র‌্যাম (RAM), অস্থায়ী স্মৃতি -

১) ষ্ট্যাটিক র‌্যাম Static RAM বা ক্যাশ মেমোরী

২) ডাইনামিক  র‌্যাম Dynamic RAM

র‌্যাম এর পূর্ণ নাম র‌্যানডম এক্সেস মেমরি (Random Access Memory)| ইহাকে আভ্যন্তরীন মেমরি বলে। কিন্তু ইহা অস্থায়ী অর্থাৎ বিদ্যুৎ প্রবাহ চলে গেলে র‌্যামে সংরক্ষিত তথ্য সম্পূর্ণ ভাবে মুছে যায়। র‌্যামে অত্যন্ত সহজে তথ্য সংরক্ষণ করা যায় এবং সহজ ভাবেই র‌্যাম থেকে তথ্য মুছে দেয়া যায়। এজন্য র‌্যামকে লিখন/পঠন মেমরিও বলা হয়ে থাকে।

র‌্যামের বৈশিষ্ট্য -

• র‌্যাম উদ্বায়ী মেমরি।
• র‌্যামের প্রতিটি মেমরি স্থানের জন্য এক্সেস টাইম (Access time) বা নাগাল সময় সমান।
• সমান সুবিধায় র‌্যামে তথ্য সংরক্ষণ করা যায় এবং র‌্যাম থেকে তথ্য পঠন করা যায়।

র‌্যাম দুই ধরনের -

• স্ট্যাটিক র‌্যাম
• ডাইনামিক র‌্যাম

স্ট্যাটিক র‌্যাম Static RAM (বা ক্যাশ Cache মেমরী) - মাইক্রোপ্রসেসরের কাজ ডাটা প্রসেস করা। এর যখন কোন ডাটার প্রয়োজন তখন সেই ডাটার এড্রেস মেমরি লোকেশন উল্লেখ করে তার জন্য অনুরোধ করে। একে আমরা বলি রিড অপারেশন। এই ডাটা প্রসেসের পর তার ফলাফলকে মেমরির কোথাও সংরক্ষণ করে রাখা হয়। কোথায় সংরক্ষণ করা হবে তা মাইক্রোপ্রসেসর উল্লেখ করে দেয়।

কম্পিউটারের গতি বা কার্যক্ষমতা নির্ভর করে প্রসেসর কত দ্রুত বিভিন্ন ডাটা মেনিপুলেট করতে পারে প্রধানতঃ তার উপর। একটু আগে আমরা দেখেছি ডাটা প্রসেসিং এর পুর্বে মাইক্রোপ্রসেসরকে মেমরী থেকে সে ডাটা পেতে হয় এবং প্রসেসিং এর পরে মেমরিতে তা সংরক্ষণ করতে হয়। এমনও হতে পারে যে ডাটা প্রসেস করতে মাত্র ২ টি ক্লক সাইকেলই যথেষ্ট। আবার এমনও দেখা যায় যে, ডাটা মেমরী থেকে পড়ে আনতে এবং তা আবার মেমরিতে জমা করতে ২০ টি ক্লক সাইকেল খরচ হয়ে যায়। এর কারণ হল সাধারণত যে মেমরি চিপগুলো (অর্থাৎ র‌্যাম) আমরা ব্যবহার করি তা ততটা দ্রুত গতি সমপন্ন হয় না। অর্থাৎ তারা মাইক্রোপ্রসেসর এর গতির সাথে তাল মিলিয়ে চলতে পারে না। এখানে উলে­খ্য যে সাধারণ র‌্যাম-এর এক্সেস টাইম ৭০/৬০ ন্যানো সেকেন্ড।

ডাটা মাইক্রোপ্রসেসর-এর নিয়ন্ত্রণে আসা এবং তা জমা করার জন্য যে বিপুল সময়ের দরকার হয় তা আমরা অনেকখানি কমিয়ে ফেলতে পারি যদি আমরা ষ্ট্যাটিক র‌্যাম বা ক্যাশ মেমরী ব্যবহার করি। ক্যাশ মেমরি থাকে মাইক্রোপ্রসেসর এবং প্রধান মেমরি-এর মাঝামাঝি। ক্যাশ মেমরি সাধারণত আকারে ছোট, দামে বেশি এবং বেশ দ্রুতগতি সম্পন্ন হয়। বাজারে বর্তমানে যে ক্যাশ মেমরি পাওয়া যায় তার এক্সেস টাইম ১৫ ন্যানোসেকেন্ড-এর মত। বাজারে বিভিন্ন আকারের (৫১২ কিলোবাইট থেকে ৬ মেগাবাইট) ক্যাশ মেমরি পাওয়া যায়।

ক্যাশ মেমরি দুই ধরনের হয় -

• ইন্টারন্যাল ক্যাশ মেমরি - এটা সিপিইউ-এর ভিতরে অবস্থিত। ইহাকে এল-১ (লেভেল-১) ক্যাশ মেমরি বলে। এর আকার ৫১২ কিলোবাইট পর্য্যন্ত হতে পারে।
• এক্সটারনাল ক্যাশ মেমরি (এল-২,এল-৩ মেমোরী) - এটা মাদারবোর্ডে বসানো থাকে। ইহাকে এল-২ (লেভল-২) ক্যাশ মেমরি বলে। এর আকার ৫১২ থেকে ২০০০ কিলোবাইট পর্য্যন্ত হতে পারে। কোন কমিপউটারে এক্সটারনাল ক্যাশ মেমরি থাকলে মাইক্রোপ্রসেসর রিড রিকোয়েস্ট ইস্যু করার সাথে সাথে ক্যাশ মেমরি থেকে সেই ডাটা দ্রুত মাইক্রোপ্রসেসর পৌঁছাতে পারে। বর্তমানে ডাবল ও কোয়াড কোর প্রসেসরে ১ -২ মেগাবাইট এল-৩ (লেভেল-৩) ক্যাশ ব্যবহৃত হচ্ছে।

এখানে উল্লেখ্য যে মাইক্রোপ্রসেসর যে ডাটার জন্য অনুরোধ করলো তা ক্যাশ-এ না থাকে তাহলে আবার মেইন মেমরি থেকে পড়ে নিতে হবে এবং এতে করে সেই আগের মতই অনেক সময়ের অপচয় হবে। তাহলে দেখা যাচেছ মাইক্রোপ্রসেসর-এর কখন কোন ডাটা প্রয়োজন হবে তা আগে থেকেই আমাদের জানতে হবে এবং সেইমত সেগুলোকে ক্যাশ-এ এনে রাখতে হবে। প্রকৃতপক্ষে এর উপরই নির্ভর করবে ক্যাশ-এর কার্যকারিতা এবং কর্মক্ষমতা। আমরা জানি কমিপউটারের প্রোগ্রাম হল কতক গুলো নির্দেশনা বা ইন্সট্রাকশন এর সমষ্টি। প্রোগ্রামগুলো যতক্ষণ ধরে চলে তার অধিকাংশ সময়ই ব্যয় হয় বিশেষ কতগুলো ইন্সট্রাকশন কে সমপাদন করার জন্য। এই ইন্সট্রাকশন গুলো বিভিন্ন ধরনের লুপ হতে পারে বা হতে পারে কিছু ছোট প্রোসিডিওর বা ফাংশন , যারা একে অপরকে সম্পাদন করছে বার বার । এই ইন্সট্রাকশন গুলো সাধারণত মেমরিতে পাশাপাশি অবস্থান করে। প্রোগ্রাম-এর এই ধর্মকে বলা হয় লোকালিটি অব রেফারেন্স। এখন মাইক্রোপ্রসেসর যখন কোন বিশেষ ইন্সট্রাকশনের উপর কাজ করছে তখন যদি আমরা ঐ ইন্সট্রাকশন এবং তার সাথে সমপর্ক যুক্ত অন্যান্য তথ্যকে ক্যাশ-এ এনে রেখে দেই তা হলে মাইক্রোপ্রসেসর বার বার ক্যাশ থেকেই তা পড়তে পারবে, দুরের কম গতি সমপন্ন মেইন মেমরি থেকে পড়তে হবে না। এতে করে অল্প সময়ে অনেক কাজ করা সম্ভব হবে। এখন ধরা যাক ক্যাশ মেমরি তথ্য দ্বারা পরিপুর্ণ এবং এই অবস্থায় মাইক্রোপ্রসেসর এমন কিছু তথ্য চাইল যা ক্যাশ-এ নাই। সেক্ষেত্রে মেইন মেমরি থেকে তা পড়ে মাইক্রোপ্রসেসরকে সাপ্লাই দিতে হবে এবং আগের মত এই তথ্য এবং তার আশে পাশের কিছু তথ্য (ডাটা বার ইন্সট্রাকশন) এনে ক্যাশ-এ রাখবে এই আশাতে যে মাইক্রোপ্রসেসর একটু পরেই আবার এখান থেকে তথ্য চাইবে। প্রশ্ন হলো পরিপুর্ণ ক্যাশ-এর কোন তথ্য টুকু মুছে ফেলে আমরা নতুন তথ্য রাখবো। এক্ষেত্রে বেশ কিছু কৌশল ব্যবহার করা হয়। আমরা লক্ষ্য করবো ক্যাশ-এ অবস্থিত তথ্য-এর কোন অংশটুকু সবচেয়ে বেশি সময় ধরে ব্যবহার করা হচেছ না। যে অংশটুকু সবচেয়ে বেশি সময় অব্যবহৃত আছে তাকে আমরা বাদ দেব বা মুছে ফেলব (অবশ্যই প্রধান মেমরিতে একটা কপি রাখতে হবে)। এই পদ্ধতিকে বলা হয় এলআরইউ (LRU= Least Recently Used replacement algorithm)|

বর্তমানে যত নতুন নতুন মাইক্রোপ্রসেসর তৈরি হচেছ সেগুলোতে বেশি বেশি করে ইন্টারন্যাল ক্যাশ ব্যবহার করা হচেছ তাদের পারফরমেন্স বৃদ্ধির জন্য। অনেক মাইক্রোপ্রসেসরে আবার ইন্সট্রাকশন এবং ডাটা এর জন্য আলাদা ক্যাশ ব্যবহার করা হচেছ। যেমন মটোরোলা -৬৮০৪০-এ ৪ কিলোবাইট করে ইন্সট্রাকশন ও ডাটা ক্যাশ রয়েছে। পাওয়ার পিসি ৬০৪ এর ইন্সট্রাকশন ডাটা ক্যাশ প্রতিটিই ১৬ কিলোবাইট। ইন্টারনাল ক্যাশ-এ তো আমরা হাত দিতে পারবো না। তবে এক্সটারনাল ক্যাশ-এর পরিমাণ বাড়িয়ে আমরা আমাদের পিসির কর্মদক্ষতা কিছুটা হলেও সাফল্যজনকভাবে বাড়াতে পারি।

     বিভিন্ন ধরনের স্ট্যাটিক র‌্যাম-

• ASRAM (Asynchronous SRAM) - ইহাই সেই সনাতন এল-২ ক্যাশ মেমোরী যার access rate (20ns,15ns,12ns) DRAM এর চেয়ে বেশী।
• SSRAM/SBSRAM (Synchronous-Burst SRAM) - এই এল-২ ক্যাশ মেমোরীর access rate তুলনামুলক কম ( 8.5 &12ns) । ইহা 60-66 MHz স্পীডযুক্ত মাদারবোর্ডে দ্রূত কাজ করে।
• PBSRAM(Pipeline Burst SRAM)- ইহাই সবচেয়ে দ্রূতগতির ক্যাশ মেমোরী (access rate 4.5 ns to 8 ns) । ইহা 75 MHz স্পীডযুক্ত মাদারবোর্ড সাপোর্ট করে।

ডাইনামিক র‌্যাম  (Dynamic RAM ) - ইনপুট ডিভাইস হতে আগত সব তথ্য রামে এসে জমা হয় এবং প্রক্রিয়াজাত হওয়ার জন্য অবস্থান করে। সিপিইউ অতি সহজে র‌্যাম থেকে তথ্য বা নির্দেশ নিয়ে ফলাফল তৈরি করে সংরক্ষণের জন্য আবার র‌্যামে পাঠায়। র‌্যামে তথ্য জমা থাকে অস্থায়ী ইলেকট্রনিক পদ্ধতিতে। এ জন্য র‌্যামে সব তথ্য থাকে অস্থায়ীভাবে। মাইক্রোপ্রসেসর সরাসরি র‌্যামের জন্য অস্থায়ী ঠিকানা থেকে তথ্য সংগ্রহ করে কাজ করে বা তথ্য প্রক্রিয়াজাত করে। এখানে সরাসরি (Random) তথ্য সংগ্রহ করার জন্য যাওয়া যায় (Access) বলে একে Random Access বলা হয়। কম্পিউটারের স্যুইচ বন্ধ করলে বা কোন কারণে বিদ্যুৎ প্রবাহ বিঘ্ন ঘটলে র‌্যামে সঞ্চিত সকল তথ্য বা প্রোগ্রাম মুছে যায়। মাদার বোর্ডে র‌্যামগুলো স্লটে ব্যাংক আকারে বসানো থাকে। বাজারে বর্তমানে সর্বোচচ ৬৪ -১২৮ মেগা-বাইট (MB-Mega Byte) মানের র‌্যাম পাওয়া যায়। প্রয়োজন হলে অতিরিক্ত র‌্যাম লাগিয়ে কম্পিউটারে অস্থায়ী মেমোরি বাড়ানো যায়। রামের ধারন ক্ষমতা বেশি হলে উন্নতর এপ্লিকেশন প্রোগ্রাম (যেমন- উইন্ডোজ এক্সপি, ফটোসপ ইত্যাদি ) নিয়ে দ্রূত কাজ করা যায়। র‌্যামের ক্ষমতা বেশি হলে কাজের গতি ও দক্ষতা বৃদ্ধি পায়। বর্তমানে উইন্ডোজ ভিত্তিক উন্নত প্রোগ্রাম চালনা করতে বেশী র‌্যাম এর প্রয়োজন হয়।

মেমোরী ষ্ট্রাকচার এবং প্যাকেজ ষ্টাইল - এক্সপানশন ডিভাইসের উপর ভিত্তি র‌্যামের ষ্ট্রাকচার বিভিন্ন রকমের হয় । নিম্নে বিভিন্ন প্যাকেজের সংক্ষিপ্ত আলোচনা করা হলো -

o        SIMM (Single In-Line Instruction Module) - ৩০ পিন বিশিষ্ট সিম প্যাকেজ ৮-বিট ডাটা ট্রান্সফার করে এবং ৪ মে:বা: র‌্যাম ধারন করতে পারে। ৭০ পিন বিশিষ্ট সিম প্যাকেজ ৩২-বিট ডাটা ট্রান্সফার কবে এবং ৩২ মে:বা: এবং তদোর্ধ র‌্যাম ধারন করতে পারে। বর্তমানে ইহার ব্যবহার নাই বললেই চলে।

o        DIMM (Double In-Line Instruction Module) - ইহা ১৬৮ (উভয় পার্শ্বে ৮৪) পিন বিশিষ্ট এবং ৩২-৬৪ বিট ডাটা ট্রান্সফার করতে পারে। ইহা ৫১২ মে:বা: এবং তদোর্ধ র‌্যাম ধারন করতে পারে। বর্তমানে ইহাই সবচেয়ে বেশী প্রচলিত র‌্যাম।

o        DIP (Dual In-Line Package) - বর্তমানে ইহার ব্যবহার খুব বেশী হয়না। তবে কোন কোন ভিডিও বোর্ডে ব্যবহার লক্ষ্য করা যায়। ইহা বড় সাইজের বলে বেশ জায়গা দখল করে।

• SIP (Single In-Line Package) -এই ধরনের আইসি আর ব্যবহার হয় না বললেই চলে । ২৮৬ এবং ৩৮৬ মডেলের কমপিউটারের সময় এর আবির্ভাব হয়।
• SOJ (Single Outline "J" Lead)- ইহাও পুরাতন (২৮৬ এবং তার পুর্বের মডেলের) পিসিতে ব্যবহার হতো।
• TSOP (Thin, Small Outline Package)- ইহা ছোট এবং পাতলা বিধায় নোটবুক এবং পিসি কার্ডে ব্যবহার করা হয়।

       বিভিন্ন ধরনের ডাইনামিক র‌্যাম (Dynamic RAM )

• FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM)- ইহা সাধারন DRAM এর মতই - আজকাল শুধু ভিডিও বোর্ডে এই র‌্যাম ব্যবহার হচ্ছে।
• EDO RAM (Extended Data Output RAM) - ইহা DRAM এর উন্নত সংস্করন। ইহা সাধারন DRAM এর চেয়ে ১৫-৩০% ভাল পারফামেন্স দেয় , তবে এজন্য EDO সাপের্টিং মাদারবোর্ড তথা চিপসেট লাগবে। ইন্টেলের Triton ছাড়াও আধুনিক অন্যান্য চিপসেট এই র‌্যাম সাপোর্ট করে।
• BEDO RAM (Burst Extended Data Output RAM) - ইহা EDO DRAM এর উন্নত ও শক্তিশালী ভার্সন । কিন্তু ইহা VIA chipset ছাড়া অন্য কোন চিপসেট সাপোর্ট করে না এবং ৬৬ মেহাহার্জ এর উপরে বাস সাপোর্ট করে না।
• SDRAM (Synchronous DRAM)- ইহা Pipeline Burst mode সাপোর্ট করে বলে ইহা দ্রূত গতিতে ডাটা ট্রান্সফার করতে পারে ( Access rate 10 ns এবং ডাটা ট্রান্সফার রেট 100MB/Sec )। তদুপরি ইহা ১০০ মেগাহার্জ বাস স্পীড সম্পন্ন মাদারবোর্ড সাপোর্ট করে। ফলে ইহা সবচেয়ে জনপ্রিয় ডি-র‌্যাম।
• CDRAM (Cached DRAM) - DRAM এবং Cache মেমোরী একই আইসিতে তৈরী বলে এল-২ ক্যাশ প্রয়োজন হয় না। ইহা EDRAM এর চেয়ে ১৫-২০% বেশী দ্রূত কাজ করে।
• VDRAM(Video DRAM) - ইহা ভিডিও মেমোরীতে সাধারন ডি-র‌্যামের চেয়ে ভাল পারফরমেন্স দেখায়। বিশেষ করে উচ্চ রিজলিউশন ( ১০২৪ 1024´ ৭৬৮ বা তার উর্দ্ধ) যুক্ত সিষ্টেমে।
• WDARM(Windows DRAM)- ইহা একটি ভিডিও ভিত্তিক মেমোরী ডিভাইস। ইহার ডাটা ট্রান্সফার রেট 640MB/Sec. ( প্রায় ৫০% বেশী) এবং দামেও সস্তা।
• Rambus DRAM : ইহা Rambus কোম্পানীর তৈরী নতুন পজম্মের বিশেষ ধরনের মেমোরী আর্কিটেকচার , যা Rambus Channel নামে পরিচিত। ইহা 500MB/Sec গতিতে ডাটা ট্রান্সফার করতে পারে । কিন্তু ইহা বর্তমানে প্রচলিত মেমোরী আর্কিটেকচার সাপোর্ট করে না বলে ইহার ব্যবহার সীমিত ।

·    DDR DRAM (ডিডিআর র‌্যাম) : আরডি র‌্যামের বিস্তর সমস্যা উপলব্ধি করে প্রসেসর নির্মাতা এএমডি এবং চিপসেট নির্মাতা কোম্পানি ভায়া বিকল্প পদ্ধতি হিসাবে এসডি র‌্যামের দ্বিতীয় প্রজন্ম ডিডিআর (ডাবল ডাটা রেট) এসডির‌্যাম তৈরী করেছে। এটি যদিও এসডির‌্যামের একটি উন্নত সংস্করণ তথাপি এটি আরডির‌্যামের প্রায় অনুরূপ ব্যান্ডউইডথ তথা ডাটা প্রবাহ প্রদান করতে সক্ষম । এসডির‌্যাম-টুতে প্রত্যেক ক্লক সাইকেলের উভয় অংশে (উত্থান ও পতন) ডাটা আদান- প্রদান সম্ভব হবে বলে এটিকে ডাবল ডাটা রেট (ডিডিআর) বলে আখ্যায়িত করা হয়েছে। বর্তমানে কোর প্রসেসরের সাথে ডিডিআর র‌্যাম অবিচ্ছেদ্য হার্ডওয়ার হিসাবে বাজার জাত করা হচ্ছে।