RAM гэж юу вэ?

Шуурхай санах ой буюу RAM (Random Access Memory) санах ой нь чөлөөт хандалттай санах ой юм. RAM санах ойг тодорхойлогч үндсэн үзүүлэлт нь орчин үеийн процессоруудад хамгийн чухалчлан үздэг үзүүлэлт болох хурдтай ажиллагаа юм.Шуурхай санах ой буюу RAM (Random Access Memory) санах ой нь чөлөөт хандалттай санах ой юм. RAM санах ойг тодорхойлогч үндсэн үзүүлэлт нь орчин үеийн процессоруудад хамгийн чухалчлан үздэг үзүүлэлт болох хурдтай ажиллагаа юм. Ажиллах зарчмын хувьд RAM санах ойг динамик ба статик гэж хоёр ангилж болно. Мэдээллийн анхан шатны эгэл нэгж нь бит болдог гэвэл шуурхай санах ойг тус бүр нь мэдээллийн нэг бит хадгалах чадвартай олон үүрний цомог цуглуулга мэтээр авч үзэж болно. Динамик болон статик санах ойн ялгаа нь битүүдийг хадгалах эгэл үүрнүүдийн бүтцийн онцлогоос хамаардаг. Статик санах ойн хувьд үүрнүүд нь триггер хэмээх хоёр тогтвортой төлөв бүхий транзисторт схемээс бүрддэг. Бит бичигдсэнээр ийм үүр нь уг хоёр төлөвийн аль нэгэнд орших ба тэжээлээр хангагдаж буй тохиолдолд бичигдсэн битээ ямар ч хугацаагаар хадгалах чадвартай. Ингэж байнгын өөрчлөгддөггүй нөхцөлд байдгаас нь уламжлан энэхүү санах ойг статик санах ой гэж нэрлэдэг байна. Статик санах ой нь хурд сайтайгаараа давуутай ч цахилгаан тэжээлийн хэрэглээ ихтэй, нэг триггерийн үүр нь хэд хэдэн транзистораас тогттдог тул кристалл дээрээ бага бус зай эзэлдгээс шалтгаалаад өгөгдлийн хувийн нягтрал багатай.

Динамик санах ойд санах ойн эгэл үүр нь мэдээллийн биттэй уялдуулах боломжтой тодорхой богино хугацаанд цахилгаан цэнэг хадгалах чадвар бүхий конденсатор байдаг. Энгийнээр тайлбарлавал санах ойн үүрэнд логик нэгж бичихэд конденсатор цэнэглэгдэж, тэг бичихэд цэнэгээ алддаг. Өгөгдлийг унших үед конденсатор унших схемээр дамжуулан цэнэгээ алддаг, харин конденсаторын цэнэг тэг бус байвал унших схемийн гаралтан дээр нэгж утга тогтоогдоно. Үүнээс гадна унших явцад конденсаторын цэнэг алдагддаг тул хуучин утганд нь цэнэглэж байх шаардлагатай. Ийм учраас унших процесс нь конденсаторыг дахин цэнэглэх (шинэчлэн цэнэглэх) ажиллагаатай хослож явдаг. Хэрвээ үүртэй харьцахгүй удах юм бол хугацаа өнгөрөх хэрээр гүйдлийн алдагдлын улмаас конденсатор цэнэгээ алдаж мэдээлэл устана. Ийм учраас конденсаторын массив бүхий санах ой нь конденсаторын байнгын тогтмол цэнэглэгээ шаардаж байдаг тул үүнээс үүдэн динамик санах ой гэж нэрлэдэг байна. Цэнэгийн алдагдлыг нөхөж байхын тулд санах ойн үүрэнд тогтмол мөчлөгөөр хандаж конденсаторын өмнөх цэнэгийг нь сэргээх замаар шинэчлэн цэнэглэж байдаг. Микросхемд шинэчлэн цэнэглэх процесс нь дурын нэг үүрэнд хандах үед матрицийн бүх л мөрт нэг зэрэг явагддаг, өөрөөр хэлбэл нийт мөрийг мөчлөг байдлаар хангалттай хамарч чаддаг. Динамик санах ойн давуу тал нь өгөгдөл байршуулах хувийн нягтшил өндөртэй, цахилгаан эрчим хүч бага хэрэглэдэг явдал бөгөөд дутагдал нь статик санах ойтой харьцуулах тохиолдолд хурдны хувьд арай гүйцэхгүй. Динамик санах ой DRAM (Dynamic Random Access Memory)-ийг компьютерийн шуурхай санах ой болгон ашигладаг бол статик санах ой SRAM (Static Random Access Memory)-ийг процессорын өндөр хурдтай кэш-санах ой үүсгэхэд хэрэглэдэг.

Динамик санах ойн микросхем нь квадрат матриц хэлбэртэй зохион байгуулагддаг бөгөөд матрицийн мөр ба баганын огтлолцол нь дурын нэг эгэл үүр үүсгэнэ. Санах ойн ямар нэг үүрэнд хандах гэвэл тухайн тэр мөр, баганын хаягийг өгөх ёстой. Санах ойн матрицийн оролтон дээр RAS (Row Address Strobe) гэж нэрлэдэг тусгай строблогч импульс өгснөөр мөрийн хаягийг уншиж, CAS (Column Address Strobe) гэгддэг тусгай строблогч импульс өгөхөд баганын хаягийг уншина. RAS ба CAS импульс нь ар араасаа ээлжлэн дараалж явдаг ч CAS импульс заавал RAS импульсийн дараагаар дамжуулагдана. Өөрөөр хэлбэл эхлээд мөрийн сонголт явагдсаны дараагаар баганын сонголт явагддаг. Эдгээр мөр, баганын хаяг нь хаягийн мультиплексжүүлсэн тусгай bus-аар дамжуулагдана.

Динамик санах ойг мөн асинхрон ба синхрон гэж хувааж болдог. Асинхрон санах ойд хаяг үүсгэлт, удирдах дохионы дамжуулалт болон өгөгдөл уншиж бичих ажиллагаа нь хугацааны дурын мөчид явагддаг бөгөөд ингэхийн тулд ердөө дохио хоорондын цаг хугацааны хамааралд захирагдах ёстой байдаг.