורך כל התהליך ובזמן הזה, הוא מאתר את הנתונים לפי העמודה והשורה שהם נמצאים בה, ואז קורא את הביט לפני שהוא ממשיך הלאה. קצב ההעברה המרבי לזיכרון מטמון L2 נע סביב 176 מגה בייט לשנייה.

CDRAM

זיכרון מטמון (Cache DRAM) הוא סוג ספציפי של DRAM עם זיכרון מטמון שנמצא על צ'יפ של SRAM, זיכרון מחשב מהיר בעל קיבולת קטנה, והתפקיד שלו הוא להאיץ את פעולות המעבד על ידי צמצום הגישה לזיכרון הראשי שהוא איטי ביחס למהירות המעבד.

זיכרון "כרטיס אשראי"

מדובר בשבב זיכרון DRAM בגודל של כרטיס אשראי, נפוץ בעיקר בשימוש במחשבים ניידים.

כרטיס PC

עוד סוג של שבב זיכרון DRAM המיועד למחשבים ניידים, הידוע גם בשם הרשמי שלו: PCMCIA. מדובר באחד משני סוגי הזיכרון הסטנדרטיים למחשבים הניידים (השני נקרא ExpressCard).

סוגים נוספים של שבבי זיכרון

CMOS RAM

זיכרון CMOS הוא צ'יפ קטן שנמצא על לוח האם, והוא בעצם מסייע למחשב לזכור את ההגדרות השונות (לפני שמערכת ההפעלה עולה). הצ'יפ מחובר לסוללה קטנה שמספקת לו חשמל.

זיכרון פלאש

זיכרון הפלאש (נקרא גם "זיכרון הבזק") קיים מאז שנת 1984. סוג הזיכרון הזה פופולרי בעיקר במצלמות דיגיטליות, סמארטפונים, וטאבלטים.

זיכרון הפלאש שונה לגמרי מ-SDR ו-DDR כי הוא לא אמצעי אחסון נדיף: הוא שומר את כל הנתונים גם כשהוא לא מחובר לחשמל, בדומה לכונני SDD. המכשירים הבאים משתמשים בזיכרון פלאש:

  • דיסק און קי
  • מדפסות
  • כרטיסי זיכרון
  • נגני מדיה ניידים (כמו למשל אייפוד)
  • צעצועים אלקטרוניים קטנים
  • מחשבי כף יד

ROM

זיכרון ROM, הוא זיכרון לקריאה בלבד. אז אחרי שראינו סוגים שונים של זיכרון RAM, בואו נעבור על סוגים שונים של זיכרון ROM. אז כפי שאתם זוכרים, RAM הוא זיכרון נדיף שלא שומר את הנתונים באופן קבוע. לעומתו, זיכרון ROM כן שומר את הנתונים באופן קבוע.

המידע שמאוחסן בזיכרון ROM נשמר גם כשמנתקים אותו ממקור החשמל, אבל אי אפשר לבצע פעולת כתיבה על הזיכרון הזה: היצרנים מחליטים על התוכן שלו, והוא לרוב מכיל את ה-BIOS של המחשב.

סוגים שונים של זיכרון ROM

PROM

מדובר בזיכרון ROM שאפשר לערוך (Programmable ROM) ולאחסן עליו נתונים באופן קבוע.

EPROM

זיכרון לקריאה בלבד הניתן למחיקה ותכנות, הוא סוג של שבב זיכרון השומר על המידע גם ללא אספקת חשמל, כלומר זיכרון בלתי נדיף. לאחר שהוא תוכנת, אפשר למחוק את הנתונים  שלו באמצעות חשיפה לאור אולטרה סגול.

ברוב שבבי ה-EPROM מותקן מעין חלון שקוף שמאפשר חשיפה לקרינה אולטרה-סגולה לצורך מחיקה. השבב הזה שומר על המידע שלו בערך 10-20 שנה, ואפשר לגשת אליו ולקרוא את המידע ללא שום הגבלה.

כדי למנוע מחיקה מקרית על ידי אור השמש, בדרך כלל מכסים את החלון באמצעות מדבקה. בעבר רוב שבבי ה-BIOS היו EPROM, והחלון היה מכוסה בתווית עם שם היצרן.

EEPROM

סוג של PROM שאפשר למחוק ולערוך את הנתונים שלו בקלות ובמהירות. חשוב להדגיש שניתן לבצע שינויים בזיכרון מקסימום של 10,000 פעמים בלבד.

אז כמה RAM צריך?

אחד הדברים הראשונים שאתם צריכים לשים לב אליהם כשאתם קונים מחשב חדש, זה עם כמה RAM הוא מגיע. כמה אתם צריכים? זה תלוי בעיקר באופי השימוש שלכם.

  • אם אתם משתמשים "קלים" (בעיקר וורד, דפדפן אינטרנט, וכו') אז 4GB אמורים להספיק לכם.
  • רוב האנשים משתמשים ב-8GB.
  • אם אתם מתכננים להשתמש בתוכנות לעריכת תמונות או וידאו (שהן נחשבות כבדות יחסית), אז 8GB לא יספיק לכם – תלכו על 16GB.
  • זיכרון RAM מהיר יותר עשוי להגדיל את אורך החיים של המחשב שלכם.
  • גיימרים צריכים לקנות מינימום של 16GB DDR4

אז עכשיו כשהסברתי לכם מה זה בדיוק זיכרון RAM כולל הסוגים השונים, וכמה כדאי לכם לקנות בהתאם לשימוש שלכם, לא אמורה להיות לכם בעיה לבחור מחשב נייח או נייד חדש, לפחות בכל הנוגע לזיכרון RAM.

ההבדל בין זיכרון RAM לשטח אחסון

הרבה אנשים מתבלבלים בין זיכרון ואחסון. אולי זה בגלל שיחידות המידה שלהן זהות (MB, GB, TB). זכרו: זיכרון RAM הוא הזיכרון הראשי בו המחשב מאחסן נתונים תוך כדי פעילות.

מערכות אחסון כמו כוננים קשיחים, התקני USB, אחסון בענן וכו', הם מקומות בהם המערכת שומרת נתונים שתרצו לגשת אליהם שוב בעתיד.

היתרון של זיכרון RAM הוא שהמעבד יכול לגשת לנתונים האלה במהירות גבוהה מאוד. עם זאת, ברגע שמכבים את המחשב כל המידע שמאוחסן בזיכרון ה-RAM פשוט יימחק. לעומת זאת, הנתונים שנשמרו בדיסק הקשיח (הארד דיסק) יישארו שם גם אחרי שתכבו ותדליקו את המחשב.

בכל הנוגע למחיר, הארד דיסק נחשב פחות יקר מזיכרון RAM, לכן בית היתר, רוב המחשבים והסמארטפונים מגיעים עם שטח אחסון (הארד דיסק) גדול יותר מאשר שטח זיכרון RAM.

יאיר הוא מומחה טכנולוגיה, שמתעסק בחומרה ותוכנה של מחשבים וגאדג'טים מכל הסוגים. בעל תואר שני במדעי המחשב מהטכניון (כרגע עובד על הדוקטורט), מתגורר בראשון לציון.

נשמח לשמוע את דעתכם!

השארת תגובה

מייליסט
Logo