หน่วยความจำหลัก (คอมพิวเตอร์): ส่วนประกอบประเภทฟังก์ชัน - เทคโนโลยี - 2025

หน่วยความจำหลักเป็นส่วนหนึ่งของคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการและข้อมูลอื่น ๆ จะถูกเก็บไว้เพื่อให้หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) มีทางลัดที่รวดเร็วและเมื่อจำเป็นต้องใช้ในการดำเนินงาน

อธิบายว่าเป็นหน่วยความจำภายในของคอมพิวเตอร์ คำว่า "main" ใช้เพื่อแยกความแตกต่างจากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลต่อพ่วง เรียกอีกอย่างว่าหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) เนื่องจาก CPU สามารถไปยังส่วนใด ๆ ของหน่วยความจำได้ทันทีโดยไม่ต้องทำกระบวนการนี้เป็นลำดับ

ที่มา: pixabay.com

RAM เป็นหน่วยความจำประเภทหนึ่งที่เร็วที่สุด อนุญาตให้อ่านและเขียนข้อมูล อย่างไรก็ตามการปิดคอมพิวเตอร์จะล้างทุกสิ่งที่มีอยู่ในคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์สามารถจัดการกับข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำหลักเท่านั้น ดังนั้นทุกโปรแกรมที่เรียกใช้และทุกไฟล์ที่เข้าถึงจะต้องคัดลอกจากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลไปยังหน่วยความจำหลัก

ส่วนประกอบ

โมดูลหน่วยความจำสามารถมีหลายขนาดและมีการกำหนดค่าพินต่างๆ

SIMM

สอดคล้องกับคำย่อของ "Single Online Memory Module" SIMM คือแผ่นงานขนาดเล็กที่มีชิปหน่วยความจำจำนวนมาก SIMM ใช้บัส 32 บิต

SIMM ดั้งเดิมมีพินหรือคอนเน็กเตอร์ 30 พินซึ่งเป็นหน้าสัมผัสโลหะที่เชื่อมต่อกับเมนบอร์ด อย่างไรก็ตามชิป SIMM ใหม่มี 72 พิน

โปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ต้องการบัสหน่วยความจำ 64 บิตดังนั้นจึงควรใช้ DIMM มากกว่า

DIMM

ย่อมาจาก 'Dual Inline Memory Module' DIMM เป็นบอร์ดขนาดเล็กที่มีชิปหน่วยความจำ ใช้บัส 64 บิตไปยังหน่วยความจำในขณะที่โมดูลหน่วยความจำในบรรทัดเดียว (SIMM) มีเพียงเส้นทาง 32 บิต

ซึ่งจะช่วยให้ DIMM สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้มากขึ้นในแต่ละครั้ง เนื่องจาก DIMM มีความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วกว่า SIMM จึงได้แทนที่พวกเขาอย่างสมบูรณ์

DIMM มาในรูปแบบ 168 พิน แต่ DIMM บางตัวมีมากถึง 240 พิน

SO-DIMM

ย่อมาจาก "Small Enclosure Dual Inline Memory Module" คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปส่วนใหญ่มีพื้นที่เพียงพอสำหรับชิป RAM ดังนั้นขนาดของโมดูลหน่วยความจำจึงไม่น่ากังวล

อย่างไรก็ตามด้วยการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปขนาดของโมดูลหน่วยความจำจึงมีความสำคัญมาก นี่คือเหตุผลที่ SO-DIMM ถูกสร้างขึ้น

ขนาดของ SO-DIMM เป็นเพียง 50% ของ DIMM ทำให้ง่ายต่อการยืดหยุ่นเมื่อออกแบบความทรงจำสำหรับคอมพิวเตอร์ประเภทนี้

SO-DIMM ในตอนแรกมีตัวเชื่อมต่อ 72 ตัวและการถ่ายโอนข้อมูลเป็นแบบ 32 บิต อย่างไรก็ตาม SO-DIMM ในปัจจุบันมักจะมี 144 พินทำให้สามารถถ่ายโอน 64 บิตเช่นเดียวกับ DIMM ขนาดเต็มได้

ประเภท

Dynamic Random Access Memory (DRAM)

เป็นหน่วยความจำหลักประเภทที่ใช้มากที่สุดในคอมพิวเตอร์ บิตข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในกล่องหน่วยความจำซึ่งประกอบด้วยตัวเก็บประจุขนาดเล็กและทรานซิสเตอร์

ตัวเก็บประจุสามารถอยู่ในสถานะชาร์จหรือคายประจุ สองสถานะนี้ใช้เพื่อเป็นสัญลักษณ์ของสองค่าของบิตซึ่งเป็นศูนย์และหนึ่ง

อย่างไรก็ตามประจุไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุจะค่อยๆสูญหายไป ในการแก้ปัญหานี้ DRAM จำเป็นต้องมีวงจรภายนอกเพื่อรีเฟรชหน่วยความจำคัดลอกข้อมูลที่มีอยู่ในตัวเก็บประจุซ้ำซ้ำ ๆ เพื่อเรียกคืนประจุเริ่มต้น

ดังนั้น DRAM จึงเติมเต็มข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจำอย่างต่อเนื่อง อัปเดตข้อมูลโดยการส่งพัลส์หลายล้านครั้งต่อวินาทีไปยังเซลล์หน่วยความจำ กระบวนการอัพเดตนี้เป็นการกำหนดลักษณะเฉพาะของหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบไดนามิก

DRAM เป็นหน่วยความจำที่ไม่เสถียรเนื่องจากข้อมูลที่มีอยู่จะหายไปทันทีเมื่อถูกตัดไฟ

หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบคงที่ (SRAM)

เป็นหน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้วงจรล้อมรอบ bistable (ฟลิปฟล็อป) ในการจัดเก็บแต่ละบิต มักใช้ในอุปกรณ์ฝังตัวเป็นแหล่งหน่วยความจำ เร็วกว่าและแพงกว่า DRAM

ข้อมูลที่จัดเก็บใน SRAM ไม่จำเป็นต้องได้รับการต่ออายุอย่างต่อเนื่องในหน่วยความจำนี้ข้อมูลจะถูกแก้ไขเป็น "ภาพนิ่ง" จนกว่าข้อมูลนั้นจะถูกลบเมื่อตัดการเชื่อมต่อไฟฟ้าหรือถูกเขียนไว้

ดังนั้น SRAM เมื่อไม่ใช้งานจะมีประสิทธิภาพมากกว่าและใช้พลังงานน้อยลง ในแง่นี้จึงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า DRAM สำหรับการใช้งานบางอย่างเช่นแคชที่อยู่ในซีพียู

ในทางกลับกันความหนาแน่นของ DRAM ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับหน่วยความจำหลัก

คุณสมบัติ

หน่วยความจำหลักจัดเตรียมที่เก็บข้อมูลในที่สุดสำหรับข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ต้องการ แทนที่จะต้องค้นหาฮาร์ดไดรฟ์เมื่อใดก็ตามที่ต้องการข้อมูลข้อมูลที่ใช้ทั่วไปจะถูกเก็บไว้ใน RAM ชั่วคราวทำให้ค้นหาได้เร็วขึ้น

เมื่อคอมพิวเตอร์ปิดระบบข้อมูลทั้งหมดใน RAM จะถูกลบทำให้มีที่ว่างสำหรับข้อมูลใหม่เมื่อคอมพิวเตอร์เริ่มการทำงานอีกครั้ง

เมื่อไมโครโปรเซสเซอร์ดำเนินการชุดคำสั่งเสร็จสิ้นและกำลังจะทำงานต่อไประบบจะรับข้อมูลที่ต้องการจาก RAM

ความเร็วของคอมพิวเตอร์

การมี RAM เพียงพอมีผลโดยตรงกับความเร็วของคอมพิวเตอร์

หากระบบมีหน่วยความจำหลักไม่เพียงพอที่จะเรียกใช้แอปพลิเคชันระบบปฏิบัติการจะต้องอาศัยระบบปฏิบัติการในการสร้างทรัพยากรหน่วยความจำเพิ่มเติมบนฮาร์ดดิสก์โดยการ "สลับ" ข้อมูล

อย่างไรก็ตามเมื่อโปรเซสเซอร์ต้องรับข้อมูลจากฮาร์ดไดรฟ์แทน RAM จะทำให้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ช้าลง

การใช้งานหลัก

- จัดเก็บสำเนาของระบบหลักที่ควบคุมการทำงานทั่วไปของคอมพิวเตอร์ สำเนานี้จะโหลดลงใน RAM เมื่อคอมพิวเตอร์เปิดอยู่และจะยังคงอยู่ที่นั่นตราบเท่าที่คอมพิวเตอร์เปิดอยู่

- การจัดเก็บสำเนาคำสั่งของแอปพลิเคชันชั่วคราวซึ่งหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ต้องดึงมาเพื่อตีความและดำเนินการ

- จัดเก็บข้อมูลชั่วคราวที่ป้อนจากอุปกรณ์อินพุต จนกว่าแอปพลิเคชันจะร้องขอให้ถ่ายโอนข้อมูลนี้ไปยัง CPU เพื่อประมวลผล

- การจัดเก็บข้อมูลชั่วคราวที่เกิดขึ้นจากการประมวลผลจนกว่าแอปพลิเคชันจะขอให้ใช้ข้อมูลนี้อีกครั้งในการประมวลผลเพิ่มเติมหรือถ่ายโอนไปยังอุปกรณ์เอาต์พุตหรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล

อ้างอิง

1. John Landers (2019). หน่วยความจำหลักในคอมพิวเตอร์คืออะไร? นำมาจาก: techwalla.com.
2. Vangie Beal (2019). หน่วยความจำหลัก. Webopedia นำมาจาก: webopedia.com.
3. Blurtit (2019). หน่วยความจำหลัก (RAM) มีหน้าที่อะไร? นำมาจาก: technology.blurtit.com.
4. Techterms (2019). โมดูลหน่วยความจำ นำมาจาก: techterms.com.
5. Wikipedia สารานุกรมเสรี (2019) หน่วยความจำคอมพิวเตอร์. นำมาจาก: en.wikipedia.org.