چه مقدار رم نیاز داریم و آیا نیازی به ارتقای حافظه رم وجود دارد؟ (قسمت اول)

با نگاهی به ۲۰ سال گذشته، از مشاهده‌ی روند پیشرفت تکنولوژی به وجد خواهید آمد. سال‌ها و دهه‌ها است که راهنماهایی در مورد حافظه‌ی رم تالیف و منتشر می‌شود. دو یا سه دهه پیش، تأکید بسیاری روی پیاده‌سازی تکنیکی هر نوع استاندارد رم وجود داشت. DDR ،PDRAMها، SDRAMها، رم‌های Fast Page و رم‌های EDO تنها گوشه‌ای از انواع حافظه‌های رم موجود در آن زمان هستند. در آن زمان، ارزشمند و به صرفه بودن به‌روزرسانی رم سیستم به این بستگی داشت که از چه نوع رمی استفاده می‌کنید. امروزه همه چیز تغییر کرده و بهتر است بگوییم ساده‌تر شده است. تعداد بسیار کمی از شما کاربران زومیت ممکن است هنوز از رم‌های DDR2 که روی سیستم‌های سال۲۰۰۵ تا ۲۰۰۹ موجود بودند استفاده کنید. اغلب کاربران امروزه از رم‌های DDR3 استفاد می‌کنند، بنابراین تمرکز ما در این مطلب روی حافظه‌های رم‌ DDR3 است.

این که روی یک سیستم به چه مقدار حافظه‌ی رم نیاز دارید، بستگی به این دارد که بخواهید با آن سیستم چه کاری انجام دهید، چه مدت آن را نگه دارید و پس از چه مدت زمانی قصد داشته باشید آن را به روز کنید. مورد آخر بسیار مهم است، زیرا در بسیاری از لپ‌تاپ‌های بالارده، قابلیت بسیار مهم تعویض رم توسط کاربر حذف شده است تا از ضخامت سیستم کاسته شده و مقداری باریک‌تر شود. افزودن حافظه‌ی رم اضافی به یک لپ‌تاپ، موجب افزایش مصرف انرژی آن می‌شود، افزایشی که هرچند بسیار اندک است، اما قابل اندازه‌گیری است. به دلیل کوچک بودن این انرژی، معمولا هیچ مشکلی برای کاربرانی که حافظه‌ی رم سیستم خود را افزایش می‌دهند به وجود نمی‌آید. مقدار رم اندکی بیشتر از نیاز، بسیار بهتر از اندکی کمتر از نیاز است، زیرا اگرچه هرقدر حافظه‌ی رم شما کمتر باشد انرژی کمتری مصرف می‌کنید، اما از سویی دیگر مقدار بیشتری انرژی را به دلیل کمبود فضای رم و مراجعه به حافظه‌ی ذخیره‌سازی سیستم از دست خواهید داد.

مدل‌های پایه‌ی مک‌بوک‌های اپل از ۴ گیگابایت حافظه‌ی رم بهره می‌برند، اما حافظه‌ی رم بیشتر مدل‌های دل، اچ‌پی و سایر سازندگان، ۸ گیگابایت و بیشتر است و این جای خوشحالی دارد. البته این بدان معنا نیست که نمی‌توان از ۴ گیگابایت رم در این سیستم‌ها استفاده کرد، اما ۸ گیگابایت رم برای کارکرد روان و بدون مشکل سیستم بهتر است.

شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد اپلیکیشن‌های دسکتاپ جدید، نرخ اشغال رم بسیار بیشتری دارند. مثلا از دهه‌ی ۱۹۹۰ تا ۲۰۰۰، میزان حافظه‌ی رم اشغال شده توسط برنامه‌ی فتوشاپ از ۲ مگابایت به بیش از ۶۴ مگابایت رسیده است. از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۶ هم این میزان تقریبا ۳۲ برابر شده و به حدود ۲ گیگابایت رسیده است.

امروزه یک سیستم ارزان و معمولی می‌تواند با ۴ گیگابایت رم کار کند. ۸ گیگابایت برای انجام اغلب کارهای عادی و اجرای برنامه‌های معمولی کافی است و ۱۶ گیگابایت می‌تواند فضای کافی مورد نیاز برای انجام کارهای مختلف در آینده را برای شما فراهم کند. بیش از ۱۶ گیگابایت حافظه‌ی رم برای یک سیستم بیهوده است، مگر این که بخواهید چندین برنامه‌ی بسیار سنگین را هم‌زمان با هم باز نگه داشته یا از سیستم خود برای کار بسیار سنگینی همانند ویرایش حرفه‌ای ویدیوهای 4K استفاده کنید. هرآنچه در این قسمت در مورد لپ‌تاپ‌ها گفته شد، برای رایانه‌های دسکتاپ‌ نیز صدق می‌کند.

هنوز هم اغلب سیستم‌هایی که در بازار به فروش می‌رسند دارای رم DDR3‌ هستند، اما مدتی است که DDR4 به آرامی گسترش پیدا کرده و قصد دارد جایگاه DDR3 در بازار را از آن خود کند. اگر در حال آماده کردن بودجه برای بستن یک سیستم جدید هستید و دلیل خاصی برای استفاده از رم DDR3 ندارید، اکیدا توصیه می‌کنیم که به فکر خرید یک رم DDR4 هم باشید و قطعاتی بخرید که با رم DDR4 سازگار باشند.

اگر سیستم کنونی شما از رم DDR3 بهره می‌برد، خرید یک رم DDR4 همواره درست نخواهد بود، مگر این که بقیه‌ی اجزای سیستم شما نیز با رم DDR4‌سازگاری داشته باشند. در گذشته، کامپیوتری که از حافظه‌های رم PC133 SDRAM بهره می‌برد، در تمام شرایط و به‌خصوص در سرعت‌های کلاک بالا، نسبت به کامپیوترهای بهره‌مند از رم DDR به طرز قابل توجهی کندتر بود. همین شرایط در مورد DDR3 و DDR4 برقرار است و ممکن است موجب شود به فکر تعویض رم DDR3 خود بیفتید. دلیل تأکید ما بر خرید رم DDR4، سازگاری آن با سخت‌افزارهای آینده است. در مورد قیمت‌گذاری این نوع حافظه‌های رم و عملکردشان در بخش‌های بعد توضیح خواهیم داد.

پاسخ کوتاه: گاهی اوقات، اما نه همیشه.

پاسخ متوسط: این مسئله به سایر اجزای تشکیل‌دهنده‌ی سیستم، حجم کار مورد نظر و استفاده یا عدم استفاده‌ی شما از گرافیک مجتمع بستگی دارد.

پاسخ کامل: عملکرد حافظه‌ی رم توسط دو عامل سرعت کلاک و تأخیر دسترسی کنترل می‌شود. تأخیر دسترسی با روندی بسیار آهسته‌تر از نرخ کلاک کاهش می‌یابد. در شکل زیر مشاهده می‌کنید که زمان چرخه‌ی سلول حافظه‌ی رم PC100 تقریبا معادل با DDR4-2133 است. چرخه‌های زمانی DDR4 با DDR3-2133 یکسان نیست، مگر آن که از DDR4-4266 استفاده کنید.

در سال‌های اخیر به لطف برخی فاکتورهای مهم، تأخیر دسترسی رم نسبتا کم‌ اهمیت شده است. در گذشته زمانی که کش‌های L2 کم حجم‌تر بودند، کنترلرهای حافظه بیرون پردازنده کار گذاشته شده و بر حسب مضربی از سرعت پردازنده کلاک می‌شدند و چیزی به نام کش L3 وجود نداشت. به دلیل دور بودن از پردازنده، در آن زمان، تأخیر دسترسی حافظه‌های رم تأثیر بسزایی در عملکرد سیستم داشت. اکنون با پیشرفت فناوری، پردازنده‌هایی ساخته می‌شوند که به ازای هر هسته، بین ۰.۵ تا ۱ مگابایت حافظه‌ی کش L2 و حدودا ۱.۵ تا ۲ مگابایت کش L3 دارند. حالا دیگر حجم حافظه‌های کش افزایش یافته و بر تعداد لایه‌های آن‌ها نیز افزوده شده است، بنابراین نیاز چندانی به مراجعه به رم نیست. کنترلرهای حافظه نیز درون پردازنده قرار گرفته و پا به پای سرعت پردازنده کار می‌کنند. بنابراین حالا دیگر تأخیر دسترسی رم به اندازه‌ی گذشته در محدود کردن عملکرد سیستم نقش ندارد و حافظه‌های کش بزرگ، تأثیر منفی تأخیر دسترسی رم روی عملکرد سیستم را کاهش می‌دهند.

همان‌طور که برای پهنای باند خالص حافظه داشتیم، اینجا هم کش‌های حجیم و بزرگی که تأثیر منفی تأخیر دسترسی رم را کمرنگ می‌کردند، در اغلب اپلیکیشن‌ها تأثیر منفی محدودیت پهنای باند رم را نیز جبران می‌کنند، چرا که برخی برنامه‌ها برای اجرا به انتقال داده‌های زیادی نیاز دارند و در این موارد ممکن است پهنای باند محدود رم موجب کند شدن سیستم شود، اما کش‌های بزرگ این ضربه را جبران می‌کنند. البته این گروه، برنامه‌های کمی را شامل می‌شود و اغلب برنامه‌های دسکتاپ هم بیشتر به تأخیر حساس هستند، نه به محدودیت پهنای باند.

تنها یک استثنای بزرگ برای این قانون وجود دارد: عملکرد گرافیک مجتمع.

گرافیک‌های مجتمع ساخته شده توسط اینتل و AMD، هر دو از سرعت بالای رم به نفع خود استفاده می‌کنند، اما بد نیست بدانید که سهم AMD از این منافع بیشتر است. این موضوع برای هر APU حداقل سه‌گانه تأیید شده است و برای سخت‌افزارهای بنا شده بر پایه‌ی DDR4 هم کاملا صادق است. ظهور HBM2 در APU ها روزی منجر به باز شدن کامل پهنای باند خواهد شد. تنها تا آن زمان است که پهنای باند گرافیک‌های مجتمع تا حدودی محدود خواهد بود.

شاید تاکنون فکر می‌کردید که تأثیر سرعت حافظه‌ی رم تنها اندکی در اجرای روان بازی‌ها مؤثر است، و این قدرت و معماری پیشرفته‌ی GPU است که بیشترین تأثیر را روی اجرای روان بازی‌های سنگین دارد. اما اخیرا بررسی دقیقی توسط Digital Foundry انجام شده است که خلاف این را ثابت می‌کند. آن‌ها شماری از سنگین‌ترین بازی‌های روز را با رزولوشن Full HD روی سیستمی که دارای یک پردازنده‌ی core i5 6500K و کارت گرافیک فوق‌العاده قدرتمند GTX Titan X بود اجرا کردند تا تأثیر اورکلاک کردن رم DDR4 و سرعت کلاک‌های بالاتر را بسنجند. آنچه که در شکل زیر مشاهده می‌کنید، نموداری است که نشانگر نتیجه‌ی اورکلاک کردن رم از فرکانس ۲۱۳۳ مگاهرتز به ۳۰۶۶ یا ۳۲۰۰ مگاهرتز است. این دو سرعت کلاک، همواره بهترین عملکرد را از خود نشان داده‌اند، اما در اجرای برخی از این بازی‌ها مشاهده شد که بهترین بازدهی در فرکانس ۳۰۶۶ مگاهرتز به دست آمده و با افزایش فرکانس به ۳۲۰۰ مگاهرتز، بازدهی کاهش پیدا کرد. البته تأکید می‌کنیم که همه‌ی عناوین این گونه نبودند و با افزایش فرکانس، عملکرد سیستم در اجرای سایر بازی‌ها بهبود یافت.

داده‌های به دست آمده از نمودار بالا محدود هستند، اما با مطالعه‌ی دقیق آن‌ها می‌توان به چند روند عمومی جالب پی برد. نخست این که حداقل نرخ فریم، رشد بیشتری را نسبت به متوسط نرخ فریم شاهد بوده بوده است. دوم این که بازدهی‌های هر عنوان مخصوص خودش هستند. درحالی‌که GTA V،Far Cry 4 و The Witcher 3 نرخ رشد بالای ۱۵ درصد یا نزدیک به آن دارند، Assassin’s Creed Unity حدود ۱۵ درصد در حداقل، و تنها ۶ درصد در متوسط نرخ فریم رشد کرده است. تیم Digital Foundry تأیید کرده است که هنگام استفاده از یک رم DDR3 سریع و کارت گرافیک GTX 970 در اجرای بازی Fallout 4 نیز نتایج مشابهی را کسب کرده است. در شکل زیر مشاهده می‌کنید که پس از تغییر فرکانس رم از ۱۶۰۰ به ۲۴۰۰ مگاهرتز، نرخ فریم این بازی به طرز محسوسی از ۵۰ فریم به ۵۸ فریم بر ثانیه تغییر پیدا کرده است.

بازی‌های مبتنی بر موتور بازی Gamebryo معمولا بیش از میزان مورد انتظار شما به افزایش پهنای باند رم عکس العمل مثبت نشان می‌دهند. این حقیقت را به وضوح در بازی Fallout 4 دیدیم.

وب‌سایت TechSpot در بررسی‌های خود اعلام کرده است که در استفاده از DDR3های سریع، چیپ‌های اینتل، بیش از چیپ‌های ای‌ام‌دی افزایش بازدهی را تجربه می‌کنند. کش L3 پردازنده‌ی FX-8350 کمپانی AMD‌ و کنترلر حافظه‌ی مجتمع آن روی فرکانس ۳.۲ گیگاهرتز کلاک شده‌اند، اما این پردازنده مشکلات ناشی از تأخیر دسترسی دارد که تأثیرات مثبت استفاده از یک رم سریع‌تر را کم می‌کنند.

با افزایش ۵۰ درصدی فرکانس رم DDR3، باز هم بهره‌ی بازی‌های دیگر به جز Fallout 4 چندان زیاد نیست. سال‌ها همگان بر این باور بودند که اگر یک رم، حداقل فرکانس مورد نیاز برای اجرای یک بازی را داشته باشد (امروزه تقریبا همه‌ی حافظه‌های رم این میزان فرکانس را دارند)، فرکانس بالاتر رم برای اجرای روان بازی چندان ضروری نیست.

در مورد نتایج بررسی Digital Foundry می‌توان گفت که ممکن است این ضربه‌ها و تأثیرات منفی، ناشی از موتورهای بازی جدید باشند، یا شاید هم کارت گرافیک GTX Titan X آن‌قدر قوی است که توانسته است این اختلالات و تأثیرات را نشان دهد، کاری که سایر کارت‌های گرافیک قادر به انجام آن نبوده‌اند. حتی می‌توان گفت که انتخاب رزولوشن Full HD یا استفاده از FCAT به جای FRAPS نیز در این نتیجه تأثیر داشته است.

اگر بخواهید در فرکانس‌های کلاک بالا با رم خود کار کنید، درصورتی که رم شما DDR3 با فرکانس ۱۶۰۰ مگاهرتز یا DDR4 با فرکانس ۲۱۳۳ مگاهرتز باشد، احتمالا نیاز چندانی به مراجعه به بخش «توصیه های سازنده» در دفترچه‌ی راهنمای مادربرد خود نخواهید داشت. اما ما تأکید می‌کنیم که اگر قصد خرید رم دارید، حتما کمی وقت بگذارید و با دقت توصیه‌های فروشنده یا سازنده‌ی مادربرد خود را در مورد نوع رم مناسبی که برای استفاده در سیستم به شما پیشنهاد داده‌اند مطالعه کنید.

به خاطر داشته باشید که استفاده از رم در فرکانس‌های بالا، در تضاد با استفاده از رم با حجم بالا است. DIMMهای یک طرفه به دلیل تحمل فرکانس‌های بالا و داشتن تأخیر‌های کم، بهتر از نمونه‌های دوطرفه هستند. شما معمولا نیازی به استفاده از بیش از یک DIMM در هر کانال ندارید، مگر آن که فروشنده یا سازنده‌ی مادربوردتان در این مورد، توصیه‌ی دیگری به شما کرده باشد. فراموش نکنید که هنگام خرید رم، اگر از این گام مهم یعنی مطالعه و بررسی سیستم به منظور شناخت آن به‌سادگی عبور کنید، ممکن است رمی بخرید که یا از تمام پتانسیل و توانایی خود برای انجام کار شما استفاده نکرده و پس‌اندازهای شما را هدر داده است، یا رمی می‌خرید که توانایی‌هایی کمتر از میزان مورد نظر شما داشته و سرعت شما را در انجام کارهایتان کم می‌کند.

در قسمت بعدی این مقاله به بررسی فرکانس‌های مختلف حافظه‌های رم، لزوم به روز کردن رم و قیمت انواع آن می‌پردازیم.