حافظه (RAM(Random Access Memory شناخته ترين نوع حافظه در دنياي كامپيوتر است . روش دستيابي به اين نوع از حافظه ها تصادفي است . چون مي توان به هر سلول حافظه مستقيما" دستيابي پيدا كرد . در مقابل حافظه هايRAM ، حافظه هاي(SAM(Serial Access Memory وجود دارند. حافظه هايSAM اطلاعات را در مجموعه اي از سلول هاي حافظه ذخيره و صرفا" امكان دستيابي به آنها بصورت ترتيبي وجود خواهد داشت. ( نظير نوار كاست ) در صورتيكه داده مورد نظر در محل جاري نباشد هر يك از سلول هاي حافظه به ترتيب بررسي شده تا داده مورد نظر پيدا گردد. حافظه هاي SAM در موارديكه پردازش داده ها الزاما" بصورت ترتيبي خواهد بود مفيد مي باشند ( نظير حافظه موجود بر روي كارت هاي گرافيك ).اماداده هاي ذخيره شده در حافظهRAM با هر اولويت دلخواه قابل دستيابي خواهند بود.

مباني حافظه هايRAM
حافظه RAM ، يك تراشه مدار مجتمع (IC) بوده كه از ميليون ها ترانزيستور و خازن تشكيل شده است .در اغلب حافظه ها با استفاده و بكارگيري يك خازن و يك ترانزيستور مي توان يك سلول را ايجاد كرد. سلول فوق قادر به نگهداري يك بيت داده خواهد بود. خازن اطلاعات مربوط به بيت را كه يك يا صفر است ، در خود نگهداري خواهد كرد.عملكرد ترانزيستور مشابه يك سوييچ بوده كه امكان كنترل مدارات موجود بر روي تراشه حافظه را به منظور خواندن مقدار ذخيره شده در خازن يا تغيير وضعيت مربوط به آن ، فراهم مي نمايد. خازن مشابه يك ظرف ( سطل) بوده كه قادر به نگهداري الكترون ها است . به منظور ذخيره سازي مقدار" يك" در حافظه، ظرف فوق مي بايست از الكترونها پر گردد. براي ذخيره سازي مقدار صفر، مي بايست ظرف فوق خالي گردد.مسئله مهم در رابطه با خازن، نشت اطلاعات است ( وجود سوراخ در ظرف ) بدين ترتيب پس از گذشت چندين ميلي ثانيه يك ظرف مملو از الكترون تخليه مي گردد. بنابراين به منظور اينكه حافظه بصورت پويا اطلاعات خود را نگهداري نمايد ، مي بايست پردازنده يا " كنترل كننده حافظه " قبل از تخليه شدن خازن، مكلف به شارژ مجدد آن به منظور نگهداري مقدار "يك" باشند. بدين منظور كنترل كننده حافظه اطلاعات حافظه را خوانده و مجددا" اطلاعات را بازنويسي مي نمايد.عمليات فوق (Refresh)، هزاران مرتبه در يك ثانيه تكرار خواهد شد.علت نامگذاريDRAM بدين دليل است كه اين نوع حافظه ها مجبور به بازخواني اطلاعات بصورت پويا خواهند بود. فرآيند تكراري " بازخواني / بازنويسي اطلاعات" در اين نوع حافظه ها باعث مي شود كه زمان تلف و سرعت حافظه كند گردد.

سلول هاي حافظه بر روي يك تراشه سيليكون و بصورت آرائه اي مشتمل از ستون ها ( خطوط بيت ) و سطرها ( خطوط كلمات) تشكيل مي گردند. نقطه تلاقي يك سطر و ستون بيانگر آدرس سلول حافظه است .

حافظه هايDRAM با ارسال يك شارژ به ستون مورد نظر باعث فعال شدن ترانزيستور در هر بيت ستون، خواهند شد.در زمان نوشتن خطوط سطر شامل وضعيتي خواهند شد كه خازن مي بايست به آن وضعيت تبديل گردد. در زمان خواندنSense-amplifier ، سطح شارژ موجود در خازن را اندازه گيري مي نمايد. در صورتيكه سطح فوق بيش از پنجاه درصد باشد مقدار "يك" خوانده شده و در غيراينصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عمليات فوق بسيار كوتاه بوده و بر حسب نانوثانيه ( يك ميلياردم ثانيه ) اندازه گيري مي گردد. تراشه حافظه اي كه داراي سرعت 70 نانوثانيه است ، 70 نانو ثانيه طول خواهد كشيد تا عمليات خواندن و بازنويسي هر سلول را انجام دهد.

سلول هاي حافظه در صورتيكه از روش هائي بمنظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمايند، به تنهائي فاقد ارزش خواهند بود. بنابراين لازم است سلول هاي حافظه داراي يك زيرساخت كامل حمايتي از مدارات خاص ديگر باشند.مدارات فوق عمليات زير را انجام خواهند داد :
• مشخص نمودن هر سطر و ستون (انتخاب آدرس سطر و انتخاب آدرس ستون
• نگهداري وضعيت بازخواني و باز نويسي داده ها ( شمارنده )
• خواندن و برگرداندن سيگنال از يك سلول (Sense amplifier)
• اعلام خبر به يك سلول كه مي بايست شارژ گردد يا ضرورتي به شارژ وجود ندارد ( Writeenable)

ساير عمليات مربوط به "كنترل كننده حافظه" شامل مواردي نظير : مشخص نمودن نوع سرعت ، ميزان حافظه و بررسي خطاء است .

حافظه هايSRAM داراي يك تكنولوژي كاملا" متفاوت مي باشند. در اين نوع از حافظه ها از فليپ فلاپ براي ذخيره سازي هر بيت حافظه استفاده مي گردد. يك فليپ فلاپ براي يك سلول حافظه، از چهار تا شش ترانزيستور استفاده مي كند . حافظه هايSRAM نيازمند بازخواني / بازنويسي اطلاعات نخواهند بود، بنابراين سرعت اين نوع از حافظه ها به مراتب از حافظه هايDRAM بيشتر است .با توجه به اينكه حافظه هايSRAM از بخش هاي متعددي تشكيل مي گردد، فضاي استفاده شده آنها بر روي يك تراشه به مراتب بيشتر از يك سلول حافظه از نوعDRAM خواهد بود. در چنين مواردي ميزان حافظه بر روي يك تراشه كاهش پيدا كرده و همين امر مي تواند باعث افزايش قيمت اين نوع از حافظه ها گردد. بنابراين حافظه هاي SRAM سريع و گران و حافظه هايDRAM ارزان و كند مي باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه هايSRAM به منظور افزايش سرعت پردازنده ( استفاده ازCache) و از حافظه هايDRAM براي فضاي حافظهRAM در كامپيوتر استفاده مي گردد.

ما ژول هاي حافظه
تراشه هاي حافظه در كامييوترهاي شخصي در آغاز از يك پيكربندي مبتني برPin با نام (DIP(Dual line Package استفاده مي كردند. اين پيكربندي مبتني بر پين، مي توانست لحيم كاري درون حفره هائي برروي برداصلي كامپيوتر و يا اتصال به يك سوكت بوده كه خود به برد اصلي لحيم شده است .همزمان با افزايش حافظه ، تعداد تراشه هاي مورد نياز، فضاي زيادي از برد اصلي را اشغال مي كردند.از روش فوق تا زمانيكه ميزان حافظه حداكثر دو مگابايت بود ، استقاده مي گرديد.

راه حل مشكل فوق، استقرار تراشه هاي حافظه بهمراه تمام عناصر و اجزاي حمايتي در يك برد مدار چاپي مجزا (Printed circut Board) بود. برد فوق در ادامه با استفاده از يك نوع خاص از كانكتور ( بانك حافظه ) به برد اصلي متصل مي گرديد. اين نوع تراشه ها اغلب از يك پيكربنديpin با نام(Small Outline J-lead ) soj استفاده مي كردند . برخي از توليدكنندگان ديگر كه تعداد آنها اندك است از پيكربندي ديگري با نامThin Small Outline Package )tsop) استفاده مي نمايند. تفاوت اساسي بين اين نوع پين هاي جديد و پيكربنديDIP اوليه در اين است كه تراشه هايSOJ وTSOR بصورتsurface-mounted درPCB هستند. به عبارت ديگر پين ها مستقيما" به سطح برد لحيم خواهند شد . ( نه داخل حفره ها و يا سوكت ) .

تراشه ها ي حافظه از طريق كارت هائي كه " ماژول " ناميده مي شوند قابل دستيابي و استفاده مي باشند. شايد تاكنون با مشخصات يك سيستم كه ميزان حافظه خود را بصورت 32 * 8 , يا 16 * 4 اعلام مي نمايد ، برخورده كرده باشيد.اعداد فوق تعداد تراشه ها ضربدر ظرفيت هر يك از تراشه ها را كه بر حسب مگابيت اندازه گيري مي گردند، نشان مي دهد. به منظور محاسبه ظرفيت ، مي توان با تقسيم نمودن آن بر هشت ميزان مگابايت را بر روي هر ماژول مشخص كرد. مثلا" يك ماژول 32 * 4 ، بدين معني است كه ماژول داراي چهار تراشه 32 مگابيتي است . با ضرب 4 در 32 عدد 128 ( مگابيت) بدست مي آيد . اگر عدد فوق را بر هشت تقسيم نمائيم به ظرفيت 16 مگابايت خواهيم رسيد.

نوع برد و كانكتور استفاده شده در حافظه هاي RAM ، طي پنج سال اخير تفاوت كرده است . نمونه هاي اوليه اغلب بصورت اختصاصي توليد مي گرديدند . توليد كنندگان متفاوت كامپيوتر بردهاي حافظه را بگونه اي طراحي مي كردند كه صرفا" امكان استفاده از آنان در سيستم هاي خاصي وجود داشت . در ادامه SIMM (Single in-line memory) مطرح گرديد. اين نوع از بردهاي حافظه از 30 پين كانكتور استفاده كرده و طول آن حدود 3/5 اينچ و عرض آن يك اينچ بود ( يازده سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) .در اغلب كامپيوترها مي بايست بردهايSIMM بصورت زوج هائي كه داراي ظرفيت و سرعت يكسان باشند، استفاده گردد. علت اين است كه پهناي گذرگاه داده بيشتر از يكSIMM است . مثلا" از دوSIMM هشت مگابايتي براي داشتن 16 مگابايت حافظه بر روي سيستم استفاده مي گردد. هرSIMM قادر به ارسال هشت بيت داده در هر لحظه خواهد بود با توجه به اين موضوع كه گذرگاه داده شانزده بيتي است از نصف پهناي باند استفاده شده و اين امر منطقي به نظر نمي آيد. در ادامه بردهايSIMM بزرگتر شده و داراي ابعاد 25 / 4 * 1 شدند( 11 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) و از 72 پين براي افزايش پهناي باند و امكان افزايش حافظه تا ميزان 256 مگابايت بدست آمد.