X
تبلیغات
رایتل

دوشنبه 17 بهمن‌ماه سال 1384

توسط: مازیار

نظرات (0)

چاپ

GIGABYTE i-RAM ایده‌ا‌ی برای تحول

GIGABYTE i-RAM

کامپیوترها و قطعات وابسته به آن امروزه در مسیر سریع‌تر و کوچکتر شدن به سرعت در حال تکاپو هستند و سخت‌افزارهای کند و قدیمی رفته رفته جای خود را به قطعات پرسرعت تر و کوچکتر می دهند ، فن‌آوری های نوین بر سازوکارهای قدیمی چیره می‌شوند با این هدف که عملکرد و کارایی سیستم‌های کامپیوتری را بیش از پیش افزایش دهند . با این که پردازنده‌ها مرز گیگاهرتز را مدت زمان زیادی است که پشت سر گذاشته اند و هر ساله سریعتر و سریعتر میگردند اما هنوز عملکرد کامپیوتر آنچنان سرعت نیافته که دستورات را به طور بلادرنگ و یا با تاخیر بسیار اندک اجرا نماید ، هنوز هم هنگام روشن کردن کامپیوتر و راه‌اندازی ویندوز ، یا هنگام بارگذاری یک بازی کامپیوتری و یا کپی کردن یک فایل حجیم باید دقیقه های طلایی عمر خود را به انتظار کشیدن صرف کنیم .

بخش اعظم این تاخیرها به ابزارهای ذخیره سازی کامپیوتر مربوط می‌شود ، بازخوانی داده‌های خام و بازنویسی اطلاعات پردازش شده بر روی یک رسانه که فضای کافی برای کلیه توقعات ما از یک کامپیوتر مانند یک ایستگاه بازی ، یک سینمای خانگی نقلی یا پنجره ارتباطی با دنیای مجازی را داشته باشد ، آنقدر زمان بر است که از دید پردازنده‌های بسیار دقیق و فوق‌العاده سریع امروزی زمانی مناسبی برای چرت زدن تلقی می‌شود . سخت‌دیسک رسانه‌ی عمومی جهت ذخیره سازی داده ها است که با وجود اینکه اکثر قطعات کامپیوتری از بدو تولد تا کنون کاملا تکامل یافته‌اند ، سخت دیسک ها طی 10 سال گذشته سیر بسیار کندی در افزایش کارایی خود ، طی کرده‌اند . هر چند این مسیر در 5 سال اخیر با سرعت بیشتری سپری شده و سخت دیسک‌های حجیم‌تر با فن‌آوری‌های افزایش عملکرد ظهور پیدا کرده‌اند اما هنوزهم مهدسین و طراحان سیستم‌های کامپیوتری به دنبال ابزار ذخیره سازی جایگزین می گردند .

 

·   جایگزین مناسب برای سخت‌دیسک

در حال حاضر Solid State Storage ها تنها جایگزین سخت‌دیسک به شمار می‌روند ، شما به سادگی می‌توانید با صرف هزاران دلار سخت‌دیسک خود را با یک «رسانه ذخیره‌سازی ثابت» تعویض نمایید ، هزینه مضاعف این رسانه به حدی است که موجودیت آن را پشت پرده قرار داده تا افراد معدودی از وجود چنین قطعاتی اطلاع‌داشته و عده انگشت شماری آن را برای ذخیره اطلاعات با ارزش خود انتخاب نمایند .

بهبود عملکرد Solid State Storage همیشه وسوسه کننده است ، بدون داشتن هیچ بخش متحرک این رسانه ها امنیت داده های ذخیره شده را به شدت افزایش می‌دهند . علاوه بر این دسترسی تصادفی به داده هایی که در سطح رسانه به صورت نامرتب پخش شده‌اند دیگر به تغیر مکان کند و دشوار هدها محدود نمی‌گرد . در حالی که نرخ انتقال داده سخت دیسک‌ها طی پنج سال گذشته به طور مستمری افزایش یافته ، تاخیر دسترسی تصادفی در آنها را به شدت افزایش داده است . تاخیر بسیار کم در دسترسی تصادفی و افزایش پهنای باند به روشنی از مزیت‌های Solid State Storage ها به شمار می‌رود اما هم‌کنون هردوی آنها با قیمت‌ نجومی عرضه می‌شوند .

اهمیت این رسانه‌ها به ویژه برای کاربردها و  برنامه‌هایی که به عملکرد کامپیوتر حساس می‌باشند شرکت گیگابایت را به طراحی یک Solid State Storage ارزان قیمت به نام i-RAM  واداشته است .

·   i-RAM چیست ؟

یک کارت PCI ساده که بر روی آن چهار شیار DIMM ویژه ماژول‌های حافظه DDR تعبیه شده است . این کارت با یک کابل SATA‌ به مادربرد متصل شده و ماژول‌های حافظه نصب شده بر روی کارت را همانند یک سخت‌دیسک در دسترس قرار می‌دهد . این محصول جدید یک موفقیت ارزنده برای گیگابایت به شمار می رود ، موفقیت نه به معنی فروش زیاد بلکه به معنی ایده‌ای که پشت آن نهفته است .

i-RAM یک ابزار ذخیره سازی سریع از خانواده Solid state Storage ها می‌باشد که اطلاعات را در داخل ماژول های سنتی DDR‌ ذخیره میکند ، دسترسی به اطلاعات ذخیره شده در i-RAM بسیار سریعتر از سخت دیسک های سنتی می‌باشد و در آن هیچ عضو متحرکی وجود ندارد به همین خاطر می‌تواند با افزایش امنیت اطلاعات ، از پهنای باند اتصال SATA معادل 150 مگابایت بر ثانیه به طور موثری بهره ببرد .

بهره گیری از ماژول‌های حافظه برای ذخیره سازی دائمی داده ها ، تا کنون مرسوم نبوده است علارغم عملکرد فوق‌العاده آنها برای ذخیره سازی و زمان دسترسی بسیار سریع ، با قطع تغذیه الکتریکی از ماژول حافظه تمام داده‌های ذخیره شده بر روی آن از بین خواهد رفت ، ساختار سلول های DRAM تشکیل دهنده حافظه محلی به این صورت است که با صرف انرژی الکتریکی صفر و یک منطقی را در خود ذخیره سازی میکند . گیگابایت برای حل این مشکل از یک باتری پشتیبان استفاده کرده تا حتی زمانی که تغذیه الکتریکی کارت قطع شده باشد داده‌های ذخیره شده بر روی آن همچنان حفظ شوند . در تصویر شماره (2) می‌توانید باتری را در سمت چپ مدار کارت پیدا کنید ، بالای باتری کانکتور SATA قرار گرفته  که با کابل مربوطه به مادربرد متصل می شود . شیار های DIMM نیز به صورت اریب نصب شده‌اند تا ماژول حافظه قرار گرفته شده روی آن مانع از نصب کارت PCI دیگری کنار کارت i-RAM‌ نشوند .

i-RAM‌ صرفا از توانی الکتریکی گذرگاه PCI استفاده میکند ، به همین خاطر جا دادن آن بر روی یک شیار PCI فقط جهت تغذیه الکتریکی و شارژ باتری می باشد و هیچ تبادل اطلاعاتی از طریق گذگاه PCI‌ صورت نمی‌پذیرد . گیگابایت بهترین مکان را برای کارت در داخل کیس انتخاب کرده است . امروزه شیارهای PCI اکثر مادربردها توسط یک یا دو کارت پر شده و سایر شیار ها خالی می ماند در صورتی که این کارت را طوری طراحی می‌نمود تا مستقیما از منبع تغذیه متصل گردد باید مکانی برای قرار گرفتن آن نیز در داخل کیس یافته و i-RAM در شکل اندازه مکان فوق طراحی میشد که این خود هزینه نهایی ابزار ذخیره سازی ارزان قیمت را بالا می‌برد . در هر صورت تغذیه کارت توسط مادربرد گزینه مناسبی می باشد .

 عملکرد i-RAM توسط یک تراشه FPGA راهبری می‌شود این تراشه که Xilinx نام دارد کمی کندتر و گرانتر از سایر IC ها می‌باشد .

«آرایه گیتی قابل برنامه ریزی در فیلد» یا Field Programmable Gate Array که FPGA‌ نامیده می‌شود یک مدار مجتمع با فشردگی بالا است که می‌توان پس از  ساخت آن را برنامه‌ریزی کرد و محدود به توابع از قبل تعیین شده و غیر قابل تغییر سخت افزاری نمی‌باشد . تراشه Xilinx سه وظیفه اصلی را عهده دار است ، کنترلر 64 بیتی حافظه های      DDR ، کنترلر SATA و یک پل ارتباطی میان کنترلرهای حافظه و SATA . این تراشه درخواست ها را از گذرگاه SATA‌ دریافت و ترجمه کرده سپس به واحد کنترلر حافظه خود جهت دست یابی به ماژول های حافظه مربوطه ارسال می‌نماید .

به گفته گیگابایت تیراژ اولین تولید i-RAM هزار عدد میباشد که با قیمت 150 دلار در ماه آگوست قابل دسترس می‌باشد . این قیمت بسیار بیشتر از وعده های گیگابایت در نمایشگاه Computex میباشد .

i-RAM دارای چهار شیار برای ماژول های حافظه 184 پین می‌باشد و می‌توان بر روی آن هر نوع حافظه DDR را نصب نمود کنترلر حافظه Xilinx ، ماژول ها را با فرکانس 100مگاهرتز (DDR200) حداکثر تا 8 گیگابایت میتواند آدرس دهی نماید اما i-RAM خود را حداکثر به 4 گیگابایت محدود نموده است لذا حداکثر فضایی که یک i-RAM برای ذخیره سازی داده ارائه میکند چیزی بیشتر از 4 گیگابایت نیست . در مقایسه با سخت دیسک های چند صد گیگابایتی ، چهار گیگابایت بسیار کم می‌باشد اما در صورتی که این فضا به سیستم عامل یا برنامه خاص اختصاص یابد کافی به نظر می‌رسد .

چون SATA تنها گذرگاه دسترسی به i-RAM می‌باشد ، می‌توان آن را همانند دیسک سخت دوم خود مدیریت کرد ، شما می‌توانید آنرا پارتیشن بندی و فرمت کنید ، سیستم عامل یا نرم‌افزار بر روی آن نصب کنید یا آن را به عنوان درایو راه‌انداز خود انتخاب نمایید . تنها تفاوتی که در این میان احساس میشود ، سرعت بیشتر و سروصدای کمتر است .

ما می‌دانیم که سخت‌دیسک‌های مدرن دارای حداکثر سرعت انتقال 60 مگابایت بر ثانیه در بهترین حالت می‌باشند ، اگرچه دسترسی تصادفی به داده ها بر دیسک این نرخ را گاهی تا 1 مگابایت بر ثانیه کاهش می‌دهد ، دلیل کاهش چشمگیر عملکرد مربوط به تغییر مکان‌های متعدد هد‌های سخت‌دیسک برای یافتن مکان دقیق داده‌ها روی دیسک و خواندن/ نوشتن آن می‌باشد . عناصر مکانیکی موجود در دیسک‌سخت موجب کندی عملکرد آن میگردند و این دقیقا همان محدودیتی است که i-RAM آن را حذف کرده ، زمان دسترسی به داده ها i-RAM در مقایسه با سخت‌دیسک های فوق‌العاده سریع از میلی‌ثانیه به نانوثانیه کاهش یافته است .

به دلیل ذخیره‌سازی داده‌ها بر روی  حافظه‌های فرار ، قطع تغذیه الکتریکی به معنی از بین رفتن داده های ذخیره شده بدون داشتن هیچ امیدی برای بازگردانی آنها می‌باشد ، به همین خاطر گیگابایت از یک باتری قدرتمند بر روی مدار کارت استفاده کرده است تا در صورت قطع تغذیه الکتریکی ذخیره سازی اطلاعات تا 16 ساعت امکان پذیر شود . باتری فوق در عرض 6 ساعت با تغذیه 3/3 ولت گذرگاه PCI کاملا شارژ می‌شود و هنگامی که کارت از شیار PCI‌ خارج می‌گردد یا زمانی که کابل برق از پشت کیس قطع شده باشد وارد مدار شده ، امنیت اطلاعات را تضمین می‌کند ، با این توضیح حتی اگر کامپیوتر شما خاموش باشد باز هم i-RAM‌ توسط گذرگاه PCI‌تغذیه میشود زیرا برخی اجزای مادربرد از جمله مدار PCI‌ هنگامی که کامپیوتر خاموش است فعال می‌باشند (البته در مادربردهای مبتنی بر فاکتورفرم ATX) .

 ·   سنجش عملکرد i-RAM

برای سنجش اختلاف کارایی i-RAM با سخت دیسک‌های سنتی ما چهار ماژول 1 گیگابایتی DDR400 تدارک دیدیم ، دسترسی به ماژول‌های حافظه DDR200 با حجم بالا برای ما امکان پذیر نبود با اطمینان از اینکه کنترلر حافظه Xilinx بیش از DDR200 از حافظه‌های DDR400 ما بهره نمی‌برد ، Solid State Storage ارزان قیمت خود را با 4 گیگابایت فضا راه اندازی کردیم . پس از اتصال آن به کانکتور SATA‌ ، مادربرد یک هارددیسک جدید به نام GIGABYTE i-RAM را شناسایی کرد ، پارتیشن بندی و فرمت کردن i-RAM همانند سخت‌دیسک‌های سنتی می‌باشد با این تفاوت که دیگر شما درصدهایی که از صفر به صد میل میکنند را به سختی می‌توانید مشاهده‌ نمایید . سپس ما i-RAM را با سریعترین سخت‌دیسک موجود ، یعنی Western Digital Raptor مقایسه نمودیم ، سخت‌دیسک های سری ‌Raptor با قیمت‌های بالای خود برای همه به عنوان یک سخت دیسک متفاوت شناخته شده می‌باشند با این حال نتایج سنجش ما نشان مید‌هد i-RAM ، غول بازی 10 ساله سخت‌دیسک‌ها را شکست داده است .

ما سخت‌دیسک‌ها را ابتدا با برنامه Intel IPEAK مورد بررسی قرار دادیم امتیازی که این برنامه به i-RAM اختصاص داد تقریبا 6 برابر امتیاز سخت‌دیسک Raptor‌ بود اما آیا در برنامه‌های کاربردی نیز اینچنین افزایش عملکردی عاید کامپیوتر خواهد شد ؟

 

·   i-RAM به عنوان درایو راه‌انداز سیستم عامل

از آنجا که i-RAM مشابه یک سخت‌دیسک برای کامپیوتر شناخته شده است ، شما میتوانید ویندوز را بر روی آن نصب نمایید ، نسخه کامل ویندوز XP‌ به سادگی بر رو i-RAM‌ چهار گیگابایتی نصب میشود حتی با 2 گیگابایت ماژول حافظه روی کارت نیز میتوان ویندوز XP را نصب نمود . به طور کاملا مشابه سیستم عامل دیگری نیز بر روی سخت‌دیسک Raptor نصب نمودیم و مدت زمان راه‌اندازی کامپیوتر و بالا آمدن ویندوز را به صورت مجزا اندازه‌گیری کردیم . برای Raptor از زمانی که دکمه کیس زده شد تا زمانی که ویندوز کاملا بالا آمد 06/14 ثانیه زمان صرف گردید در حالی که i-RAM این مراحل را در 12/9 ثانیه سپری نمود . گرچه ایده گیگابایت نتوانسته رویای بالا‌ آمدن ویندوز به صورت آنی را تحقق بخشد اما ما را در طی این مسیر هدایت نموده است . مزیت بهره گیری از i-RAM به عنوان درایور راه‌انداز ویندوز تنها به سریع‌تر شدن عملیات راه‌اندازی سیستم‌عامل مربوط نمی‌گردد ، عملکرد کلی ویندوز در این حالت به دلیل دسترسی سریع‌تر به منابع خود بهبود خواهد یافت

 

·   i-RAM‌ به عنوان درایو Page File

در مقاله « بالابردن کارایی ویندوز ایکس‌پی» شماره گذشته اشاره شد که عملکرد بلادرنگ ویندوز به مکان و حجم مشخص شده برای Page File یا «فایل‌های تبادلی»   وابسته است . «فایل‌های تبادلی» درواقع همان فایل‌هایی هستند که می‌بایستی بر روی حافظه اصلی سیستم ذخیره شوند اما به دلیل محدودیت حجم حافظه اصلی ، به صورت موقت به سخت‌دیسک منتقل می‌گردند.

ویندوز هیچ مشکلی با تغییر مکان ذخیره «فایل‌های تبادلی» ندارد اما آیا واقعا این عمل ارزشمند است؟ برخی معتقدند که ویندوز حافظه اصلی سیستم را به درستی مدیریت نمی‌کند و به ناچار «فایل‌های تبادلی» را به خارج از آن هدایت می‌کند حتی در صورتی که فضای خالی لازم وجود داشته باشد و برخی دیگر بر این باورند که قرار دادن «فایل‌های تبادلی» بر روی i-RAM به جای افزایش حافظه سیستم با اضافه کردن ماژولهای حافظه i-RAM به آن ، عاقلانه به نظر نمی‌رسد .  

در عمل نیز تفاوت چندانی میان افزایش حافظه اصلی سیستم و ذخیره سازی «فایل‌های تبادلی» بر روی سخت‌دیسک و یا محدود کردن حافظه سیستم و اختصاص دادن برخی از ماژول‌ها به i-RAM جهت درایو «فایل‌های تبادلی» وجود ندارد . تنها مزیتی که ما در استفاده i-RAM‌ برای این منظور یافتیم ، زمانی است که شما چند جین ماژول حافظه قدیمی DDR200 داشته و قصد قراردادن آنها درکنار ماژول‌های سریع سیستم خود را ندارید در این هنگام تفکیک درایو «فایل‌های تبادلی» از درایور راه انداز ویندوز کاملا منطقی می‌باشد .

 

 

·         i-RAM برای برنامه های کاربردی

برنامه های متعددی با زمان راه‌اندازی طولانی وجود دارند که میتوان به کمک i-RAM عملکرد آنها را سریع تر از پیش ساخت ، مدت زمان اجرای برنامه گرافیکی Photoshop با سخت‌دیسک Raptor معادل 03/6 ثانیه ثبت شد در حالی که اجرای آن از روی i-RAM  5/3 ثانیه زمان برد . اما اختلاف زمان اجرای برنامه‌های Microsoft Office به حدی کم بود که انداژه گیری آن را برای ما بسیار دشوار می‌ساخت .

 

·   عملکرد i-RAM در بایگانی و کپی نمودن فایل ها

کپی برداری از فایل‌های ذخیره شده در i-RAM‌ به مکان دیگری از آن بسیار سریعتر از کپی برداری آن فایل ها در Raptor می‌باشد ، در اولین سنجش ما کدهای سورس مرورگر firefox با حجم 300 مگابایت  درون سخت‌دیسک Raptor کپی برداری نمودیم و مدت زمان 6/77 ثانیه را برای این عملیات ثبت نمودیم . درحالی که i-RAM همان سورس ها را در عرض 2/25 ثانیه کپی برداری نمود . با این توضیحات میانگین انتقال داده برای Raptor حدود 4 مگابایت بر ثانیه و برای i-RAM بیش از 12 مگابایت بر ثانیه است .

در سنجش بعدی تصویر یک سی‌دی 693 مگابایتی را کپی برداری نمودیم در حالی که Raptor عملیات کپی برداری را پس از 3/26 ثانیه به اتمام می‌رساند درایو i-RAM تصویر سی‌دی را در عرض 6 ثانیه داخل خود کپی نمود ، میانگین انتقال داده برای i-RAM در این سنجش در حدود 100 مگابایت برثانیه و Raptor  معادل 3/26 مگابایت بر ثانیه می‌باشد.

 

·   سخن آخر

ما با چهار ماژول حافظه یک مگابایتی به ندرت به محدود فضا در درایور i-RAM برخورد کردیم، 4 گیگابایت برای هر برنامه ای کافی به نظر می‌رسد اما با جمع زدن هزینه هر یک از این ماژول‌ها به همراه هزینه i-RAM بیش از 350 هزار تومان باید هزینه پیاده سازی یک Solid State Storage  ارزان قیمت نمود . در پایان این سوال مطرح می‌گردد که آیا اختصاص دادن این بودجه به i-RAM ارزشمندتر از صرف کردن آن برای ارتقاء سایر سخت افزار ها می‌باشد ؟ پاسخ به این سوال مستقیما به کاربرد کامپیوتر شما بازمیگردد اگر کاربرد اصلی کامپیوتر شما اجرا کردن بازی های مهیج و  برنامه‌های سه بعدی میباشد ، ارتقاء کارت‌گرافیک افزایش کارایی بیشتری برای شما به ارمغان خواهد آورد در حالی که استفاده از i-RAM در چنین کامپیوتری فقط عملیات بارگذاری ابتدای بازی را سریع‌تر می‌نماید . اما اگر شما مالک یک ایستگاه کاری هستید که نرم‌افزار مشخصی همانند Photoshop بیشتر کاربرد کامپیوتر شما می‌باشد تدارک دیدن i-RAM حتی از ارتقا پردازنده نیز می‌تواند به صرفه‌تر باشد .

 

 توضیح : این مقاله در ماهنامه کاربر شماره ۱۲ نیز  چاپ شده است لذا کلیه حقوق نشر و نشر الکترونیک آن مطعلق به نشریه کاربر می‌باشد .

نسخه PDF این مقاله را میتوانید از لینک مقابل دریافت نمایید : PDF Version

 

 

از طرف آقا : هادی غلامزاده صوفیانی