فرکانس رم چیست و چه تفاوتی با سرعت رم دارد؟

فرکانس رم یعنی سرعتی که حافظه کیس یا لپ‌ تاپ شما برای رد و بدل کردن داده‌ها به پردازنده دارد. فرکانس همان سرعت حافظه است که تاثیر زیادی بر عملکرد کلی سیستم شما دارد. اگر با اورکلاک کردن رم یا ارتقا رم کامپیوتر سروکار داشته باشید، احتمالا از نقش مهم RAM Frequency آگاه هستی. داشتن فرکانس بالاتر به معنای پردازش سریع داده‌ها است زیرا با افزایش سرعت ارتباط بین پردازنده و حافظه، پردازنده می‌تواند اطلاعات را با سرعت بیشتری پردازش کند. رم با فرکانس بالا معمولا برابر است با افزایش پهنای باند و در نتیجه تاخیر کمتر در پردازش و انتقال داده‌ها.

زمان اجرای بازی‌های سنگین، ادیت ویدئو، رندرینگ 3D و هر پردازش‌ گرافیکی که حجم بالایی دارد، می‌توانید تاثیر واقعی فرکانس رم یا Memory Clock را حس کنید. برای خلاصی از رفع کندی ویندوز و افزایش سرعت کامپیوتر، باید فرکانس رم شما حداقل به 3200 مگاهرتز برسد. چرا که از پهنای باند حافظه گرفته تا تاخیر CAS، همه و همه تحت تاثیر فرکانس رم قرار دارند.

در این مطلب، استوک لند به شما خواهد گفت که چگونه فرکانس رم می‌تواند قدرت پردازشی سیستم شما را زیر و رو کند و اینکه چرا می‌گویند کاربران معمولی به RAM با فرکانس 2666 مگاهرتز احتیاج دارند اما گیمرها حق ندارند به رمی با فرکانس زیر 3200 مگاهرتز فکر کنند!

فرکانس رم چیست؟

فرکانس، سرعتی است که RAM (حافظه دسترسی تصادفی) برای خواندن و نوشتن داده‌ها دارد. این سرعت معمولا با واحد مگاهرتز (MHz) اندازه‌گیری می‌شود و تعداد دفعاتی را نشان می‌دهد که حافظه رم می‌تواند در طول 1 ثانیه، داده‌ها را بخواند و بنویسد. برای مثال، اگر فرکانس رم شما 3200MHz باشد، یعنی رم شما در هر ثانیه 3.2 میلیارد عملیات انجام دهد. در واقع این عدد تعداد دفعاتی را نشان ‌می‌دهد که رم می‌تواند عملیات خواندن و نوشتن داده‌ها را در هر ثانیه انجام دهد.

حالا چرا فرکانس رم انقدر مهم است؟ فرکانس بالاتر به معنای سرعت بالاتر پردازش داده‌ها توسط حافظه رم است. با داشتن حافظه‌ای که فرکانس بالایی دارد، RAM می‌تواند داده‌ها را سریع‌تر بخواند و بنویسد. در این صورت، سیستم شما در پردازش اطلاعات سنگین مثل بازی‌های جدید، ادیت ویدئو و حتی برنامه‌نویسی سریع‌تر عمل می‌کند. زیرا سرعت حافظه رم شما مستقیما روی کارایی کلی سیستم اثرگذار است.

فرکانس بالاتر، یعنی پهنای باند بیشتر و زمان تاخیر کمتر برای حافظه. البته داشتن رمی که سرعت بالایی دارد، همیشه به معنای عملکرد بهتر نیست! زیرا فرکانس رم شما باید با پردازنده و مادربرد هماهنگ باشد تا از سیستم خود بهترین نتیجه را بگیرید. در غیر این صورت، هر چقدر هم  برای اسمبل کردن کیس خود هزینه کرده باشید فرقی نمی‌کند زیرا سیستم شما نمی‌تواند از تمام پتانسیل رم استفاده کند. در این شرایط، رم شما با سرعتی پایین‌تر از چیزی که انتظار دارید، کار می‌کند. درنهایت، فرکانس رم نقش مهمی در سرعت پردازش اطلاعات دارد. با انتخاب رمی که فرکانس مناسبی دارد، خیال شما از بابت پهنای باند انتقال داده، تاخیر CAS و تایمینگ هم آسوده می‌شود.

آیا فرکانس رم همان سرعت رم است؟

سرعت کلی سیستم شما، مستقیما به سرعت و عملکرد حافظه رم وابسته است. اما اگر در مورد عملکرد RAM بپرسید، اصطلاحات مختلفی مثل فرکانس یا سرعت رم به گوشتان می‌خورد. این دو عبارت گاهی به اشتباه معادل یکدیگر به کار می‌روند، اما آیا این دو عبارت واقعا به یک معنی هستند؟ در حقیقت، نه! فرکانس رم و سرعت رم به هم ربط دارند، اما یکی نیستند و هر کدوم جنبه‌های مختلفی از عملکرد رم رو توضیح می‌دهند. برای اینکه بهتر متوجه شوید، باید هر کدام را جداگانه بررسی کنیم.

فرکانس رم که معمولا به صورت مگاهرتز (MHz) یا گیگاهرتز (GHz) مطرح می‌شود، به تعداد دفعاتی اشاره دارد که رم می‌تواند در هر ثانیه داده‌ها رو منتقل کند. به عبارت بهتر، فرکانس بیشتر یعنی انتقال سریع‌تر داده‌ها.

اما سرعت کلی رم به فاکتورهای دیگری هم بستگی دارد که مهم‌ترین آن‌ها زمان تاخیر (Latency) هست. زمان تاخیر یعنی چقدر طول می‌کشد تا رم به درخواست‌های پردازنده پاسخ دهد. حتی اگر دو رم فرکانس یکسانی داشته باشند، تفاوت در زمان تأخیر می‌تواند باعث شود تا یکی از آن‌ها سریع‌تر عمل کند. علاوه بر این، نوع رم مثل DDR4 یا DDR5 و ویژگی‌های دیگر مثل پهنای باند هم می‌توانند تأثیر زیادی روی سرعت کلی رم شما داشته باشند.

بنابراین، فرکانس رم، تنها یکی از فاکتورهای سرعت رم است، اما برای داشتن یک عملکرد سریع و بهینه باید به تمام ویژگی‌های رم توجه کرد. در واقع، فرکانس بالا فقط یکی از فاکتورهایی است که می‌تواند بر سرعت RAM تأثیر بگذارد، اما برای بررسی دقیق عملکرد حافظه باید تمامی فاکتورها را در نظر بگیریم.

چگونه فرکانس رم می‌تواند سرعت سیستم شما را تغییر دهد؟

رم به‌عنوان یک حافظه موقت، مثل یک واسطه‌ بین پردازنده و حافظه ذخیره‌سازی مثل هارد دیسک یا SSD عمل می‌کند. رم به‌عنوان یک حافظه موقت عمل می‌کند و اطلاعاتی را که پردازنده نیاز دارد به‌طور موقت در خود نگه می‌دارد. اما واقعا چگونه فرکانس رم می‌تواند سرعت سیستم شما را تغییر دهد؟ وقتی پردازنده به داده‌ای نیاز دارد، اطلاعات مورد نیاز را از حافظه رم خوانده و پردازش می‌کند. پس، هر چه سرعت دسترسی پردازنده به داده‌های روی رم سریع‌تر باشد، عملکرد کلی سیستم قوی‌تر خواهد بود. در فرکانس‌های پایین، سرعت انتقال داده‌ها کندتر خواهد بود و عملکرد سیستم شما چندان چنگی به دل نمی‌زند.

تصور کنید در حال بازی کردن جدیدترین بازی‌های گرافیکی با کیفیت 4K هستید. رم با فرکانس بالاتر به پردازنده اجازه می‌دهد تا بدون کندی و تاخیر، اطلاعات سنگین گرافیکی را پردازش کند. به همین دلیل است که فرکانس RAM برای گیمرهای حرفه‌ای همیشه حرف اول را می‌زند؛ چون در ازای مگاهرتز بیشتر، سیستم شما سریع‌تر عمل می‌کند.

در سیستم‌هایی که معمولا به‌طور هم‌زمان چندین نرم‌افزار سنگین یا تب‌های زیادی در مرورگر باز هستند، فرکانس بالای رم می‌تواند سیستم را در multitasking قوی‌تر کند. وقتی داده‌ها مرتب بین پردازنده و رم  در حال جابجایی هستند، با سرعت کلاک بالاتر این جابجایی‌ها سریع‌تر و با تأخیر کمتری انجام می‌شوند.

اما با این حال، افزایش فرکانس رم به‌تنهایی نمی‌تواند باعث سرعت سیستم شما را زیر و رو کند؛ زیرا فاکتورهای دیگری مثل ظرفیت رم، تعداد هسته‌های پردازنده و سرعت انتقال داده‌ها از HDD یا SSD هم تأثیرگذارند. همچنین، مادربرد سیستم شما باید از فرکانس‌های بالاتر پشتیبانی کند تا رم بتواند با حداکثر توان خود کار کند.

پهنای باند

هر چه فرکانس رم بالاتر باشد، معمولا پهنای باند بیشتری هم در اختیار قرار می‌گیرد. پهنای باند رم یکی از مهم‌ترین فاکتورهایی است که تاثیر زیادی بر عملکرد کلی سیستم شما دارد. وقتی CPU درخواست داده می‌کند، این داده‌ها از RAM به CPU منتقل می‌شوند. حالا نقش پهنای باند در این معادله چیست؟ اگر پهنای باند رم بالا باشد، انتقال داده‌ها سریع‌تر انجام می‌شود و پردازنده می‌تواند سریع‌تر به کارهای خود رسیدگی کند.

پهنای باند رم (RAM Bandwidth) به میزان داده‌هایی اشاره دارد که در هر ثانیه از حافظه رم به پردازنده منتقل می‌شوند. این ویژگی نشان می‌دهد که چه حجمی از اطلاعات می‌توانند از رم به پردازنده و برعکس منتقل شوند و معمولا بر حسب گیگابایت بر ثانیه یا GB/s اندازه‌گیری می‌شود. پهنای باند بالاتر به این معناست که رم می‌تواند داده‌ها را سریع‌تر به پردازنده منتقل کند و یا حجم بیشتری از داده‌ها را به پردازنده ارسال کند. 

اما ارتباط بین فرکانس رم با پهنای باند چیست؟ هر چه فرکانس RAM بیشتر باشد، حجم اطلاعات قابل انتقال هم بیشتر است. پس اگر RAM با فرکانس بالا دارید،. با سرعت بالاتر در انتقال داده‌ها، پهنای باند بالاتری را هم خواهید داشت. زیرا پهنای باند به فرکانس یا سرعت کلاک RAM و عرض باس (Bus Width) بستگی دارد. فرض کنیم فرکانس رم شما 3200 MHz و عرض باس آن 64 بیت باشد.

پهنای باند=فرکانس حافظه×عرض باس×2

در این صورت، پهنای باند حافظه RAM شما برابر 51.2 گیگابایت بر ثانیه خواهد بود.

تاخیر CAS

فرض کنید در یک کتابخانه بزرگ هستید و به دنبال کتاب خاصی می‌گردید. مسئول کتابخانه باید کتاب را پیدا کرده و به شما بدهد. حالا، زمان لازم برای پیدا کردن مکان کتاب، چیزی شبیه به تاخیر CAS است. اگرچه فرکانس رم یکی از مهم‌ترین فاکتورهای تاثیرگذار در عملکرد رم شماست اما تاخیر CAS را هم نباید دست کم بگیرید. تاخیر CAS، زمان لازم برای دسترسی به داده‌هایی است که در ستون‌های حافظه ذخیره‌‌‌اند. وقتی CPU به داده‌ای نیاز دارد، باید آدرس مشخصی از حافظه را برای دسترسی به آن داده ارسال کند. تاخیر CAS، زمان مورد نیاز برای جستجو در ستون‌های حافظه و ارسال داده مورد نظر به پردازنده است. 

در اطلاعات مربوط به رم، این تاخیر را می‌توانید با عددی مثل CL16 یا CL18 پیدا کنید که تعداد سیکل‌هایی را مشخص می‌کند که برای دسترسی به اطلاعات نیاز است. هرچه این عدد کمتر باشد، رم شما سریع‌تر به داده‌ها دسترسی پیدا می‌کند و سرعت پاسخ‌دهی آن بالاتر خواهد بود. تاخیر CAS به صورت مستقیم با فرکانس رم رابطه معکوس دارد. اگر فرکانس رم بالا باشد، هر سیکل کلاک کوتاه‌تر خواهد بود یعنی زمان کمتری طول می‌کشد تا یک سیکل کلاک تمام شود و تاخیر کمتری ایجاد می‌شود.

تایمینگ رم

زمان‌بندی رم یا تایمینگ رم، تعیین می‌کند حافظه RAM چقدر می‌تواند سریع یا کند به درخواست‌های پردازنده پاسخ دهد. سری چهار عددی مثل 16-18-18-36، نشان‌دهنده زمان‌هایی هستند که حافظه باید برای انجام عملیات مختلف، از جمله خواندن یا نوشتن داده‌ها طی کند. علاوه‌بر فرکانس رم، تایمینگ رم یکی از عوامل تاثیرگذار در کارایی رم شماست. هرکدام از این اعداد نشان‌دهنده مدت زمان یا تعداد سیکل‌های کلاک مورد نیاز برای انجام عملیات مختلف حافظه هستند.

CAS Latency یا CL: نشان می‌دهد چند سیکل طول می‌کشد تا تا رم بتواند اطلاعات را به پردازنده بدهد. هرچه این عدد کمتر باشد، حافظه سریع‌تر عمل می‌کند.

RAS to CAS Delay یا tRCD: مدت زمانی است که حافظه باید منتظر بماند تا پردازش یک ردیف از اطلاعات کامل شود و به ستون بعدی برود.

Row Precharge Time یا tRP: زمانی که طول می‌کشد تا حافظه ردیف بعدی را برای عملیات بعدی حاضر کند.

Active to Precharge Delay یا tRAS: مدت زمانی است که یک ردیف از حافظه باید در وضعیت فعال بماند تا عملیات خواندن یا نوشتن به درستی انجام شود.

چرا تایمینگ رم هم مانند فرکانس رم انقدر مهم است؟ اگر تایمینگ رم شما مناسب نباشد، حتی اگر فرکانس بالایی داشته باشید، سیستم نمی‌تواند از کل پتانسیل خود استفاده کند. یعنی با وجود فرکانس رم بالا، همچنان کند عمل می‌کند. شما باید رمی را انتخاب کنید که فرکانس بالا و تایمینگ کم دارد تا با افت عملکرد یا حتی کرش کردن برنامه‌ها مواجه نشوید.

مقایسه فرکانس رم‌ های DDR3 و DDR4 و DDR5

رم‌های DDR، نوعی حافظه با عملکرد بالا هستند که در هر چرخه کلاک، داده‌ها دو بار انتقال می‌دهند. این حافظه‌ها دقیقا برای افزایش سرعت و کارایی در پردازش‌های سنگین طراحی شده‌اند و هر نسل جدید از آن‌ها، ویژگی‌های بهتری مثل فرکانس بالاتر، مصرف انرژی کمتر و ظرفیت‌های بیشتر را ارائه می‌دهند. در تکنولوژی‌های مختلف DDR، فرکانس رم متغیر بوده و در هر نسل جدید رو به پیشرفت است.

اولین نسل از این رم‌ها یعنی DDR3، در محدوده فرکانسی 1066 تا 2133 مگاهرتز فعالیت می‌کند. رم با این فرکانس، برای کاربری‌های معمولی مثل وب‌گردی و بعضی از بازی‌های سبک کافی است اما برای پردازش‌های سنگین‌تر و کاربری‌های حرفه‌ای، نمی‌توان روی رم DDR3 حساب کرد.

از آنجایی که رم‌های DDR3 در سیستم‌های نیمه‌حرفه‌ای تا حرفه‌ای کم می‌آوردند، استاندارد DDR4 از راه رسید. فرکانس رم های DDR4 معمولا از 2133 مگاهرتز شروع شده و تا 3200 مگاهرتز و یا حتی بیشتر هم می‌رسد. کاربرانی که برای اجرای بازی‌های حرفه‌ای، ادیت ویدئو و نرم‌افزارهای تخصصی به سرعت بالاتری نیاز دارند، رم DDR4 نسب به نسل قدیمی DDR3 مناسب‌تر است. 

نسل جدیدتر یعنی DDR5، با پیشرفت‌های چشمگیری عرضه شدند. فرکانس رم های DDR5 از 4800 مگاهرتز شروع شده و به 8400 مگاهرتز و بیشتر هم می‌رسد. با افزایش قابل توجه پهنای باند، پردازش‌های سنگین‌تر سریع‌تر انجام می‌شود. با این فرکانس بالا، رم DDR5 برای پردازش‌های سنگین‌تر مانند هوش مصنوعی، داده‌کاوی و گرافیک‌های 4K و بالاتر ایده‌آل است.