रैम किसे कहते हैं ? रैम कैसे काम करती हैं ? रैम किनते प्रकार की आती हैं ?

रैम (रैंडम एक्सेस मेमोरी) एक कंप्यूटिंग डिवाइस में हार्डवेयर है जहां ऑपरेटिंग सिस्टम (ओएस), एप्लिकेशन प्रोग्राम और वर्तमान उपयोग में डेटा रखा जाता है ताकि वे डिवाइस के प्रोसेसर द्वारा जल्दी से पहुंच सकें। कंप्यूटर में RAM मुख्य मेमोरी है, और यह हार्ड डिस्क ड्राइव (HDD), सॉलिड-स्टेट ड्राइव (SSD) या ऑप्टिकल ड्राइव जैसे अन्य प्रकार के स्टोरेज से पढ़ने और लिखने के लिए बहुत तेज़ है।

रैंडम एक्सेस मेमोरी अस्थिर है। इसका मतलब है कि जब तक कंप्यूटर चालू रहता है तब तक RAM में डेटा को बरकरार रखा जाता है, लेकिन कंप्यूटर के बंद होने पर यह खो जाता है। जब कंप्यूटर को रीस्टार्ट किया जाता है, तो ओएस और अन्य फाइलें रैम में लोड होती हैं, आमतौर पर एचडीडी या एसएसडी से यह काम होता है।

रेम (RAM) का कार्य

इसकी अस्थिरता के कारण, RAM स्थायी डेटा संग्रहीत नहीं कर सकता है। रैम की तुलना किसी व्यक्ति की अल्पकालिक मेमोरी और किसी व्यक्ति की दीर्घकालिक मेमोरी में हार्ड डिस्क से की जा सकती है। अल्पकालिक स्मृति तत्काल काम पर केंद्रित है, लेकिन यह केवल किसी एक समय में सीमित तथ्यों को ध्यान में रख सकती है। जब किसी व्यक्ति की अल्पकालिक स्मृति भर जाती है, तो उसे मस्तिष्क की दीर्घकालिक स्मृति में संग्रहीत तथ्यों से ताज़ा किया जा सकता है।

एक कंप्यूटर भी इस तरह से काम करता है। यदि RAM भरता जाता है, तो नए डेटा के साथ RAM में पुराने डेटा को ओवरलोड करने के लिए कंप्यूटर के प्रोसेसर को बार-बार हार्ड डिस्क पर जाना पड़ता है। यह प्रक्रिया कंप्यूटर के संचालन को बहुत धीमा कर देती है। कंप्यूटर की हार्ड डिस्क पूर्ण डेटा से भरी होती है तब वे अधिक डाटा स्टोर करने में असमर्थ हो जाती है, लेकिन रैम मेमोरी से बाहर नहीं चलेगी। हालांकि, रैम और स्टोरेज मेमोरी के संयोजन का पूरी तरह से उपयोग किया जा सकता है।

रेम (RAM) कैसे काम करता है ?
रैम पर लागू रेंडम एक्सेस शब्द इस तथ्य से आता है कि किसी भी स्टोरेज स्थान की जरुरत नहीं हे और वो सीधा रेम की मेमोरी तक पहुंच जाता है। मूल रूप से, रैंडम एक्सेस मेमोरी शब्द का उपयोग नियमित मेमोरी को ऑफलाइन मेमोरी से अलग करने के लिए किया जाता था।

ऑफ़लाइन मेमोरी को आमतौर पर चुंबकीय टेप से संदर्भित किया जाता है जिसमें से डेटा का एक विशिष्ट टुकड़ा केवल पते को क्रमिक रूप से एक्सेस करके टेप की शुरुआत में शुरू किया जा सकता है। रैम को एक तरह से व्यवस्थित और नियंत्रित किया जाता है जो डेटा को विशिष्ट स्थानों से सीधे और फिर से संग्रहीत और पुनर्प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।

अन्य प्रकार के स्टोरेज – जैसे कि हार्ड ड्राइव और CD-ROM– भी सीधे या डायरेक्ट रूप से एक्सेस किए जाते हैं, लेकिन इन अन्य प्रकार के स्टोरेज का वर्णन करने के लिए रैंडम एक्सेस का उपयोग नहीं किया जाता है।
रैम एक ऐसे बक्से के सेट की अवधारणा के समान है जिसमें प्रत्येक बॉक्स 0 या 1 पकड़ सकता है। प्रत्येक बॉक्स में एक अद्वितीय अड्रेस होता है जो स्तंभों (Columns) पर और पंक्तियों (रौस) के नीचे की गिनती करके पाया जाता है। रैम बॉक्स के एक सेट को एक सरणी (Rows) कहा जाता है, और प्रत्येक बॉक्स को एक सेल (Cell) के रूप में जाना जाता है।

एक विशिष्ट सेल को खोजने के लिए, रैम कंट्रोलर एक पतली इलेक्ट्रिकल लाइन को कॉलम (Column) और पंक्ति (Row) के पते को चिप में भेजता है। RAM सरणी (Array) में प्रत्येक पंक्ति (Row)) और स्तंभ (Column) की अपनी पता पंक्ति (Row) होती है। जो भी डेटा पढ़ा जाता है, वह एक अलग डेटा लाइन पर वापस प्रवाहित होता है।

RAM भौतिक रूप से छोटा है और माइक्रोचिप्स में संग्रहीत है। यह उस डेटा की मात्रा के मामले में भी छोटा है जो इसे धारण कर सकता है। एक सामान्य लैपटॉप कंप्यूटर 8 गीगाबाइट रैम के साथ आ सकता है, जबकि एक हार्ड डिस्क में 10 टेराबाइट हो सकते हैं।

रैम माइक्रोचिप्स को एक साथ मेमोरी मॉड्यूल में इकट्ठा किया जाता है, जो कंप्यूटर के मदरबोर्ड में स्लॉट में प्लग होता है। एक बस, या बिजली के रास्तों का एक सेट, प्रोसेसर के मदरबोर्ड स्लॉट्स को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है।

दूसरी ओर एक हार्ड ड्राइव, विनाइल रिकॉर्ड की तरह दिखने वाली मैग्नेटाइज्ड सतह पर डेटा स्टोर करता है। और, वैकल्पिक रूप से, एक SSD मेमोरी चिप्स में डेटा संग्रहीत करता है, जो RAM के विपरीत, अस्वाभाविक हैं, निरंतर बिजली होने पर उस पर निर्भर रह सकते हैं और बिजली बंद होने के बाद भी डेटा अंदर सेव रहता हैं।
अधिकांश पीसी उपयोगकर्ताओं को एक निश्चित सीमा तक रैम मॉड्यूल जोड़ने में सक्षम करते हैं। कंप्यूटर में अधिक रैम होने से प्रोसेसर की हार्ड डिस्क से कई बार डेटा कट जाता है, ऐसा ऑपरेशन जिसे रैम से डेटा पढ़ने में अधिक समय लगता है। रैम एक्सेस का समय नैनोसेकंड में है, जबकि मेमोरी मेमोरी एक्सेस का समय मिलीसेकंड में है।

आपको कितनी जीबी रैम की आवश्यकता है?
RAM की मात्रा सभी (यूजर) पर निर्भर करती है कि उपयोगकर्ता क्या कर रहा है। उदाहरण के लिए, वीडियो संपादन के दौरान, यह अनुशंसा की जाती है कि एक सिस्टम में कम से कम 16 जीबी रैम हो, हालांकि अधिक वांछनीय है। फ़ोटोशॉप का उपयोग करके फोटो संपादन के लिए, एडोब एक मैक पर फ़ोटोशॉप सीसी को चलाने के लिए कम से कम 3 जीबी रैम की व्यवस्था करता है। हालांकि, यदि उपयोगकर्ता एक ही समय में अन्य एप्लिकेशन के साथ काम कर रहा है, तो भी 8GB RAM चीजों को धीमा कर सकता है।

RAM के प्रकार
RAM दो प्राथमिक रूपों में आती है:

डायनेमिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (DRAM) विशिष्ट कंप्यूटिंग डिवाइस की रैम बनाती है और, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया था, इसे संग्रहीत डेटा को बनाए रखने के लिए उस शक्ति की आवश्यकता होती है।
प्रत्येक DRAM सेल में विद्युत संधारित्र में चार्ज या आवेश की कमी होती है। कैपेसिटेटर से लीक की भरपाई के लिए हर कुछ मिलीसेकंड पर इस डेटा को इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के साथ लगातार रिफ्रेश किया जाना चाहिए। एक ट्रांजिस्टर एक गेट के रूप में कार्य करता है, यह निर्धारित करता है कि संधारित्र के मूल्य को पढ़ा या लिखा जा सकता है।

स्टैटिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (SRAM) को भी डेटा पर पकड़ बनाने के लिए निरंतर शक्ति की आवश्यकता होती है, लेकिन इसे DRAM करने के तरीके को लगातार ताज़ा करने की आवश्यकता नहीं है।
SRAM में, चार्ज रखने वाले संधारित्र के बजाय, ट्रांजिस्टर एक स्विच के रूप में कार्य करता है, जिसमें एक स्थिति 1 के रूप में और दूसरी स्थिति 0. स्टैटिक रैम के रूप में डायनामिक रैम की तुलना में एक बिट डेटा को बनाए रखने के लिए कई ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है जिसमें केवल एक की आवश्यकता होती है प्रति बिट ट्रांजिस्टर। नतीजतन, SRAM चिप्स DRAM के समतुल्य राशि की तुलना में बहुत बड़े और अधिक महंगे हैं।
हालांकि, SRAM काफी तेज है और DRAM से कम बिजली का उपयोग करता है। मूल्य और गति अंतर का मतलब है कि स्थिर रैम का उपयोग मुख्य रूप से कम मात्रा में कैश मेमोरी के रूप में कंप्यूटर के प्रोसेसर के अंदर किया जाता है।

RAM का इतिहास: RAM बनाम SDRAM
रैम मूल रूप से अतुल्यकालिक था क्योंकि रैम माइक्रोचिप्स में कंप्यूटर के प्रोसेसर की तुलना में एक अलग घड़ी की गति थी। यह एक समस्या थी क्योंकि प्रोसेसर अधिक शक्तिशाली हो गए थे और रैम प्रोसेसर के डेटा के अनुरोधों को पूरा नहीं कर सकता था।
1990 के दशक की शुरुआत में, घड़ी की गति को सिंक्रोनस डायनेमिक रैम, या एसडीआरएएम के साथ जोड़ा गया था। प्रोसेसर से इनपुट के साथ कंप्यूटर की मेमोरी को सिंक्रनाइज़ करके, कंप्यूटर तेजी से कार्यों को निष्पादित करने में सक्षम थे।

हालाँकि, मूल एकल डेटा दर SDRAM (SDR SDRAM) जल्दी से अपनी सीमा तक पहुँच गया। वर्ष 2000 के आसपास, डबल डेटा दर तुल्यकालिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (DDR SRAM) विकसित की गई थी। यह प्रारंभ और अंत में एक ही घड़ी चक्र में दो बार डेटा ले गया।
DDR SDRAM DDR2, DDR3 और DDR4 के साथ तीन बार विकसित हुआ है, और प्रत्येक पुनरावृत्ति ने बेहतर डेटा थ्रूपुट गति और बिजली के उपयोग को कम किया है। हालाँकि, प्रत्येक DDR संस्करण पहले वाले के साथ असंगत रहा है, क्योंकि प्रत्येक पुनरावृत्ति के साथ, डेटा को बड़े बैचों में संभाला जाता है।

GDDR SDRAM
ग्राफिक्स डबल डेटा रेट (GDDR) एसडीआरएएम का उपयोग ग्राफिक्स और वीडियो कार्ड में किया जाता है। डीडीआर एसडीआरएएम की तरह, प्रौद्योगिकी सीपीयू घड़ी चक्र में विभिन्न बिंदुओं पर डेटा ले जाने में सक्षम बनाती है। हालांकि, यह उच्च वोल्टेज पर चलता है और डीडीआर एसडीआरएएम की तुलना में कम सख्त और काम समय लेता है।

समानांतर कार्यों के साथ, जैसे कि 2डी (2D) और 3डी (3D) वीडियो प्रतिपादन, तंग पहुंच समय आवश्यक नहीं है, और जीडीआरडी जीपीयू प्रदर्शन के लिए आवश्यक उच्च गति और मेमोरी बैंडविड्थ को सक्षम कर सकता है।

डीडीआर के समान, जीडीआरडी विकास की कई पीढ़ियों से गुजरा है, प्रत्येक में अधिक प्रदर्शन और कम बिजली की खपत होती है। GDDR6 ग्राफिक्स मेमोरी की नवीनतम पीढ़ी है।

रेम (RAM) बनाम वर्चुअल मेमोरी
एक कंप्यूटर कम मेमोरी पर कम चला सकता है, खासकर जब एक साथ कई प्रोग्राम चला रहा हो। ऑपरेटिंग सिस्टम वर्चुअल मेमोरी बनाकर भौतिक मेमोरी की कमी की भरपाई कर सकता है।

वर्चुअल मेमोरी के साथ, डेटा को रैम से डिस्क स्टोरेज में अस्थायी रूप से स्थानांतरित किया जाता है, और वर्चुअल एड्रेस स्पेस को रैम में निष्क्रिय मेमोरी और एक HDD में निष्क्रिय मेमोरी के रूप में बढ़ाया जाता है ताकि एक एप्लिकेशन और उसके डेटा को होल्ड करने वाले सन्निहित पते बन सकें। वर्चुअल मेमोरी का उपयोग करते हुए, एक सिस्टम एक ही समय में चल रहे बड़े कार्यक्रमों या कई कार्यक्रमों को लोड कर सकता है, जिससे प्रत्येक को संचालित किया जा सकता है जैसे कि इसमें अधिक रैम जोड़ने के बिना अनंत मेमोरी है।
वर्चुअल मेमोरी रैम के रूप में कई एड्रेस को दो बार हैंडल करने में सक्षम है। एक कार्यक्रम के निर्देश और डेटा को शुरू में आभासी पतों पर संग्रहीत किया जाता है, और एक बार कार्यक्रम निष्पादित होने के बाद, उन पतों को वास्तविक मेमोरी पतों में बदल दिया जाता है।

वर्चुअल मेमोरी के लिए एक नकारात्मक पहलू यह है कि यह कंप्यूटर को धीमा कर सकता है क्योंकि डेटा को वर्चुअल और भौतिक मेमोरी के बीच मैप किया जाता है। अकेले शारीरिक मेमोरी के साथ, प्रोग्राम सीधे रैम से काम करते हैं।

रैम बनाम फ्लैश मेमोरी
फ्लैश मेमोरी और रैम दोनों ही सॉलिड-स्टेट चिप्स से युक्त होते हैं, लेकिन वे कंप्यूटर सिस्टम में विभिन्न भूमिकाओं को निभाते हैं, क्योंकि उनके द्वारा किए गए तरीके, उनके प्रदर्शन विनिर्देशों और लागत में अंतर होता है। फ्लैश मेमोरी का उपयोग स्टोरेज मेमोरी के लिए किया जाता है, जबकि रैम को सक्रिय मेमोरी के रूप में उपयोग किया जाता है जो स्टोरेज से प्राप्त डेटा पर गणना करता है।
RAM और फ्लैश मेमोरी के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर यह है कि डेटा को पूरे ब्लॉक में NAND फ्लैश मेमोरी से मिटा दिया जाना चाहिए, जिससे यह रैम की तुलना में धीमा हो जाएगा, जहां व्यक्तिगत बिट्स में डेटा मिटाया जा सकता है।

हालाँकि, NAND फ़्लैश मेमोरी RAM की तुलना में कम खर्चीली है, और यह Nonvolatile भी है; रैम के विपरीत, यह बिजली बंद होने पर भी डेटा पकड़ सकता है। इसकी धीमी गति, Nonavailability और कम लागत के कारण, SSDs में मेमोरी को स्टोर करने के लिए फ्लैश का उपयोग अक्सर किया जाता है।

रुझान (Trend) और भविष्य की दिशा
प्रतिरोधक रैंडम एक्सेस मेमोरी (RRAM या ReRAM) नॉनवॉलेटिक स्टोरेज है जो ठोस ढांकता हुआ सामग्री के प्रतिरोध को बदल सकता है। ReRAM उपकरणों में एक संस्मरण होता है जिसमें विभिन्न वोल्टेज के लागू होने पर प्रतिरोध भिन्न होता है।

ReRAM ऑक्सीजन की रिक्तियां बनाता है, जो ऑक्साइड सामग्री की एक परत में भौतिक दोष हैं। ये रिक्तियों एक अर्धचालक के इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के समान एक द्विआधारी प्रणाली में दो मूल्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
एनएआरडी फ्लैश जैसे अन्य गैर-वाष्पशील स्टोरेज प्रौद्योगिकियों की तुलना में ReRAM की उच्च स्विचिंग गति है। यह NAND फ्लैश की तुलना में उच्च स्टोरेज घनत्व और कम बिजली की खपत का वादा भी करता है, जिससे ReRAM को औद्योगिक, ऑटोमोटिव और इंटरनेट ऑफ थिंग्स अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले सेंसर में मेमोरी के लिए एक अच्छा विकल्प है।

ReRAM तकनीक को विकसित करने और उत्पादन में चिप्स प्राप्त करने के लिए विक्रेताओं ने वर्षों तक संघर्ष किया है। कुछ विक्रेता वर्तमान में उन्हें शिपिंग कर रहे हैं।

3 डी XPoint तकनीक, जैसे कि इंटेल का ऑप्टेन, अंततः गतिशील रैम और नंद फ्लैश मेमोरी के बीच की खाई को भर सकता है। 3D XPoint में एक ट्रांजिस्टर-कम, क्रॉस-पॉइंट आर्किटेक्चर है जिसमें चयनकर्ता और मेमोरी सेल लंब तारों के चौराहे पर हैं। 3D XPoint DRAM जितना तेज़ नहीं है, लेकिन यह नॉनवॉलेटाइल मेमोरी है।

प्रदर्शन और कीमत के मामले में, 3 डी XPoint तकनीक तेजी काम करता है, लेकिन महंगा DRAM और धीमी गति है, कम महंगे नंद फ्लैश के बीच है। जैसे-जैसे तकनीक विकसित होती है, यह रैम और स्टोरेज के बीच के अंतर को धुंधला कर सकती है।

रैम की लागत (Price)
2020 की गर्मियों तक, DRAM की कीमतें पहले के स्तरों से कम रहीं – लेकिन कीमत अस्थिर रही, फिर भी। दक्षिण-कोरिया और जापान (दुनिया के दो सबसे बड़े मेमोरी चिप निर्माताओं, सैमसंग और एसके हाइनिक्स के घर), अगली पीढ़ी की मोबाइल चिप, एलपीडीडीआर 5 की शुरूआत सहित कई वैरिएबल ने आपूर्ति में चमक में योगदान दिया। और 5 जी प्रौद्योगिकी की वृद्धि को अपनाया। इसके अलावा कीमतों को प्रभावित करना इंटरनेट इलेक्ट्रॉनिक्स ऑफ थिंग्स (IoT) में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की मांग में वृद्धि थी, जैसे ऑटोमोबाइल और पहनने योग्य उपकरण, जो चिप्स का उपयोग करते हैं।