מבוא

הזיכרון מתחלק לשני סוגים עיקריים:

Read Only Memory) ROM): זיכרון קריאה בלבד. צריבת התוכנית נעשית בבית החרושת כחלק מתהליך הייצור בעזרת מכשיר/כרטיס מיוחד הנקרא צורב (PROM (PROM Programmer. שבב ROM מכיל מידע קבוע, בד"כ פעולות אתחול. יתרון: שמירת מידע אינה תלויה במתח. חסרון: אינו ניתן לשינוי, איטי.

Random Access Memory) RAM):  זיכרון העבודה של המחשב. ניתן לכתוב ולקרוא ממנו נתונים, והוא נמחק בעת כיבוי המחשב. יתרון: מהיר יותר חסרון: תלוי במתח. 

זיכרון מחשב הוא נושא חשוב ומרכזי, אך הוא אינו פשוט עקב העובדה שיש מספר רכיבים במחשב המשויכים לאותו נושא – זיכרון. המעבד של המחשב מבצע עיבודים וחישובים על משתנים רבים. המשתנים מגיעים אל המעבד מהתקני הקלט/פלט השונים. בגלל איטיות הטכנולוגיה של התקני קלט/פלט ואיטיות המנשק שלהם עם המעבד, המחשבים משתמשים בזיכרון פנימי על מנת להאיץ את קצב העיבוד.

מדרג זיכרון של המחשב

בצורה כללית ניתן לתאר את מדרג זיכרון המחשב בצורה הבאה:

התקני קלט/פלט ->דיסק קשיח -> זיכרון עיקרי -> זיכרון מכמן -> זיכרון אוגרים

קיימים במחשב שני סוגי זיכרון: מתנדף ולא מתנדף. נבדיל בין שני הסוגים: זיכרון מתנדף – RAM , זיכרון שאינו מתנדף – ROM , דיסק קשיח, תקליטורים , תקליטונים ועוד.

הערה: נדיפות (Volatility) אינה הפרמטר היחיד שמבדיל בין סוגי זיכרונות (פירוט בהמשך).

טכנולוגיות הזיכרון עובדת לפי הקריטריון שככל שהזיכרון מהיר יותר הוא יקר יותר. לכן בחרו לממש זיכרון בעל קיבולת קטנה (כמו זיכרון אוגרים) בטכנולוגיות מהירות יותר אך יקרות יותר מאשר זיכרון בעל קיבולת גדולה יותר (כמו זיכרון עיקרי) בטכנולוגיות איטיות יותר אך זולות יותר. זיכרון בקיבולת גדולה עוד יותר (כמו דיסק קשיח) ממומש בטכנולוגיות שונות לגמרי. טכנולוגיה של דיסקים קשיחים והתקני קלט/פלט היא מכאנית-מגנטית-אלקטרונית לעומת שאר סוגי הזיכרון המתוארים כאן המבוססים על טכנולוגיות אלקטרוניות בלבד.

הזיכרון השמאלי ביותר בתמונה נמצא בתוך המעבד עצמו והוא המהיר ביותר, הקטן ביותר והיקר ביותר. הזיכרון הראשי בתוך מדרג זה הוא למעשה הזיכרון שאליו לרוב מתכוונים כאשר אומרים "זיכרון מחשב".

הזיכרון העיקרי ניתן להוספה למחשב באמצעות כרטיסונים (ועליהם שבבי הזיכרון), המגיעים כיום בגדלים של:

32Mb , 64Mb , 128Mb , 256Mb , 512Mb וכו'.

ROM מול RAM

בזיכרון מחשב אישי נמצא גם רכיבי ROM וגם רכיבי .RAM יתרה מזאת, ישנם מספר סוגי ROM ו-RAM  ולכל אחד יש תפקיד מוגדר משלו, על מנת לרדת לעומקם של דברים, תחילה עלינו להכיר את שני הסוגים ולהכיר את ההבדלים ביניהם.

זיכרון צללים (Shadow Memory)

יש צורך בשירותי BIOS עבור רוב פעולות המחשב. כמעט כל פניה להתקנים מנווטת ומנוהלת על ידי תוכנת BIOS. תוכנת BIOS צרובה ברכיב ROM (מאחד הסוגים הקיימים) שמהירות התגובה שלו איטית יחסית לזיכרון העיקרי, דבר שפוגע בביצועי המערכת. לכן ניתן להעתיק את תוכניות BIOS לזיכרון העיקרי וכך במהלך העבודה השוטפת, העבודה היא מול זיכרון מהיר בהרבה. בכדי להשתמש באפשרות זו יש לאפשרה באתחול של BIOS.

זיכרון וירטואלי ((Virtual Memory

הזיכרון העיקרי הנמצא פיזית במחשב (RAM) עלול הרבה פעמים לא להספיק על מנת להכיל את כל המידע הדרוש למערכת ההפעלה ולתוכנות השונות הרצות עליה, לכן פותחה שיטת זיכרון וירטואלי. זיכרון וירטואלי מאפשר למערכת ההפעלה לנצל חלקים פנויים בדיסק קשיח כתוספת לזיכרון העיקרי. הרחבה זו של הזיכרון הפיזי מאפשרת למחשב לעבוד "כאילו" הזיכרון הפיזי שלו גדול בהרבה מהזיכרון הקיים בפועל. על תוספת הזיכרון שמפיקים "בחינם" משיטה זו "משלמים" במהירות עבודה איטית יותר. שכן מהירות הדיסק הקשיח איטית בכמה סדרי גודל ממהירות הזיכרון העיקרי.

בהנדסת מחשבים פותחו שיטות על מנת להשיג ביצועים מיטביים ככל האפשר משיטת מדרג הזיכרון בכלל ומהזיכרון הוירטואלי בפרט. שיטות אלו (לדוגמא Caבhing, Paging) מנהלות את השימוש בזיכרון בדרכים חכמות, כך שככל שהמידע שבזיכרון צריך להיות זמין יותר הוא ממוקם בזיכרון מהיר יותר.

סוגי זיכרון חדשים

(Video RAM) VRAM

רכיבי זיכרון אלו נמצאים בשימוש במסכים וכרטיס מסך. רכיבי זיכרון אלה מהירים ויתרונם העיקרי מתבטא בכך שניתך בו ומנית לכתוב לתוכם ולעדכנם בפרטים חדשים וגם לקרוא מהם למסך. הם מחליפים בהדרגה את רכיבי DRAM בכרטיס מסך.

 (Extended Data Out RAM( EDO-RAM

זהו סוג חדש יחסית של זיכרונות DRAM. שימוש ברכיבי EDO-RAM  במקום רכיבי DRAM  מאפשר לקצר את זמן המחזור של פניית המעבד אל הזיכרון, וכך ניתך לשפר את הביצועים בעשרות אחוזים.

בשוק כיום ניתן למצוא סוג חדש ומהיר יותר של רכיבי זיכרון הנקראים BEDO-RAM.