RAM คืออะไร?

เราจะมาอธิบายว่า RAM คืออะไร และแตกต่างจากหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ประเภทอื่นอย่างไร?

Ram (Random-access memory) หรือ แรม เป็นหน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานโดยรวม ทั้งยังส่งผลต่อความเร็วในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าอุปกรณ์ชนิดนั้นจะเป็นสมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต, คอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ใดๆ ที่จำเป็นต้องอ่านและเขียนคำสั่งไปยังหน่วยความจำ

RAM จัดว่าเป็นหน่วยความจำชั่วคราว (Short-Term Memory) โดยการทำงานของมันนั้นจะเป็นการเขียนหรือบันทึกข้อมูลแบบสุ่ม ซึ่งหน่วยความจำชนิดนี้จะสามารถบันทึกข้อมูลลงในตำแหน่งต่างๆ ได้อย่างอิสระ ทั้งนี้ก็เพื่อเพิ่มความเร็วในการบันทึกและอ่านข้อมูล จึงเป็นที่มาของคำว่า Random access ขณะเดียวกันก็ทำให้มันแตกต่างจากหน่วยความจำประเภทอื่นๆ อย่างสิ้นเชิง เมื่อเทียบกับฮาร์ดไดร์ฟ (Hard Drive) หรือ SSD (ที่รู้จักกันในนามของ Direct Access Memory) สิ่งที่ทำให้มันแตกต่างจากหน่วยความจำที่เข้าถึงได้โดยตรงนั่นก็คือ เมื่อมีการตัดกระแสไฟฟ้าหรือปิดคอมพิวเตอร์ ข้อมูลที่อยู่ภายใน Ram ก็จะหายไปอย่างสมบูรณ์

เนื่องจากลักษณะเฉพาะของมัน ข้อมูลที่ถูกจัดการโดย RAM จึงมีการเปลี่ยนแปลงหรือผันผวนอยู่ตลอดเวลา และมีการประมวลผลที่เกิดขึ้นเฉพาะในช่วงเวลาที่กำหนดเท่านั้น

ปัจจุบัน โมดูล Ram รูปแบบใหม่กำลังได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้สามารถจัดเก็บงาน (Task) อื่นๆ ซึ่งหมายถึงการดำเนินการบางอย่าง เช่น การเริ่มต้นระบบ (System Start Up) ที่อาจเกิดได้เร็วขึ้นกว่าเดิมเนื่องจากการกระทำเหล่านั้นได้มีการเตรียมพร้อมสำหรับเรียกใช้

ประวัติความเป็นมาของแรม

แม้ว่า Modern Computer จะแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับคอมพิวเตอร์ที่เคยมีอยู่เมื่อครึ่งทศวรรษที่ผ่านมา แต่ RAM ก็ยังคงปรากฏอยู่ในคอมพิวเตอร์มาตลอด ตั้งแต่คอมพิวเตอร์เครื่องแรก จนกระทั่งในปี ค.ศ.1970 วิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุดก็คือหน่วยความจำแบบวงแหวนแม่เหล็ก (Magnetic-core memory) ซึ่งแตกต่างกันอย่างมากจาก RAM สมัยใหม่ที่อยู่ในรูปแบบของวงจรชนิดฝังตัว ที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน

ดีแรม หรือ DRAM (Dynamic Random Access Memory) ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ จนกระทั่งในปี ค.ศ.1970 (ถึงแม้ว่าจะเป็นแค่แนวคิด ที่มีการประกาศในปี ค.ศ.1968) ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่ได้รับอนุญาตให้เก็บข้อมูลในทรานซิสเตอร์ (Transistor) ที่จะต้องมีการรีเฟรช (Refresh) เซลเก็บข้อมูลในทุกๆ ช่วงสองถึงสามมิลลิวินาที ซึ่งก็ยังคงพบว่ามีการใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน

RAM ทำงานอย่างไร?

RAM มีหน้าที่ในการเก็บชุดคำสั่งและข้อมูลในขณะที่ระบบคอมพิวเตอร์กำลังทำงานอยู่ ทั้งในแบบของ Input และ Output โดยการเข้าถึงข้อมูลของ RAM นั้นจะเป็นการเข้าถึงแบบสุ่ม (Random Access) ซึ่งหมายถึง CPU สามารถเข้าถึงทุกๆ ส่วนของหน่วยความจำหรือพื้นที่เก็บข้อมูลได้โดยตรง เพื่อเพิ่มความเร็วในกระบวนการเขียนและอ่านข้อมูลอย่างต่อเนื่อง นั่นเอง

นั่นเป็นเพราะว่า Ram เป็นหน่วยความจำหลัก ที่ซีพียูสามารถเข้าถึงหน่วยความจำนั้นได้ในทันที โดยที่ไม่จำเป็นต้องผ่านฮาร์ดไดร์ฟที่มีความจุขนาดใหญ่เพื่อค้นหาสิ่งที่ต้องการ ซึ่งก็หมายความว่า คอมพิวเตอร์ของคุณสามารถที่จะสลับระหว่างงานต่างๆ ได้อย่างราบรื่นแบบไร้รอยต่อ โดยที่คุณเองก็จะไม่ทันได้สังเกตถึงความล่าช้าใด ๆ

ประเภทของแรม

โดยทั่วไป อุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบัน พบว่ามีการใช้ Ram อยู่ 2 ประเภท ก็คือ Static RAM (SRAM) หรือDynamic RAM (DRAM) ซึ่ง SRAM นั้น มีแนวโน้มที่จะทำงานได้เร็วกว่า DRAM และใช้พลังงานน้อยลง เนื่องจาก SRAM นั้น ใช้ Transistor 6 ตัว ในการเก็บข้อมูลไว้ในเซลล์หน่วยความจำ (Memory cell) แทนที่จะเป็นการทำงานร่วมกันของทรานซิสเตอร์ที่อยู่เป็นคู่กับตัวเก็บประจุ ต่อการเก็บข้อมูลหนึ่งบิต ทั้งนี้ก็เพื่อใช้ในการควบคุมสิ่งที่จัดเก็บเอาไว้

RAM ทั้งสองชนิดถูกนำมาใช้ในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ประมวลผล (Computing devices) ต่างๆ แต่เนื่องจาก SRAM มีต้นทุนการผลิตที่แพงกว่า ดังนั้น DRAM จึงจัดว่าเป็นโครงสร้างของ Memory Chip ที่นิยมใช้กันมากที่สุดในอุปกรณ์เชิงพาณิชย์

ชนิดของ RAM ที่พบมากที่สุดในคอมพิวเตอร์ก็คือ RAM DDR4 แม้ว่าระบบเก่าอาจจะเคยมีการใช้ RAM แบบ DDR2 หรือ DDR3 มาก่อน ซึ่ง RAM DDR4 นั้นได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า RAM แบบเก่าทั้งสอง นอกจากนี้ RAM DDR4 ยังมีการเปลี่ยนแปลงในส่วนของดีไซน์แบบบางอย่าง ดังนั้นคุณจะไม่สามารถแทนที่ RAM DDR3 แบบย้อนยุคของคุณด้วย RAM DDR4 ได้เลย

อนาคตของ RAM

ตามที่ได้มีการอธิบายไว้ก่อนหน้านี้ว่า ผู้ผลิตบางรายกำลังทำการพัฒนา RAM ที่สามารถเก็บข้อมูลได้นานขึ้น และไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานในการจัดเก็บข้อมูล

นอกจากนี้ นักวิจัยในประเทศจีนยังได้มีการพัฒนาหน่วยความจำในรูปแบบใหม่ ที่มีการรวมองค์ประกอบของ RAM และ ROM ที่สามารถจดจำข้อมูลและคำสั่งได้นานเท่าที่คุณต้องการ

หน่วยความจำ Intel Optane เป็นเทคโนโลยีที่มีการผสานรวมความผันผวน (Volatility) ของ SSD เข้ากับความเร็วในการอ่าน/เขียนของ RAM ซึ่งมีความเป็นไปที่จะนำมาแทนที่ความต้องการสำหรับ RAM และ ROM ณ เวลาใดเวลาหนึ่งในอนาคตอันใกล้นี้

นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของโมดูล RAM ซึ่งช่วยพวกเขาในเรื่องของการจัดเก็บข้อมูล ด้วยความจุในการจัดเก็บที่สูงขึ้น และที่สำคัญก็คือให้ประสิทธิภาพการทำงานที่เพิ่มมากขึ้นในระยะเวลาเท่าเดิม เพื่อการตอบสนองการทำงานในระดับที่เหนือกว่า

ในส่วนของ RAM DDR5 ซึ่งเป็นหน่วยความจำในรุ่นถัดไป ก็ยังคงอยู่ในระหว่างการพัฒนา โดยเบื้องต้นนั้น ในเรื่องของประสิทธิภาพหรือความสามารถของ RAM แบบใหม่นี้ จะมี Bandwidth (อัตราการรับ-ส่งข้อมูล) และ Density (ความจุ) ที่มากกว่า RAM DDR4 ที่ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ถึง 2 เท่า ไม่เพียงเท่านั้น มันยังใช้พลังงานน้อยกว่าถึง 30% เมื่อเทียบกับแรมรุ่นเก่า อย่างไรก็ดี หลายๆ คนคงอยากเห็นแรมรุ่นใหม่ที่ให้ทั้งความเร็วและประสิทธิภาพที่ดีกว่า ซึ่งคาดว่าเราคงจะได้มีโอกาสใช้ RAM DDR5 ในอนาคตอันใกล้นี้

ที่มา:www.itpro.co.uk