أنواع الرامات

هنا في ويكي موب سوف نتعرف على الرام ومعناها والفروقات بين انواعها

ماهي الرام ؟

يساعد نظام التشغيل في إدارة ذاكرة الوصول العشوائي عن طريق تخصيص مساحة الذاكرة للتطبيقات التي تعمل على جهازك.

على سبيل المثال ، عندما تفتح تطبيقًا جديدًا وتنخفض ذاكرة الوصول العشوائي لديك ، فإنها تغلق أقدم تطبيق في الخلفية لتوفير مساحة للتطبيق الجديد. إذا كانت ذاكرة الوصول العشوائي ممتلئة ، يقوم الكمبيوتر بتحميل التطبيق من وحدة التخزين الداخلية التي تكون أبطأ بكثير ، وبالتالي ، يؤدي إلى إبطاء جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

[sc name=”16″]

بمعنى آخر ، تحدد ذاكرة الوصول العشوائي أيضًا مدى جودة أداء جهازك للمهام المتعددة. أو عدد التطبيقات التي يمكنك تشغيلها في وقت واحد دون إغلاقها. على الرغم من استخدام ذاكرة الوصول العشوائي LPDDR (معدل بيانات مزدوج منخفض الطاقة) في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الأخرى ، إلا أنها أكثر شيوعًا في الهواتف المحمولة ، لذا سنناقشها في هذا السياق.

يأتي كل جيل من ذاكرة الوصول العشوائي LPDDR مع ضعف معدل البيانات وتقليل كبير في استهلاك الطاقة. هذا ملخص للمواصفات من كل جيل LPDDR حتى الآن أدناه.

فيما يلي تمثيل رسومي للتقدم في سرعة كل جيل من جيل LPDDR بمرور الوقت. يوضح هذا مدى سرعة تقدم تقنية LPDDR مع زيادة كبيرة في السرعة على مدار كل جيل.

في حين أن هناك الكثير لما يدخل في كل جيل من LPDDR ، فهذه مجرد نظرة عامة للتعرف على التقنية التي تدخل في ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر المحمول.

أنواع الرامات للموبايل

لقد قطعنا شوطًا طويلاً عما كانت عليه ذاكرة الوصول العشوائي في الهواتف الذكية ، من حجم الذاكرة الصغير إلى حجم الذاكرة الكبير والأكثر تعقيدًا التي لدينا اليوم. في أواخر التسعينيات ، كانت الهواتف المحمولة مثل Nokia 9000 Communicator تحتوي على EDO DRAM الذي كان مثل 8 ميجا بايت في ذلك الوقت.

ثم تم تقديم mobile-SDRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة) في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. من العوامل التي غيرت قواعد اللعبة كانت بطاقة SDRAM منخفضة الطاقة من سامسونج بسعة 512 ميجابايت والتي كانت بمثابة طفرة في ذلك الوقت. ظهرت أنواع أخرى من SDRAM مثل e-DRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المدمجة) التي ظهرت في أول iPhone والأجهزة الأخرى في الصورة. ثم تم تطوير Mobile-DDR أو LPDDR في بداية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، وهنا سنبدأ في مناقشة أنواع ذاكرة الوصول العشوائي في الهاتف المحمول.

[sc name=”16″]

مصطلحات RAM

• البت : هذا هو أصغر شكل من أشكال البيانات التي يمكن للكمبيوتر قراءتها. يتكون البايت من 8 بتات.
• تردد الذاكرة / معدل الساعة : هو تردد النبضات / دورة الساعة التي يمكن أن تكملها ذاكرة الوصول العشوائي في ثانية ، ويستخدم هذا لمزامنة مكوناتها. يقاس بدورة الساعة في الثانية (وحدة النظام الدولي هي هيرتز). هنا ، سنستخدم MHz وهو 1 ، 000 ، 000 هيرتز مما يعني 1 مليون دورة ساعة في الثانية.
• جهد الإمداد : الذاكرة الحيوية متقلبة وتتطلب كهرباء ثابتة لتخزين البيانات التي تستخدم لتشغيل المكثفات التي تخزن البيانات ولا تحتفظ المكثفات بالشحن لفترة طويلة.
• عرض / مسار ناقل البيانات : هو عدد بتات البيانات التي يمكن نقلها لكل دورة ساعة ، وعادة ما يكون 64 بت في DDR و 16 بت أو 32 بت في LPDDR ولكن يمكن تصميمه ليكون 64 بت.
• ناقل الذاكرة : يُسمى أحيانًا ناقل أو ناقل أمامي (FSB) ، هذا هو الجهاز الذي يربط ذاكرة الوصول العشوائي بوحدة التحكم في الذاكرة وبالتالي تتحكم في تبادلها مع وحدة المعالجة المركزية.
• I / O (الإدخال / الإخراج) Bus Clock (السرعة) بالميغاهرتز: هو عدد دورات الساعة التي يمكن أن يكملها ناقل الذاكرة في الثانية. بمعنى آخر ، هو رقم إشارة الساعة التي يتم إرسالها إلى وحدة التحكم في الذاكرة في الثانية. في بعض الأحيان ، يتم الرجوع إليه على أنه تردد ذاكرة الوصول العشوائي ويشار إليه على أنه سرعة ذاكرة الوصول العشوائي / سرعة الساعة
• {I / O Bus] معدل نقل البيانات / معدل البت : يشير هذا إلى كمية البيانات المنقولة في كل دورة على مدار الساعة وفي سياق LP-DDR ، تكون مضاعفة لأنها تستخدم كلاً من دورة الساعة ، بخلاف ذاكرة DDR. بالنسبة إلى LPDDR ، عادة ما يكون ضعف تردد ذاكرة الوصول العشوائي أو سرعتها ويتم التعبير عنها في MT / s أو Mbps
• عرض النطاق الترددي للذاكرة / الحد الأقصى للإنتاجية : هو المعدل الأقصى الذي يمكن من خلاله كتابة البيانات أو قراءتها من الذاكرة وهو نتاج معدل نقل البيانات وعدد القنوات وعرض الناقل.
• حجم الجلب المسبق: هذا هو عدد كلمات البيانات التي تتم قراءتها لطلب بيانات واحد. إنه عدد كلمات البيانات المتجاورة التي تتم قراءتها ، لذلك إذا كان حجم الجلب المسبق 2 ، فسيتم قراءة كلمتين متجاورتين من كلمات البيانات. هناك افتراض بأن المعالج يريد ملفات بيانات مجاورة في الذاكرة ، وعادة ما يكون هذا صحيحًا في معظم الأوقات. {كلمة البيانات هي 64 بت]
• ذاكرة التخزين المؤقت أو الجلب المسبق: هي ذاكرة مؤقتة تعمل بسرعة أكبر بكثير من الذاكرة الرئيسية وتستخدم لتخزين البيانات التي تم جلبها مسبقًا للوصول إليها بشكل أسرع بواسطة المعالج.

قد يهمك: العاب باتل رويال للاجهزة الضعيفة للاندرويد

ساعة الذاكرة مقابل I / O Bus Clock

عادة ما يكون هذا محيرًا للبعض ، خاصةً عندما ترى أن سرعة ساعة الذاكرة هي نفسها للأجيال الأربعة الأولى من LPDDR. لذلك قد تسأل نفسك كيف يكون LPDDR2 أسرع من LPDDR3 عندما يكون لدى كلاهما سرعة ساعة ذاكرة تبلغ 200 ميجاهرتز.

الإجابة على هذا هي حجم الجلب المسبق لأن طلب عنوان واحد ينتج عنه كلمات بيانات متعددة. في مصفوفة الذاكرة حيث توجد البيانات التي سيتم الوصول إليها ، توجد صفوف وأعمدة ويتم توجيه طلب العنوان إلى موقع معين في المصفوفة. تحدد ساعة الذاكرة مدى سرعة معالجة طلب العنوان مع استغراق الوصول إلى الصف معظم وقت هذه العملية. ومع ذلك ، فإن عنوان العمود التالي يكون أسرع بكثير ويأخذ المخزن المؤقت عددًا من كلمات البيانات في الصف اعتمادًا على حجم الجلب المسبق و “الاندفاع” لذلك ليست هناك حاجة لطلبات عناوين البيانات الفردية.

يمكن الإشارة إلى عمق ذاكرة التخزين المؤقت على أنه النسبة بين ساعة الذاكرة وساعة ناقل الإدخال / الإخراج. في بنية الجلب المسبق 16n (مثل LPDDR4) ، سيعمل معدل نقل بيانات ناقل الإدخال / الإخراج 16 مرة أسرع من قلب الذاكرة (ينتج عن كل وصول إلى الذاكرة دفعة من 16 كلمة بيانات على ساعة ناقل الإدخال / الإخراج). وبالتالي ، يتم دمج نواة ذاكرة 200 ميجاهرتز مع معدل نقل بيانات ناقل الإدخال / الإخراج الذي يعمل كل منهما أسرع 16 مرة (3200 ميجابت في الثانية أو MT / s).

هذا تشبيه رأيته وأعتقد أنه سيساعد “تصوير سيارة هوندا سيدان (LPDDR2) وسيارة بيك آب فورد (LDDR3) تسير بنفس السرعة (المعدل الداخلي / سرعة ساعة الذاكرة). أيهما تعتقد أنه يمكنه نقل المزيد من البضائع؟ ”

الفرق بين LPDDR في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية

تم تصميم LPDDR للأجهزة المحمولة وهو اختيار ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لأجهزة ultrabooks مثل أجهزة Macbook الحديثة النحيفة والأنيقة وكذلك الهواتف الذكية. على الرغم من أن التقنية الأساسية في LPDDR في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة هي نفسها ، فإن تصميم شريحة DRAM يختلف بغض النظر عن الجيل لأن دارات اللوحة الأم على الهاتف والكمبيوتر المحمول ليست هي نفسها.

إلى جانب ذلك ، تختلف SoC على أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف ، لذا فإن DRAM ICs مصممة عادةً لتلائم مواصفات المعالج لأنها دائمًا ما تكون ملحومة بنفس ثنائي الفينيل متعدد الكلور. على سبيل المثال ، عادةً ما يحتوي الكمبيوتر المحمول LPDDR على ناقل ذاكرة بعرض 64 بت على عكس الهاتف الذي يحتوي على ناقل بيانات 16/32 بت. يختلف تغليف LPDDR في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف عن مناطق مثل كثافة الدبوس في التصميم العام. ومع ذلك ، فهما ليسا معياريين ، وبالتالي ، لماذا لا يمكنك تغيير ذاكرة الوصول العشوائي في بعض أجهزة Macbook أو ultrabooks وبالتأكيد ليس في الهاتف الذكي.

[sc name=”16″]

أنواع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) (LPDDR) في الهاتف الذكي

ذاكرة الوصول العشوائي على الهواتف الذكية هي LPDDR (معدل بيانات مزدوج منخفض الطاقة) وهو مناسب للهواتف المحمولة وغيرها من الأجهزة المحمولة بسبب انخفاض استهلاك الطاقة على عكس DDR (معدل البيانات المزدوج) المستخدم في بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية. يمكن أيضًا الإشارة إلى هذه الأنواع من ذاكرة الوصول العشوائي باسم DRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية) أو SDRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة). يُطلق على LPDDR أيضًا اسم DDR المحمول (mDDR) لأنه مناسب للأجهزة المحمولة نظرًا لاستهلاكها المنخفض للطاقة.

في معدل التاريخ المزدوج (DDR) ، يتم نقل البيانات على كل من الحافة الصاعدة والهابطة للساعة بخلاف معدل البيانات الفردي (SDR) حيث يتم نقل البيانات فقط على الحافة الصاعدة للساعة.

على عكس SRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة) التي لا يمكنها تنفيذ سوى عملية واحدة / دورة واحدة في الثانية ، فإن LPDDR هي DRAM مما يعني أنها يمكن أن تؤدي دورات متعددة في الثانية.

LPDDR (1)

الجيل الأول من LPDDR هو من اعتماد DDR SDRAM مع بعض التغييرات التي أجريت عليه لجعله مناسبًا للأجهزة المحمولة ، بما في ذلك الهواتف الذكية. كان هذا هو نوع ذاكرة الوصول العشوائي التي كانت موجودة في الهواتف الذكية مثل Moto Droid X و iPad (الجيل الأول ومجموعة أخرى في أوائل عام 2010. لديك سرعة 400MT / s على LPDDR1 وتصل إلى 533MT / s على LPDDR1e: من غير المرجح أن تصادف هاتفًا ذكيًا يستخدم ذاكرة الوصول العشوائي LPDDR1 / 1e في هذه المرحلة ، لكن هذا كان علامة فارقة في رحلة ذاكرة الوصول العشوائي المحمولة.

LPDDR2

الجيل التالي هو LPDDR2 الذي يعمل على تحسين كثافة الذاكرة واستهلاك الطاقة والأداء والحجم. تم تصميمه لتلبية صناعة الهواتف الذكية المتنامية. سمح LPDDR2 أولاً باستخدام NVM (ذاكرة غير متطايرة) وواجهة SDRAM مما يترك مساحة لمزيد من كثافة الذاكرة تصل إلى 8 جيجا بايت. أيضًا ، لديك كفاءة طاقة بنسبة 50٪ عن سابقتها بجهد أساسي 1.2 فولت مقابل 1.8 فولت من LPDDR1.

بالإضافة إلى ذلك ، مع عرض بيانات x8 و x16 و x32 ومضاعفة معدل بيانات LPDDR1 ، فإنه يتمتع بوقت تنفيذ أسرع لأنه قادر على معالجة المزيد من البيانات في وقت واحد وبمعدل أسرع. تمكنت Samsung من الاستفادة من هذه التقنية الجديدة وصنعت 20nm 4Gb LPDDR2 DRAM لتقديم ما يصل إلى 2 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي التي سمحت للهواتف الذكية بأن تكون أقل نحافة وبذاكرة وصول عشوائي أكبر. الهواتف الذكية مثل Nokia Lumia 800 و Samsung Galaxy SII Plus و iPhone 4S و Blackberry Porsche Design والمزيد.

اكتشف: ما هو محرك ذاكرة الوصول العشوائي

LPDDR3

أصبح هذا سائدًا في عام 2013 وتم اعتماده بسرعة لأنه استخدم نفس الواجهة مثل LPDDR2 لذلك لم تكن هناك حاجة إلى بنية جديدة. جاء ذلك بنطاق ترددي أكبر بنسبة 50٪ من 8.5 جيجا بايت / ثانية إلى 12.8 جيجا بايت / ثانية واعتماد ODT (إنهاء أثناء التشغيل) مما يتيح تشغيل النظام بكفاءة.

أكثر من ذلك ، جلبت LPDDR3 أيضًا كفاءة أفضل في استهلاك الطاقة وكثافة ذاكرة أكبر تصل إلى 32 جيجابت بدلاً من 8 جيجابت كحد أقصى في LPDDR2. تجاوز LPDDR3 الحدود إلى ما وراء دعم تشغيل الفيديو بدقة 1080 بكسل للشاشات الأكبر وتمكين دفق محتوى 1080 بكسل للحصول على تجربة بصرية أفضل.

علاوة على ذلك ، لديك معدل بيانات أسرع يصل إلى 1600MT / s و 2133MT / s على LPDDR3e (LPDDR3 محسّن). وفقًا لذلك ، تدعم SoCs مثل Exynos 5 Dual و Snapdragon 600 و 800 التي تدعم 800 ميجاهرتز LPDDR3. بعض الهواتف الذكية التي تحتوي على ذاكرة الوصول العشوائي LPDDR3 تشمل Samsung Galaxy S4 و iPhone 6 و Tecno L3.

[sc name=”16″]

أنواع الرامات DDR4

مع مرور الوقت ، تم طلب المزيد من الهواتف المحمولة ولتلبية ذلك ، تم تطوير LPDDR4 ونشر المعيار بواسطة JEDEC في عام 2014. ميزات مثل فيديو بطيء الحركة ، فيديو 4K ، التعرف على الوجه والفيديو منخفض زمن الوصول بالإضافة إلى الحاجة إلى وقت تمهيد وتحميل أسرع هو سبب الحاجة إلى تحسين الأداء باستمرار. في هذا الصدد ، يأتي LPDDR4 بمعدل بيانات أسرع يصل إلى 4266MT / s (ولكن في الواقع 3200MT / s) وعرض النطاق الترددي 25.6GB / s عند عرض البيانات x64.

يتم كل هذا حتى عند جهد تشغيل أقل يبلغ 1.1 فولت مما يجعل LPDDR4 ليس أسرع فحسب ، بل يستهلك أيضًا طاقة أقل. على عكس يموت قناة واحدة في LPDDR3 ، يحتوي LPDDR4 على قالب ذو قناتين مع 16 بت لكل قناة ومسار بيانات أقصر لتحسين سرعة التشغيل. يأخذ LPDDR4X الأشياء إلى أبعد من ذلك ، مما يقلل من جهد الإدخال / الإخراج إلى 0.6 فولت من 1.1 فولت ويصعد في الواقع معدل البيانات إلى 4266MT / s.

LPDDR5

علاوة على ذلك ، تم نشر معيار LPDDR5 بواسطة JEDEC في عام 2019 ومثل الأجيال التي سبقته ، ضاعف معدل البيانات لسابقه و 50٪ معدل بيانات LPDDR4x بمعدل بيانات 6400MT / s. مع زيادة سرعة المعالجات ، وظهور 5G والمزيد من الأداء الذي يتطلب ألعاب الهاتف المحمول ، كان لابد من تطوير ذاكرة أسرع.

في segue ، زادت أيضًا من كفاءة الطاقة من خلال مقياس الجهد الديناميكي (DVS) وبنية جديدة متعددة التوقيت لخفض تردد RAM والجهد وفقًا لذلك. يجعل DVS من الممكن لـ LPDDR5 أن تكون قادرة على دعم الجهد الأساسي 1.05 فولت وجهد الإدخال / الإخراج 0.5 فولت أثناء التشغيل بتردد عالٍ و 0.9 فولت و 0.3 فولت بتردد أقل. بهذه الطريقة ، يستهلك LDDR5 طاقة أقل مقارنة بأسلافه.

الهواتف الذكية المزودة بـ LPDDR5 هي Samsung Galaxy S20 / 20 + / S20 Ultra و Oppo Find X2 Pro و Xiaomi Mi 10 Pro و Mi 11X / 11X Pro / 11X Ultra و OnePlus 9 وبعض الهواتف الذكية الأخرى في الغالب. كان الجيل الأول من SoCs ووحدات الذاكرة يعمل بسرعة 5500 ميجابت في الثانية وتحسن إلى 6400 ميجابت في الثانية في عام 2021.

LPDDR5X

تم الإعلان عن امتداد لـ LPDDR5 بواسطة JEDEC ، يعمل LPDDR5X على تحسين معدل البيانات للسلف بنسبة 33٪ من 6400 ميجابت في الثانية إلى 8533 ميجابت في الثانية. نظرًا لأن مصنعي DRAM كانوا قادرين على استكشاف معيار LPDDR5 بالكامل ، فإن هذا التحديث للمعيار في شكل LPDDR5X بحاجة إلى التطوير.

في LPDDR5X ، قمت بتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء نتيجة لإضافة وظيفة التركيز المسبق التي تسمح بمعدل ساعة أعلى وأداء أفضل. تعمل هذه الإضافة الجديدة أيضًا على تقليل ردود الفعل لكل قرار رقم التعريف الشخصي (DFE) ، ومعدل الخطأ في البتات وتحسين إدارة التحديث التكيفية.

[sc name=”16″]

ومع ذلك ، لا يوجد فرق كبير في التقنية بين الاثنين إلى جانب زيادة عرض النطاق الترددي في LPDDR5X. حاليًا ، الجهاز الوحيد الذي يُشاع أنه يحتوي على LPDDR5X هو Xiaomi Mi 12 والذي من المتوقع أن يأتي مع Qualcomm Snapdragon 898 SoC والذي من المتوقع أن يدعم LPDDR5X ولكن يجب أن تتوقع المزيد من الأجهزة معه لاحقًا في عام 2022.