การทำงานของ RAM

Ram

RAM (แรม) ย่อมาจาก Random Access Memory

RAM คือหน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์ มีความสำคัญมากต่อประสิทธิภาพการทำงานและความเร็วในการทำงานโดยรวมของ คอมพิวเตอร์ มีหน้าที่รับข้อมูลและชุดคำสั่งของโปรแกรมต่างๆ เพื่อส่งไปให้ CPU (Central Processing Unit) ซึ่งเปรียบเสมือนสมองของคอมพิวเตอร์ให้ประมวลผลข้อมูลตามต้องการ ก่อนจะแสดงผลการประมวลที่ได้ออกมาทางหน้าจอแสดงผล (Monitor) นั่นเอง

RAM จะทำหน้าที่เก็บชุดคำสั่งและข้อมูลที่ระบบคอมพิวเตอร์กำลังทำงานอยู่ ทั้งในแบบของ Input และ Output โดยการเข้าถึงข้อมูลของ RAM นั้น จะเป็นการเข้าถึงแบบสุ่ม หรือ Random Access ซึ่งหมายถึงโปรเซสเซอร์สามารถเข้าถึงทุกๆส่วนของหน่วยความจำหรือพื้นที่เก็บ ข้อมูลได้โดยตรง เพื่อเพิ่มความเร็วในการทำงานและการรับ-ส่งข้อมูล

เนื้อที่ของ RAM ได้ถูกแบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลักดังนี้

1. Input Storage Area
ส่วนนี้เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลนำเข้าที่ได้รับมาจากหน่วยรับข้อมูลเข้า (Input Device) เช่น ข้อมูลที่ได้มาจากคีย์บอร์ด โดยข้อมูลนี้จะถูกนำไปใช้ในการประมวลผลต่อไป

2. Working Storage Area
ส่วนนี้เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลที่อยู่ในระหว่างการประมวลผล

3. Output Storage Area
ส่วนนี้เป็นส่วนที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล ตามความต้องการของผู้ใช้ เพื่อรอที่จะถูกส่งไปแสดงออกยังหน่วยแสดงผลอื่นที่ผู้ใช้ต้องการ เช่นหน้าจอแสดงผล เป็นต้น

4. Program Storage Area
เป็นส่วนที่ใช้เก็บชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการจะส่งเข้ามา เพื่อใช้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติตามคำสั่งชุดดังกล่าว หน่วยควบคุมจะทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากส่วนนี้ทีละคำสั่งเพื่อทำการแปลความหมาย ว่าคำสั่งนั้นสั่งให้ทำอะไร จากนั้นหน่วยควบคุมจะไปควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ต้องการทำงานดังกล่าวให้ทำงานตาม คำสั่งนั้นๆ หน่วยความจำจะจัดอยู่ในลักษณะแถวแนวตั้ง (CAS:Column Address Strobe) และแถวแนวนอน (RAS:Row Address Strobe) เป็นโครงสร้างแบบเมทริกซ์ (Matrix) โดยจะมีวงจรควบคุมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรในชิปเซต (Chipset) ควบคุมอยู่ โดยวงจรเหล่านี้จะส่งสัญญาณกำหนดแถวแนวตั้ง และสัญญาณแถวแนวนอนไปยังหน่วยความจำเพื่อกำหนดตำแหน่งของข้อมูลในหน่วยความ จำที่จะใช้งาน

จากหน้าที่และประโยชน์ของ RAM ข้างต้น ยิ่งเราติดตั้ง RAM เข้าไปในระบบคอมพิวเตอร์มาก ประสิทธิภาพและความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลก้จะดีขึ้นและเร็วขึ้นด้วย แต่ทั้งนี้การเลือก RAM ต้องคำนึงถึงความเร็วการรับ-ส่งข้อมูล (BUS) ระบบปฏิบัติการ และความจุของ Slot สำหรับเสียบ RAM ประกอบด้วย

Module ของ RAM
RAM ที่เรานำมาใช้งานนั้นจะเป็น chip เป็น ic ตัวเล็กๆ ซึ่งส่วนที่เรานำมาใช้เป็นหน่วยความจำหลัก จะถูกบัดกรีติดอยู่บนแผงวงจร หรือ Printed Circuit Board เป็น Module ซึ่งมีหลัก ๆ อยู่ 2 Module คือ SIMM กับ DIMM

SIMM หรือ Single In-line Memory Module
โดยที่ Module ชนิดนี้ จะรองรับ data path 32 bit โดยทั้งสองด้านของ circuit board จะให้สัญญาณ เดียวกัน

DIMM หรือ Dual In-line Memory Module
     โดย Module นี้เพิ่งจะกำเนิดมาไม่นานนัก มี data path ถึง 64 บิต โดยทั้งสองด้านของ circuited board จะให้สัญญาณที่ต่างกัน ตั้งแต่ CPU ตระกูล Pentium เป็นต้นมา ได้มีการออกแบบให้ใช้งานกับ data path ที่มากว่า 32 bit เพราะฉะนั้น เราจึงพบว่าเวลาจะใส่ SIMM RAM บน slot RAM จะต้องใส่เป็นคู่ ใส่โดด ๆ แผง เดียวไม่ได้
     Memory Module ปัจจุบันมีอยู่ 3 รูปแบบคือ 30-pin, 72-pin, 168-pin ที่นิยมใช้ในเวลานี้คือ 168-pin

ชนิดและความแตกต่างของ RAM

Dynamic Random Access Memory (DRAM)
     DRAM จะทำการเก็บข้อมูลในตัวเก็บประจุ (Capacitor) ซึ่งจำเป็นต้องมีการ refresh เพื่อ เก็บข้อมูล ให้คงอยู่โดยการ refresh นี้ทำให้เกิดการหน่วงเวลาขึ้นในการเข้าถึงข้อมูล และก็เนื่องจากที่มันต้อง refresh ตัวเองอยู่ตลอดเวลานี้เองจึงเป็นเหตุให้ได้ชื่อว่า Dynamic RAM

Static Random Access Memory (SRAM)
     จะต่างจาก DRAM ตรงที่ว่า DRAM ต้องทำการ refresh ข้อมูลอยู่ตลอดเวลา แต่ในขณะที่ SRAM จะเก็บข้อมูล นั้น ๆ ไว้ และจำไม่ทำการ refresh โดยอัตโนมัติ ซึ่งมันจะทำการ refresh ก็ต่อเมื่อ สั่งให้มัน refresh เท่านั้น ซึ่งข้อดีของมันก็คือความเร็ว ซึ่งเร็วกว่า DRAM ปกติมาก แต่ก็ด้วยราคาที่สูงว่ามาก จึงเป็นข้อด้อยของมัน