معمولا در هنگام خرید رایانه ، افراد دچار سردرگمی برای انتخاب قطعات رایانه خود می شوند . معمولا کاربران رایانه از نحوه عملکرد حدود 14 قطعه مختلف رایانه خود آگاهی ندارند . تمامی قطعات یک سیستم رایانه ای نیز هر یک به نحوی در راندمان کلی سیستم موثر می باشند . اما چند قطعه اصلی در راندمان سیستم ماکزیمم تاثیر را دارند . یکی از مهمترین این قطعات حافظه ها می باشند.
حافظه ها نقش بسیار مهمی در راندمان کلی سیستم دارند . این تاثیر خیلی بیشتر از آنی است که معمولا تصور می شود .
اطلاعات ابتدا وارد حافظه سیستم شده و پس از آن وارد کاشه پردازنده می شوند و در آنجا توسط واحد ALU پردازش شده و اطلاعات پردازش شده توسط خطوط انتقال اطلاعات (BUS) به سایر قطعات رایانه ، جهت اجرا ، ارایه می شوند . سیستم های انتقال اطلاعات دیگری نیز وجود دارند که مثلا در برخی از آنها کنترل کننده حافظه در پردازنده نیست بلکه در داخل چیپست مادربرد تعبیه شده است . و یا در برخی از سیستم های انتقال اطلاعات به جای HyperTransport Bus از Bus های معمولی استفاده شده است .
ولی نکته مهم این است که در هر سیستمی ، و با هر معماری مورد استفاده ، اطلاعات از حافظه خوانده شده و وارد پردازنده می شوند . و همواره سرعت پردازنده از سرعت حافظه های مورد استفاده بسیار بالاتر است . نوع سریع ولی گران قیمتی از حافظه در داخل پردازنده وجود دارد که به آن کاشه می گویند . حجم کاشه ، به دلیل گران قیمت بودن آن بسیار کوچک است و علاوه بر آن چون بر روی پردازنده وجود دارند ، تولید حرارت نموده و در نتیجه حجم آن محدودیت دارد . قبل از آنکه کاشه را بر روی پردازنده بسازند ، آن را بر روی مادربرد می ساختند ، ولی همیشه سرعت مدارات غیر مجتمع محدودیتهای خاص خود را دارد و در نتیجه سرعت کاشه موجود بر روی مادربرد به مقدار لازم نیست و آن را به داخل پردازنده منتقل نمودند .
کنترل کننده حافظه را نیز جهت افزایش سرعت عملکرد حافظه به داخل پردازنده منتقل نمودند (AMD) . از خطوط انتقال اطلاعات سرعت بالای HyperTransport استفاده نمودند و ...
همه این کارها برای افزایش سرعت عملکرد انتقال اطلاعات از حافظه سیستم ، به حافظه پردازنده جهت انجام عملیات پردازش است . همواره پردازنده منتظر رسیدن اطلاعات از حافظه است . در حقیقت سرعت سیستم محدود به سرعت حافظه است و از یک فرکانس بالاتر ، سرعت سیستم با افزایش سرعت سایر قطعات (مثلا پردازنده) افزایش نمی یابد .
در نتیجه مباحث فوق ، افزایش سرعت انتقال اطلاعات از حافظه به پردازنده از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است . برای دستیابی به این سرعت بالا ، باید از حافظه های با ظرفیت بالاتر و نیز با سرعت بالاتر استفاده نمود . استفاده از تکنولوژی های پیشرفته جهت افزایش سرعت عملکرد ماجولهای حافظه و نیز استفاده از خنک کننده های مناسب جهت کاهش حرارت و در نتیجه عملکرد مناسب تر ، راندمان کلی سیستم را بهبود می بخشد .
امروزه فعالیتهایی در استفاده از قطعات کوانتومی ، مانند RTD ، برای ساخت حافظه ها ، به جای استفاده از قطعات قبلی سازنده حافظه ها ، مانند Mosfet ها ، انجام می شود . قطعات کوانتومی دارای حجم بسیار پایین تر و ولتاژ و جریان کاری کمتر و در نتیجه حرارت پایین تر و سرعت بیشتری می باشند . این پروژه ها فعلا در حد آزمایشگاهی می باشند و هنوز به صورت وسیع و تجاری مورد استفاده قرار نگرفته اند . در آینده از این قطعات بیشتر می شنویم.
ولی نکته مهم این است که در هر سیستمی ، و با هر معماری مورد استفاده ، اطلاعات از حافظه خوانده شده و وارد پردازنده می شوند . و همواره سرعت پردازنده از سرعت حافظه های مورد استفاده بسیار بالاتر است . نوع سریع ولی گران قیمتی از حافظه در داخل پردازنده وجود دارد که به آن کاشه می گویند . حجم کاشه ، به دلیل گران قیمت بودن آن بسیار کوچک است و علاوه بر آن چون بر روی پردازنده وجود دارند ، تولید حرارت نموده و در نتیجه حجم آن محدودیت دارد . قبل از آنکه کاشه را بر روی پردازنده بسازند ، آن را بر روی مادربرد می ساختند ، ولی همیشه سرعت مدارات غیر مجتمع محدودیتهای خاص خود را دارد و در نتیجه سرعت کاشه موجود بر روی مادربرد به مقدار لازم نیست و آن را به داخل پردازنده منتقل نمودند .
کنترل کننده حافظه را نیز جهت افزایش سرعت عملکرد حافظه به داخل پردازنده منتقل نمودند (AMD) . از خطوط انتقال اطلاعات سرعت بالای HyperTransport استفاده نمودند و ...
همه این کارها برای افزایش سرعت عملکرد انتقال اطلاعات از حافظه سیستم ، به حافظه پردازنده جهت انجام عملیات پردازش است . همواره پردازنده منتظر رسیدن اطلاعات از حافظه است . در حقیقت سرعت سیستم محدود به سرعت حافظه است و از یک فرکانس بالاتر ، سرعت سیستم با افزایش سرعت سایر قطعات (مثلا پردازنده) افزایش نمی یابد .
در نتیجه مباحث فوق ، افزایش سرعت انتقال اطلاعات از حافظه به پردازنده از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است . برای دستیابی به این سرعت بالا ، باید از حافظه های با ظرفیت بالاتر و نیز با سرعت بالاتر استفاده نمود . استفاده از تکنولوژی های پیشرفته جهت افزایش سرعت عملکرد ماجولهای حافظه و نیز استفاده از خنک کننده های مناسب جهت کاهش حرارت و در نتیجه عملکرد مناسب تر ، راندمان کلی سیستم را بهبود می بخشد .
امروزه فعالیتهایی در استفاده از قطعات کوانتومی ، مانند RTD ، برای ساخت حافظه ها ، به جای استفاده از قطعات قبلی سازنده حافظه ها ، مانند Mosfet ها ، انجام می شود . قطعات کوانتومی دارای حجم بسیار پایین تر و ولتاژ و جریان کاری کمتر و در نتیجه حرارت پایین تر و سرعت بیشتری می باشند . این پروژه ها فعلا در حد آزمایشگاهی می باشند و هنوز به صورت وسیع و تجاری مورد استفاده قرار نگرفته اند . در آینده از این قطعات بیشتر می شنویم.
منبع : sakhtafzar.com
نویسنده : روزبه عابدینی
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر