تم إطلاق أول هاتف iPhone في عام 2007 وكان بسعة تخزينية تتراوح بين 4 جيجابايت و 8 جيجابايت — أين كان يتم الاحتفاظ بجميع الملفات مثل الصور والموسيقى. في الوقت الحاضر ، يُمكنك شراء هاتف ذكي يعمل بنظام Android بسعة تخزين تبلغ 512 جيجا بايت ، أي 64 مرة أكثر من تخزين الـ iPhone الأول.
في العالم التقني المُتنامي سريعًا ، 16 سنة هي بمثابة قرون. لكن هذه ليست القصة الكاملة. على سبيل المثال ، تخدم الذاكرة والتخزين وظائف مُتشابهة — حماية البتات والبايتات — لكنها تقنيات تعمل بشكل مُختلف. تحقق من ما الفرق بين ذاكرة الوصول العشوائي والذاكرة المخبئية؟
ما الفرق بين الذاكرة والتخزين والذاكرة المخبئية؟
يستخدم العديد من الأشخاص كل من مُصطلحات “الذاكرة” و “التخزين” كمُرادفات. هذا إعتيادي لكنه خاطئ ، مع ذلك. التشابه واضح. كلاهما يحتفظ بالبيانات ويتم قياسهما بالبايت ، لكن تختلف طريقة الاستخدام.
يُركز التخزين على حفظ البيانات الجيد وطويل الأجل. يتم الاحتفاظ بالملفات ، دون إزعاج ، لحين الحاجة إليها. في حين أنَّ الذاكرة (ذاكرة الوصول العشوائي — RAM) تدور حول البيانات التي تحتاج أجهزة الكمبيوتر للوصول إليها بسرعة وبشكل مُتكرر. على سبيل المثال ، يتم الاحتفاظ بالملفات المُستخدمة والبيانات المُتعلقة بالتطبيقات المفتوحة وملفات نظام التشغيل المُهمة في ذاكرة النظام. ذلك لأن الذاكرة أسرع من التخزين. لسوء الحظ ، إنها أيضًا أكثر تكلفة ، لذا فإن سعات ذاكرة الوصول العشوائي أصغر من التخزين.
دعنا نشرح كل واحد بالتفصيل.
الذاكرة المخبئية لوحدة المعالجة المركزية
الذاكرة تعني ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). كما هو موضح أعلاه ، هذا هو المكان الذي يتم فيه تخزين البيانات بحيث يسهل الوصول إليها.
ومع ذلك ، تم إنشاء الذاكرة المخبئية في الثمانينيات لأنَّ الذاكرة لم تكن بالسرعة الكافية في ذلك الوقت. تعمل الذاكرة المخبئية بشكل مُشابه لذاكرة الوصول العشوائي ولكن بشكل أسرع. إنها تقع في الجزء العلوي من مُخططات السرعة ويتم دمجها مباشرةً في وحدة المعالجة المركزية (CPU) التي تم إنشاء الكمبيوتر الخاص بك حولها.
الذاكرة المخبئية سريعة للغاية ولكنها تُكلف أكثر من ذاكرة الوصول العشوائي. تُظهر قدراتها رغم صغرها ذلك. على سبيل المثال ، تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر في الوقت الحاضر على حوالي 8–32 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. على النقيض من ذلك ، فإنَّ أسرع ذاكرة مخبئية ، L1 (الأصغر) ، عادةً ما تحتوي على عدة كيلوبايت من حجم التخزين ، في حين أنَّ الذاكرة المخبئية L3 (الأكبر) تصل إلى حوالي عشرات الميجابايت (على الرغم من أنَّ بعض وحدات المعالجة المركزية تحتوي الآن على ذاكرة مخبئية L3 بمئات الميجابايت).
ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)
يتم نسخ الملف المُخزن ، عند فتحه ، في ذاكرة الوصول العشوائي. التطبيقات قيد التشغيل حاليًا وبعض مُكوِّنات نظام التشغيل موجودة أيضًا هناك. تم إنشاء ذاكرة الوصول العشوائي في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي ، مما يسمح بتخزين البيانات واسترجاعها بدون أي ترتيب — ومن هنا جاء الاسم “العشوائي”. ذاكرة الوصول العشوائي بـ “تخزين مُتقلب”. يتم محو محتوياتها عند إيقاف تشغيل الجهاز ، ويتوقف التيار عن التدفق.
هناك العديد من أنواع ذاكرة الوصول العشوائي أيضًا.
SDRAM
تستخدم أجهزة الكمبيوتر منذ التسعينيات الذاكرة العشوائية الديناميكية المُتزامنة (SDRAM). هذا ما يعنيه شخص ما عندما يقول ، “يحتوي هذا الكمبيوتر على ذاكرة وصول عشوائي (RAM) بسعة 16 جيجابايت”.
تعتمد ذواكر SDRAM على نظام المُزامنة الدقيقة الذي يسمح بمزامنة نقل البيانات مع سرعة ساعة المُعالج ، وهذا يزيد من سرعة نقل البيانات بين الذاكرة والمُعالج. كما أنها تتميز بسعة تخزين عالية وتُوفر زمن استجابة أسرع للمعالج.
تستخدم العديد من الأجهزة الآن ذاكرة DDR5 RAM (ذاكرة الجيل الخامس بمعدل بيانات مُزدوج — أحدث إصدار وقت كتابة هذا التقرير) على أنها SDRAM. ومع ذلك ، فهي لا تزال مُكلفة ، لذلك تظل DDR4 هي السائدة. ستجد أيضًا وحدات DDR3 أقدم في أجهزة الكمبيوتر والهواتف القديمة.
تتوفر ذواكر SDRAM بحجمين: DIMM لأجهزة الكمبيوتر المكتبية و SODIMM لأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة. في الآونة الأخيرة ، تم اقتراح عامل شكل جديد ، CAMM ، لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تتمتع CAMM بمزايا أكثر من SODIMM ولكنها ليست معيارًا واسع الانتشار حتى الآن.
الآن ، يوجد عادةً نوعان من ذواكر SDRAM: المُنفصلة أو الملحومة. تختلف عوامل الشكل ، لكنها تعمل بالطريقة نفسها.
تستخدم ذاكرة الوصول العشوائي الملحومة في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وبعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة. تستخدم أجهزة الكمبيوتر الحديثة من Apple أيضًا ذاكرة وصول عشوائي (RAM) ملحومة لأنها قد تُحسن الأداء. قد تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة المُزوَّدة بذاكرة RAM ملحومة على فتحة ذاكرة واحدة أو أكثر للتوسع في المُستقبل ، ولكن هذا ليس هو الحال غالبًا. لا يُمكن ترقية ذاكرة أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم ذاكرة الوصول العشوائي الملحومة فقط. يُمكن عادةً تخصيصها أثناء الشراء ، لكن لا يُمكنك توسيعها لاحقًا. تحقق من كيف يُمكنني العثور على ذاكرة الوصول العشوائي المتوافقة مع اللوحة الأم؟
ذاكرة الفيديو (VRAM)
تتطلب البيانات أحيانًا سرعات أعلى من SDRAM ، ولكن هناك ما هو أكثر من سعة الذاكرة المخبئية. المثال الأكثر شيوعًا هو المهام التي تتطلب رسومات مُكثفة — الألعاب الثقيلة أو تعديل الفيديو أو النمذجة ثلاثية الأبعاد.
والتي تحتاج إلى ذاكرة الفيديو (VRAM). GDDR6X ، النوع الأسرع حاليًا ، يتجاوز سرعات DDR5 بحوالي 20 ضعفًا. إنها ملحومة أيضًا في بطاقة الرسومات ، مما يضمن زمن وصول أقل لتخزين البيانات الخاصة بالصور والرسوميات ومقاطع الفيديو التي يتم عرضها على الشاشة. لسوء الحظ ، لا يُمكنك إضافة المزيد من VRAM نظرًا لأنها ملحومة على بطاقات رسومات مُنفصلة ، ولا يتم بيعها كوحدات معيارية.
تُعد بطاقات الرسومات المُدمجة (iGPU) شائعة أيضًا. تم دمجها في وحدة المعالجة المركزية ولديها قدر ضئيل من VRAM المُخصصة (ميجابايت مقابل جيجابايت لوحدة معالجة الرسومات المُخصصة). تستخدم بطاقات الرسومات المُدمجة ذاكرة مُوحدة ، وهي SDRAM مشتركة بين وحدة المعالجة المركزية و iGPU. تُحدد وحدة المعالجة المركزية مقدار ذاكرة الوصول العشوائي المُتاحة للرسومات ، مع استعادة بعضها عند الحاجة. عيوب الذاكرة الموحدة هي انخفاض عرض النطاق الترددي والسعة.
يتم استخدام VRAM في بطاقات الرسوميات الحديثة التي تتطلب معالجة رسومات عالية الدقة مثل الألعاب وتطبيقات التصميم والجرافيكس، كما يمكن استخدامها في شاشات العرض والتلفزيونات التي تتطلب عرض مقاطع الفيديو والرسوميات بجودة عالية. تحقق من كيفية زيادة ذاكرة الفيديو المخصصة (VRAM) في Windows 10.
ذاكرة الوصول العشوائي المُستدامة (NVRAM)
قلنا أنَّ ذاكرة الوصول العشوائي متقلبة ، أليس كذلك؟ ولكن هناك تقنية إضافية: ذاكرة الوصول العشوائي المُستدامة (NVRAM). تم إنشاؤها في الستينيات ، ولها عيوب مُقارنةً بذاكرة الوصول العشوائي المُتقلبة ، لذا فإن الأخير أكثر شيوعًا.
كان آخر نوع ناجح من NVRAM هو Optane من Intel و Micron. تبدو وكأنها محرك أقراص PCIe SSD أسرع — ويعمل أحيانًا على هذا النحو — تعمل Optane كذاكرة وصول عشوائي مع وحدات معالجة مركزية مُحددة من Intel. لم تكن بنفس سرعة SDRAM ، مع التسعير والسعة المُختلفة أيضًا. توقفت الشركات المُصنِّعة عن إنتاج Optane في عام 2021.
هناك نوعان — ربما نوع ونصف — مُحددان للغاية من NVRAM مُستخدمة على نطاق واسع. الأول يُستخدم مع UEFI في اللوحات الأم الحديثة (UEFI يحل محل BIOS الأقدم). يتم الاحتفاظ بإعدادات UEFI في NVRAM نظرًا لأنه يتم تحميلها قبل توفر أي مساحة تخزين. يتم تخزين UEFI نفسه في ذاكرة ROM — المزيد عنها قريبًا.
النوع “النصف” هو ذاكرة الوصول العشوائي المُستندامة التي تستخدم البطاريات لتظل تعمل بالطاقة مع إيقاف تشغيل الجهاز. والتي تُستخدم للاحتفاظ بكميات صغيرة من البيانات اللازمة لمهام أبسط. ستجد أنَّ اللوحات الأم التي لا تزال تستخدم BIOS الأقدم تستخدم هذا النوع. تقوم وحدات تحكم الألعاب القديمة التي تستخدم الخراطيش و / أو بطاقات الذاكرة بتخزين الملفات باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي المُستندامة والبطارية.
ذاكرة القراءة فقط (ROM)
يتم تخزين خراطيش الألعاب هذه على شرائح ROM ، مثل UEFI و BIOS. أي قرص ضوئي غير قابل لإعادة الكتابة ، مثل Blu-ray ، هو أيضًا نوع من ذاكرة القراءة فقط.
ولكن ، هنا وهناك ، تُصدر الشركات المُصنِّعة تحديثات UEFI. فكيف تكون “للقراءة فقط” إذا أمكن كتابتها؟
هذه هي ذاكرة القراءة فقط (EEPROM) القابلة للمحو كهربائيًا. تتم التحديثات على EEPROM من خلال عمليات بطيئة ودقيقة للغاية. هذا لأن تحديث UEFI أو BIOS قد يؤدي إلى إتلاف اللوحة الأم.
يجب كتابة ROM المُعتادة أيضًا. مرة أخرى ، تعتمد التفاصيل على الوسائط المُستخدمة. على سبيل المثال ، يُمكن كتابة ROM الضوئية مرة واحدة ، بينما تحتاج شرائح ROM إلى آلات صناعية ، ثم تصبح للقراءة فقط. ROM القابلة للبرمجة (PROM) قابلة للكتابة بواسطة أجهزة أقل تكلفة ، وهي شائعة بين الهواة.
تخزين الكمبيوتر: من صناديق التخزين الورقية إلى السحابة
كما أوضحنا من قبل ، فإنَّ التخزين يُحافظ على البيانات على المدى الطويل. استخدمت أجهزة الكمبيوتر الأولى الورق المثقوب لهذا الغرض. كانت تحتوي على تطبيقات كمبيوتر وكان لا بد من ثقبها بعناية برمز ثُنائي يُمكن للجهاز قراءته — وبالتأكيد ليس سهل الاستخدام.
التخزين المغناطيسي
حدث أول تطور هائل في تخزين الكمبيوتر في الخمسينيات من القرن الماضي عندما تم استخدام الأشرطة المغناطيسية للاحتفاظ بكميات أكبر من البيانات.
كان التخزين المغناطيسي فكرة رائعة ، لذلك بنيت الأقراص الصلبة عليه. كانت محركات الأقراص الثابتة (HDD) هي النوع الرئيسي لتخزين أجهزة الكمبيوتر من الستينيات حتى يومنا هذا. ولكن حتى أفضل الأقراص الثابتة تحتاج إلى أجزاء مُتحركة تجعل الأجهزة عرضة للتلف والتأثير على السرعة.
ذاكرة الفلاش ، مثل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) ، تحل كلا المشكلتين. مصنوع من رقائق السيليكون ، مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، وهذا النوع من التخزين يقرأ ويكتب البيانات كهربائيًا. تحقق من مزايا وعيوب استخدام التخزين السحابي للعمل عن بُعد.
التخزين الخارجي: البيانات أثناء التنقل
كل هذه الوسائط تُسمى التخزين الداخلي: يتم الاحتفاظ بالأشياء داخل الكمبيوتر ويتم استخدامها هناك فقط. لكن كل شخص يحتاج إلى أخذ البيانات في مكان ما بين الحين والآخر.
التخزين الخارجي في الواقع قديم قدم أجهزة الكمبيوتر نفسها. تم إدخال البطاقات المثقبة في فتحة ، بحيث يُمكن إزالتها تقنيًا. يمكن للأشرطة تخزين بيانات دائمة ، لكن محركات الأقراص الصلبة جاءت بعد فترة وجيزة وكانت أفضل بكثير. كان الشريط أرخص في صنعه وأصبح أصغر حجمًا وشائعًا كوسائط خارجية.
أولاً ، تم استبداله بأقراص مرنة. كان يجب أن تكون محركات الأقراص الضوئية هي الخطوة التالية ، لكن الإصدارات القابلة لإعادة الكتابة كانت مُكلفة.
لذلك ، انتقل العملاء بسرعة إلى وحدة تخزين فلاش. محركات الأقراص USB ومحركات الأقراص الثابتة الخارجية أو محركات أقراص الحالة الصلبة الخارجية — مثل نظيراتها الداخلية ، ولكن مع دعم لـ USB.
يحل التخزين السحابي محل محركات الأقراص USB كوسائط خارجية. ومع ذلك ، نظرًا لأنه يحتاج إلى اتصال دائم بالإنترنت ، فلن يحل محل وحدة التخزين الخارجية المحمولة بالكامل. تحقق من عليك نسيان التخزين السحابي: لماذا يجب عليك التبديل إلى النسخ الاحتياطي المحلي.
تخزين النسخ الاحتياطي
أخيرًا ، هناك مساحة تخزين النسخ الاحتياطية. إنها تعمل مثل أي نوع تخزين آخر — الوسائط هي نفسها. الفرق هو المقصود منها: حفظ النسخ الاحتياطي في مأمن من الفشل.
النسخ الاحتياطي الداخلي — عندما تكون وحدة التخزين الداخلية عبارة عن قرصين أو أكثر يتم نسخها في الوقت الفعلي — لا يستخدمه معظم الأشخاص على نطاق واسع ولكنه ضروري للشركات. تعد النسخ الاحتياطية الخارجية ، مثل محركات أقراص USB أو محركات أقراص الحالة الصلبة الخارجية ، والتخزين المُتصل بالشبكة (NAS) ، وحتى الحلول السحابية ، أكثر شيوعًا.
غالبًا ما تلجأ الشركات التي تحتاج إلى كميات هائلة من النسخ الاحتياطي إلى “النسخ الاحتياطي البارد”. يحدث هذا في كثير من الأحيان ، ويتم فصل وحدة التخزين عن أجهزة الكمبيوتر عندما لا تكون قيد الاستخدام. من الغريب أنَّ الشريط المغناطيسي المستخدم في “التعافي من الكوارث” لا يزال شائعًا اليوم. تحقق من الطريقة الصحيحة للنسخ الاحتياطي لمحركات الأقراص الخارجية على WD NAS.
تلعب كل من الذاكرة المخبئية والتخزين والذاكرة أدوارًا مُختلفة
تلعب كل من الذاكرة المخبئية والذاكرة والتخزين أدوارًا مختلفة ولكنها حيوية في الحفاظ على تشغيل الكمبيوتر بسلاسة. في المستقبل ، من المحتمل أن نرى زيادة سعة كل أنواع الذاكرة هذه ، والبحث والتطوير في هذا المجال تنافسي للغاية. يُمكنك الإطلاع الآن على المساحات الرقمية التي يجب تنظيمها للتخلص من الفوضى لزيادة إنتاجيتك.
