ذاكرة DIMM

DIMM ( وحدة ذاكرة مزدوجة الخط ) هي نوع شائع من وحدات الذاكرة المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر . وهي عبارة عن لوحة دوائر مطبوعة ذات جانب واحد أو كلا الجانبين (الأمامي والخلفي) يحملان شرائح ودبابيس DRAM . ^[1] يتم تصنيع الغالبية العظمى من وحدات DIMM وفقًا لمعايير ذاكرة JEDEC ، على الرغم من وجود وحدات DIMM خاصة. تأتي وحدات DIMM بسرعات وسعات متنوعة، وهي عمومًا بطول واحد من طولين: الكمبيوتر الشخصي، الذي يبلغ طوله 133.35 مم (5.25 بوصة)، والكمبيوتر المحمول ( SO-DIMM )، والذي يبلغ طوله حوالي نصف الطول عند 67.60 مم (2.66 بوصة). ^[2]

كانت وحدات الذاكرة المزدوجة المضمنة (DIMMs) بمثابة ترقية في تسعينيات القرن العشرين لوحدات الذاكرة المضمنة الفردية ( SIMMs ) ^{[3] [4]} حيث بدأت معالجات Pentium المستندة إلى Intel P5 في اكتساب حصة في السوق. كان عرض ناقل Pentium 64 بت ، وهو ما يتطلب تثبيت وحدات الذاكرة المضمنة في أزواج متطابقة من أجل ملء ناقل البيانات. ثم يتمكن المعالج من الوصول إلى وحدتي الذاكرة المضمنة بالتوازي.

تم تقديم وحدات ذاكرة DIMM للتخلص من هذا العيب. حيث أن جهات الاتصال في وحدات ذاكرة SIMM على كلا الجانبين زائدة عن الحاجة، في حين أن وحدات ذاكرة DIMM لها جهات اتصال كهربائية منفصلة على كل جانب من الوحدة. ^[5] وقد سمح لهم هذا بمضاعفة مسار بيانات وحدات ذاكرة SIMM المكونة من 32 بت إلى مسار بيانات مكون من 64 بت. ^[6]

تم اختيار اسم "DIMM" كاختصار لـ Dual In-line Memory Module، والذي يرمز إلى الانقسام في جهات اتصال SIMM إلى صفين مستقلين. ^[6] حدثت العديد من التحسينات على الوحدات في السنوات الفاصلة، لكن كلمة "DIMM" ظلت واحدة من المصطلحات العامة لوحدة ذاكرة الكمبيوتر.

هناك العديد من متغيرات DIMM، والتي تستخدم أعدادًا مختلفة من الدبابيس:

ذاكرة DIMM

• 100 دبوس: ذاكرة SDRAM للطابعة وذاكرة ROM للطابعة (على سبيل المثال، PostScript )
• 168 دبوسًا: تستخدم ذاكرة SDRAM SDR في بعض الأحيان في ذاكرة DRAM FPM/EDO في محطات العمل أو الخوادم، وقد تكون 3.3 أو 5 فولت
• 184 دبوسًا: DDR SDRAM
• 200 دبوس: FPM / EDO DRAM في بعض محطات العمل والخوادم من Sun
• 240 دبوسًا: DDR2 SDRAM و DDR3 SDRAM و FB-DIMM DRAM
• 278 دبوسًا: ذاكرة SDRAM عالية الكثافة من HP
• 288 دبوسًا: DDR4 SDRAM و DDR5 SDRAM ^[7]

وحدة ذاكرة SO-DIMM

• 0 72 دبوسًا: FPM DRAM وEDO DRAM؛ ^[8] تكوين دبوس مختلف من SIMM 72 دبوسًا
• 144 دبوسًا: SDR SDRAM، ^[8] تُستخدم أحيانًا في DDR2 SDRAM
• 200 دبوس: DDR SDRAM ^[8] وDDR2 SDRAM
• 204 دبوس: DDR3 SDRAM
• 260 دبوسًا: DDR4 SDRAM
• 260 دبوسًا: وحدات UniDIMM التي تحمل إما DDR3 أو DDR4 SDRAM؛ ذات شق مختلف عن وحدات DDR4 SO-DIMM
• 262 دبوسًا: DDR5 SDRAM

ذاكرة DIMM صغيرة الحجم

• 244 دبوسًا: DDR2 SDRAM

ذاكرة ميكرو DIMM

• 144 دبوسًا: SDRAM ^[8]
• 172 دبوسًا: DDR SDRAM ^[8]
• 214 دبوسًا: DDR2 SDRAM

وحدة SO-DIMM (تُلفظ "so-dimm" / ˈsoʊdɪm / ، وتُكتب أيضًا " SODIMM " ) أو وحدة DIMM ذات الخطوط العريضة الصغيرة ، هي بديل أصغر لوحدة DIMM، حيث يبلغ حجمها تقريبًا نصف الحجم الفعلي لوحدة DIMM العادية. كانت وحدات SODIMM الأولى تحتوي على 72 سنًا وتم تقديمها بواسطة JEDEC في عام 1997. ^{[8] [9] [10]} قبل تقديمها، كانت العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة تستخدم وحدات ذاكرة عشوائية خاصة ^[11] كانت باهظة الثمن ويصعب العثور عليها. ^{[8] [12]}

تُستخدم وحدات SO-DIMM غالبًا في أجهزة الكمبيوتر ذات المساحة المحدودة، والتي تشمل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر الدفترية وأجهزة الكمبيوتر الشخصية ذات البصمة الصغيرة مثل تلك التي تعتمد على اللوحات الأم Nano-ITX والطابعات المكتبية عالية الجودة القابلة للترقية وأجهزة الشبكات مثل أجهزة التوجيه وأجهزة NAS . ^[13] تتوفر عادةً بنفس حجم مسار البيانات وتقييمات السرعة لوحدات DIMM العادية على الرغم من أنها عادةً بسعات أصغر.

يوجد شقان على الحافة السفلية لوحدات DIMM ذات 168 سنًا، ويحدد موقع كل شق ميزة معينة للوحدة. الشق الأول هو موضع مفتاح DRAM، والذي يمثل أنواع DIMM RFU (الاستخدام المستقبلي المحجوز)، والمسجلة ، وغير المخزنة مؤقتًا (الموضع الأيسر والأوسط والأيمن على التوالي). الشق الثاني هو موضع مفتاح الجهد، والذي يمثل أنواع DIMM 5.0 فولت و3.3 فولت وRFU (الترتيب هو نفسه كما هو مذكور أعلاه).

تحتوي كل من DDR و DDR2 و DDR3 و DDR4 و DDR5 على عدد مختلف من الدبابيس و/أو مواضع مختلفة للشق، ولا يوجد أي منها متوافق مع الإصدارات السابقة أو الإصدارات الأحدث . DDR5 SDRAM هو أحدث نوع من ذاكرة DDR وقد تم استخدامه منذ عام 2020.

يمكن تحديد سعة وحدة DIMM والمعلمات التشغيلية الأخرى باستخدام الكشف عن الوجود التسلسلي (SPD)، وهي شريحة إضافية تحتوي على معلومات حول نوع الوحدة والتوقيت لتكوين وحدة التحكم في الذاكرة بشكل صحيح. تتصل وحدة EEPROM الخاصة بوحدة SPD بناقل إدارة النظام وقد تحتوي أيضًا على أجهزة استشعار حرارية ( TS-on-DIMM ). ^[14]

وحدات ECC DIMM هي تلك التي تحتوي على بتات بيانات إضافية يمكن أن يستخدمها متحكم ذاكرة النظام للكشف عن الأخطاء وتصحيحها. هناك العديد من مخططات ECC، ولكن ربما يكون الأكثر شيوعًا هو تصحيح خطأ واحد واكتشاف خطأ مزدوج ( SECDED ) والذي يستخدم بايتًا إضافيًا لكل كلمة مكونة من 64 بت. تحمل وحدات ECC عادةً مضاعفات 9 بدلاً من مضاعفات 8 شرائح.

في بعض الأحيان، يتم تصميم وحدات الذاكرة بمجموعتين أو أكثر من شرائح DRAM المستقلة المتصلة بنفس العنوان وناقلات البيانات؛ وتسمى كل مجموعة من هذه المجموعات مرتبة . أما بالنسبة للرتب التي تشترك في نفس الفتحة، فلا يمكن الوصول إلا إلى مرتبة واحدة في أي وقت معين؛ ويتم تحديدها عن طريق تنشيط إشارة اختيار الشريحة (CS) للمرتبة المقابلة. ويتم إلغاء تنشيط الرتب الأخرى في الوحدة طوال مدة التشغيل عن طريق إلغاء تنشيط إشارات CS المقابلة لها. يتم تصنيع وحدات DIMM حاليًا بشكل شائع بما يصل إلى أربع مراتب لكل وحدة. وقد بدأ بائعو وحدات DIMM الاستهلاكية مؤخرًا في التمييز بين وحدات DIMM ذات المرتبة الفردية والمزدوجة.

بعد جلب كلمة ذاكرة، عادة ما تكون الذاكرة غير قابلة للوصول لفترة زمنية طويلة بينما يتم شحن مكبرات الاستشعار للوصول إلى الخلية التالية. من خلال تداخل الذاكرة (على سبيل المثال، يتم تخزين الخلايا 0 و4 و8 وما إلى ذلك معًا في مرتبة واحدة)، يمكن إجراء عمليات الوصول المتسلسلة إلى الذاكرة بشكل أسرع لأن مكبرات الاستشعار لديها 3 دورات من وقت الخمول لإعادة الشحن بين عمليات الوصول.

غالبًا ما يشار إلى وحدات DIMM باسم "أحادية الجانب" أو " ثنائية الجانب " لوصف ما إذا كانت شرائح DRAM موجودة على أحد جانبي لوحة الدائرة المطبوعة (PCB) الخاصة بالوحدة أو كليهما. ومع ذلك، قد تتسبب هذه المصطلحات في حدوث ارتباك، حيث لا يرتبط التصميم المادي للشرائح بالضرورة بكيفية تنظيمها أو الوصول إليها منطقيًا.

قررت JEDEC أن المصطلحات "ثنائي الجانب" أو "ثنائي الجانب" أو "مزدوج البنك" ليست صحيحة عند تطبيقها على وحدات ذاكرة DIMM المسجلة (RDIMMs).

يتم تصنيع معظم وحدات DIMM باستخدام شرائح ذاكرة "×4" ("بأربعة") أو "×8" ("بثمانية") مع ما يصل إلى تسع شرائح لكل جانب؛ يشير "×4" و"×8" إلى عرض البيانات لشرائح DRAM بالبتات. يمكن أن تحتوي وحدات DIMM عالية السعة مثل وحدات DIMM بسعة 256 جيجابايت على ما يصل إلى 19 شريحة لكل جانب.

في حالة وحدات DIMM المسجلة "×4"، يبلغ عرض البيانات لكل جانب 36 بت؛ وبالتالي، يحتاج متحكم الذاكرة (الذي يتطلب 72 بت) إلى معالجة كلا الجانبين في نفس الوقت لقراءة أو كتابة البيانات التي يحتاجها. في هذه الحالة، تكون الوحدة ثنائية الجوانب ذات رتبة واحدة. بالنسبة لوحدات DIMM المسجلة "×8"، يبلغ عرض كل جانب 72 بت، وبالتالي فإن متحكم الذاكرة يعالج جانبًا واحدًا فقط في كل مرة (الوحدة ثنائية الجوانب ذات رتبة مزدوجة).

ينطبق المثال أعلاه على ذاكرة ECC التي تخزن 72 بت بدلاً من 64 بت الأكثر شيوعًا. سيكون هناك أيضًا شريحة إضافية لكل مجموعة مكونة من ثمانية، والتي لا يتم احتسابها.

بالنسبة للتقنيات المختلفة، هناك ترددات معينة لساعة الحافلة والجهاز تكون موحدة؛ وهناك أيضًا تسمية محددة لكل من هذه السرعات لكل نوع.

تتمتع وحدات DIMM المستندة إلى ذاكرة DRAM بمعدل بيانات واحد (SDR) بنفس تردد الناقل للبيانات وخطوط العناوين والتحكم. تتمتع وحدات DIMM المستندة إلى ذاكرة DRAM بمعدل بيانات مزدوج (DDR) بمعدل بيانات مضاعف، ولكن ليس معدل الوميض؛ ويتم تحقيق ذلك من خلال ضبط الوقت على كل من الحافة الصاعدة والهابطة لوميض البيانات. أصبح استهلاك الطاقة والجهد أقل تدريجيًا مع كل جيل من وحدات DIMM المستندة إلى DDR.

هناك تأثير آخر يتمثل في زمن انتقال إشارة الوصول إلى العمود (CAS)، أو CL، والذي يؤثر على سرعة الوصول إلى الذاكرة. وهو زمن التأخير بين أمر القراءة واللحظة التي تتوفر فيها البيانات. راجع المقال الرئيسي CAS/CL .

تُستخدم عدة عوامل شكل بشكل شائع في وحدات ذاكرة DIMM. كانت وحدات ذاكرة DRAM المتزامنة ذات معدل البيانات الفردي (SDR SDRAM) تُصنع في الأساس بارتفاعات 1.5 بوصة (38 مم) و1.7 بوصة (43 مم). وعندما بدأت خوادم التركيب على الرفوف بحجم 1U تصبح شائعة، كان لزامًا على وحدات ذاكرة DIMM المسجلة بعامل الشكل هذه أن تُوصَّل بمقابس ذاكرة DIMM بزاوية لتناسب الصندوق الذي يبلغ ارتفاعه 1.75 بوصة (44 مم). وللتخفيف من هذه المشكلة، تم إنشاء المعايير التالية لوحدات ذاكرة DDR DIMM بارتفاع "منخفض" يبلغ حوالي 1.2 بوصة (30 مم). وتلائم هذه الوحدات مقابس ذاكرة DIMM الرأسية لمنصة بحجم 1U.

مع ظهور خوادم الشفرات ، أصبحت الفتحات المائلة شائعة مرة أخرى لاستيعاب وحدات ذاكرة DIMM ذات عامل الشكل LP في هذه الصناديق ذات المساحة المحدودة. وقد أدى هذا إلى تطوير وحدات ذاكرة DIMM ذات عامل الشكل Very Low Profile (VLP) بارتفاع حوالي 0.72 بوصة (18 مم). يبلغ معيار DDR3 JEDEC لارتفاع وحدات ذاكرة DIMM ذات عامل الشكل VLP حوالي 0.740 بوصة (18.8 مم). وسوف تتناسب هذه الوحدات عموديًا مع أنظمة ATCA .

تم تحديد وحدات ذاكرة DDR2 وDDR3 DIMM ذات الارتفاع الكامل والمكونة من 240 سنًا على ارتفاع يبلغ حوالي 1.18 بوصة (30 مم) وفقًا للمعايير التي وضعتها JEDEC. تتضمن عوامل الشكل هذه وحدات ذاكرة DIMM ذات 240 سنًا وSO-DIMM وMini-DIMM وMicro-DIMM. ^[16]

إن وحدات ذاكرة DDR4 DIMM ذات الارتفاع الكامل والمكونة من 288 سنًا أطول قليلًا من نظيراتها من DDR3 بمقدار 1.23 بوصة (31 مم). وعلى نحو مماثل، فإن وحدات ذاكرة DDR4 DIMM ذات VLP أطول أيضًا بشكل طفيف من نظيراتها من DDR3 بمقدار 0.74 بوصة (19 مم تقريبًا). ^[17]

اعتبارًا من الربع الثاني من عام 2017، تمتلك شركة أسوس "DIMM.2" المستندة إلى PCI-E ، والتي لها مقبس مشابه لوحدات DDR3 DIMMs وتستخدم لوضع وحدة لتوصيل ما يصل إلى محركي أقراص صلبة M.2 NVMe . ومع ذلك، لا يمكنها استخدام ذاكرة عشوائية من نوع DDR الشائعة ولا تتمتع بدعم كبير بخلاف أسوس. ^[18]

يبلغ طول وحدات ذاكرة DIMM العادية 133.35 ملم بشكل عام، بينما يبلغ طول وحدات ذاكرة SO-DIMM بشكل عام 67.6 ملم. ^[2]

• كيفية تثبيت أدلة ذاكرة الكمبيوتر
• ورقة بحثية حول ذاكرة DDR2 منخفضة المستوى للغاية (VLP) (PDF)
• هل ذاكرة الوصول العشوائي 4 جيجا بايت جيدة للكمبيوتر المحمول؟