ما هي الرام (الذاكرة العشوائية) ولماذا تحتاج للكثير منها؟ • درويدي

عناصر المقال

يحتاج هاتفك إلى ذاكرة وصول عشوائي (الرام) ليعمل، ولكن لماذا؟ وكم يحتاج منا؟

يجب أن تكون 640 كيلو بايت من الذاكرة كافية لأي شخص. لقد سمع معظم الناس عن هذا الاقتباس (ومن الغريب أن بيل جيتس ربما لم يقله أبدًا) لأنه يستخدم كدليل على شيء واحد: المزيد من الذاكرة هو الأفضل دائمًا. ولكن ما المقدار الذي تحتاجه على هاتف اندرويد الخاص بك في عام 2022؟

يمكنك شراء Samsung Galaxy S22 Ultra بسعة تصل إلى 12 جيجابايت من ذاكرة الرام، ويمكن أن تأتي أفضل هواتف اندرويد بأكثر من ذلك. وهذا يساوي تقريبًا عدد أجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب وحوالي 6 جيجابايت أكثر من العديد من الهواتف الأخرى. هذا يجعل الكثير من الأشخاص يسألون لماذا تحتاج إلى 12 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي، وهل هذا يعني أن هاتفي يحتاج إلى المزيد؟

رؤية 6 جيجابايت أو أكثر من ذاكرة الرام داخل الهاتف، حتى الهاتف ذي الميزانية المحدودة، أمر شائع إلى حد ما. دعنا نتحدث عن ماهية ذاكرة الوصول العشوائي، وكيف يستخدم هاتفك ذاكرة الوصول العشوائي، ولماذا يمتلك الهاتف الكثير منها أكثر مما هو “ضروري”.

ما هي الرام

الرام (ذاكرة الوصول العشوائي) هي تخزين رقمي قصير المدى. تستخدم أجهزة الكمبيوتر (ونعم، هاتفك كمبيوتر) ذاكرة الرام في الغالب للاحتفاظ بالبيانات التي تستخدمها التطبيقات النشطة – إلى جانب وحدة المعالجة المركزية ونواة نظام التشغيل – لأن ذاكرة الوصول العشوائي سريعة جدًا عندما يتعلق الأمر بالقراءة والكتابة. حتى أسرع من محرك أقراص ثابت أو وحدة تخزين فلاش عندما تحتاج إلى قراءة أو كتابة شيء ما “في الوقت الحالي”، وبينما تحتوي وحدة المعالجة المركزية داخل هاتفك على ذاكرة تخزين مؤقت خاصة بها للاحتفاظ بالبيانات المستخدمة في العمليات الحسابية، فلا يوجد الكثير منها. حتى ذاكرة التخزين المؤقت لمعالج Snapdragon الأخير كافية فقط للاحتفاظ بما يتم استخدامه الآن، لذلك تحتاج إلى مكان ما للاحتفاظ بما يتم استخدامه بعد ذلك.

تعمل نواة نظام التشغيل كشرطي مرور لكل ما يحدث عندما يتعلق الأمر باستخدام أجهزة هاتفك. عندما تريد لعبة أو أي تطبيق رسم شاشة جديدة، تنتقل البيانات التي تم إنشاؤها لاستخدامها إلى ذاكرة الوصول العشوائي حيث يمكن لنظام التشغيل تحليلها، والسماح لوحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات بإجراء أي معالجة مطلوبة، ثم إرسالها إلى الشاشة، لذلك يمكن رسم نقاط اللون الصحيحة في الأماكن الصحيحة.

يبدو كل شيء معقدًا، وهو كذلك، ولكن كل ما تحتاج إلى فهمه هو ثلاثة أشياء أساسية: ذاكرة الرام هي مكان للاحتفاظ بالبيانات لفترة قصيرة، ويمكن قراءة البيانات الموضوعة هناك أو كتابتها بسرعة كبيرة، ويتم مسح البيانات الموجودة في ذاكرة الوصول العشوائي عند تقوم بإغلاق هاتفك. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام جزء من ذاكرة الوصول العشوائي في هاتفك بمجرد إعادة تشغيله، ولا يمكن لأي تطبيقات أو حتى نظام التشغيل استخدام هذا الجزء. هذا ينطبق على أي جهاز كمبيوتر تقريبًا؛ لديهم (تقريبًا) ذاكرة وصول عشوائي (الرام)، ويستخدمونها بنفس الطريقة.

كيف يستخدم هاتفك الرام

تُستخدم ذاكرة الوصول العشوائي في هاتفك في الغالب كمكان لتشغيل التطبيقات لتخزين بياناتها. بعبارات أبسط، هذا يعني أن المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي يمكن أن تسمح بتشغيل المزيد من التطبيقات في الخلفية دون إبطاء هاتفك. لكن مثل معظم الأشياء، الأمر ليس بهذه البساطة حقًا. ذاكرة الوصول العشوائي في هاتفك قيد الاستخدام قبل تشغيل اندرويد.

لن نتحدث هنا عن إدارة خيالية ذات مستوى منخفض أو أشياء مثل compcache أو أقسام المبادلة هنا، ولكن هذه هي الطريقة التي يستخدم بها هاتفك ذاكرة الوصول العشوائي الموجودة بداخله. إذا كنت تريد مناقشة استخدام التخزين كذاكرة وصول عشوائي، فمن المحتمل أنك تعرف هذه الأشياء بالفعل على أي حال.

مساحة النواة: يعمل هاتف اندرويد الخاص بك فوق نواة لينكس. يتم تخزين النواة في نوع خاص من الملفات المضغوطة المستخرجة مباشرة في ذاكرة الوصول العشوائي أثناء تسلسل تشغيل الجهاز. تحتوي هذه الذاكرة المحجوزة على kernel و driver و kernel modules التي تتحكم في الأجهزة وغرفة تخزين البيانات مؤقتًا داخل وخارج kernel.
RAMdisk للملفات الظاهرية: بعض المجلدات والملفات الموجودة في شجرة النظام ليست “حقيقية”. إنها ملفات زائفة مكتوبة عند التمهيد وتحتوي على أشياء مثل مستويات البطارية وبيانات سرعة وحدة المعالجة المركزية. مع اندرويد، يعد دليل /proc بالكامل أحد أنظمة الملفات الزائفة هذه. ذاكرة الوصول العشوائي محجوزة، لذلك لديهم مكان للعيش فيه.
راديو الشبكة: يتم تخزين البيانات حول IMEI وإعدادات الراديو في NVRAM (ذاكرة غير متطايرة لا يتم مسحها عند إيقاف تشغيل هاتفك)، ولكن يتم نقلها إلى ذاكرة الوصول العشوائي جنبًا إلى جنب مع البرنامج المطلوب لدعم المودم عند تشغيلك لأول مرة هاتف. المساحة محجوزة للاحتفاظ بكل هذا في الذاكرة.
وحدة معالجة الرسومات (GPU): يحتاج محول الرسومات في هاتفك إلى ذاكرة للعمل. هذا يسمى VRAM، وتستخدم هواتفنا وحدات معالجة الرسومات المدمجة التي لا تحتوي على VRAM قائمة بذاتها. ذاكرة الوصول العشوائي للنظام محجوزة لهذا الغرض.

بمجرد الانتهاء من ذلك، وتشغيل هاتفك، فإن ما تبقى هو ذاكرة الوصول العشوائي المتاحة التي يحتاجها هاتفك لتشغيل التطبيقات وتشغيلها. جزء من هذا مخصص أيضًا للأشياء التي يجب أن تحدث بسرعة (وظائف نظام التشغيل منخفضة المستوى والتنظيف الداخلي)، لكنها محفوظة بطريقة مختلفة. هذه هي الإعدادات المستندة إلى البرامج، الأشخاص الذين كتبوا نظام التشغيل وقاموا ببناء النواة لمجموعة هاتفك، وهي تحافظ على حد أدنى معين من ذاكرة الرام خالية بحيث يمكن القيام بهذه الوظائف منخفضة المستوى حسب الحاجة دون الحاجة إلى انتظار تطبيق ما حرر أي ذاكرة.

كل هذا هو السبب في أن قائمة ذاكرة الرام المتوفرة في الإعدادات لا تتطابق مع الحجم الإجمالي لذاكرة الوصول العشوائي المثبتة داخل هاتفك. السعة الكاملة موجودة بالفعل بالداخل، ولكن يتم حجز جزء منها (عادةً حوالي 1 جيجابايت أو نحو ذلك). تطبيقاتك تتقاتل على الباقي.

قد يهمك: كيفية تثبيت ذاكرة الوصول العشوائي (RAM): ليس هناك ما هو أبسط من ذلك

ذاكرة الوصول العشوائي غير المستخدمة

ربما سمعت هذا القول عن اندرويد وإدارة الذاكرة. إنه أمر متعلق بنظام لينكس، ونظام اندرويد هو نظام تشغيل قائم على Linux kernel تمامًا مثل Ubuntu. هذا يعني أن اندرويد قد تم تصميمه لتعبئة ذاكرة الوصول العشوائي المليئة بالتطبيقات والبيانات المرتبطة بها بأسرع ما يمكن وإبقائها ممتلئة، تاركًا الحد الأدنى المُتاح الذي تحدثنا عنه أعلاه مفتوحًا لمهام التنظيف الداخلي.

يختلف هذا عن طريقة عمل ويندوز، على الرغم من أنه قريب جدًا إذا كنت تستخدم جهاز ماك. يحافظ ويندوز على ذاكرة الرام مفتوحة ومجانية لأي تطبيق يحتاجها. بينما يحتفظ لينكس بالتطبيق في الذاكرة حتى تكون الذاكرة مطلوبة في مكان آخر. ويتم تحديد ذلك أيضًا من خلال الحد الأدنى من الإعدادات المجانية للشركة التي قامت ببناء مجموعة هاتفك. تُمنح التطبيقات وعملياتها الأولوية بناءً على ما تفعله، وكيف تفعل ذلك، ومتى كانت آخر مرة ظهرت فيها على الشاشة. عندما تريد فتح تطبيق جديد، يتم إغلاق التطبيقات ذات الأولويات الأقل، وبالتالي فإن التطبيق الجديد يحتوي على ذاكرة الوصول العشوائي التي يحتاجها.

أثناء استخدام هاتفك، ستستخدم العديد من نفس التطبيقات أكثر من غيرها. تميل هذه التطبيقات إلى البقاء في ذاكرة الوصول العشوائي وتشغيلها، لذا فهي متاحة على الفور. إن امتلاك ذاكرة الوصول العشوائي هذه مجانًا بدلاً من وجود التطبيق (التطبيقات) الموجودة بالفعل في ذاكرة الوصول العشوائي يعني أن التطبيق سيحتاج إلى إعادة تشغيل العمليات التي تسمح لك بالتفاعل معها، وهذا أبطأ ويستخدم طاقة بطارية أكثر من إبقائها مقيمة في ذاكرة الرام.

إنها مقولة صحيحة لهاتفك الذي يعمل بنظام اندرويد (أو iOS)، ولكن ليس جهاز الكمبيوتر الذي يعمل بنظام ويندوز. هذا صحيح نوعًا ما لجهاز كروم بوك (أيضًا نظام تشغيل قائم على Linux-kernel). كل نظام تشغيل يدير الأشياء بشكل مختلف ويدير ذاكرة الرام المتوفرة لديه بشكل مختلف أيضًا. عندما يتعلق الأمر بهاتف اندرويد، فأنت أفضل حالًا مع كل ذاكرة الوصول العشوائي المملوءة ببيانات التطبيق بدلاً من كونها متاحة. في الحالتين، هي متاحة.

ماذا يفعل لي وجود المزيد من الرام في هاتفي؟

أنت تعرف بالفعل الإجابة المختصرة لأنها أعلاه – فهي تتيح تشغيل المزيد من التطبيقات في الخلفية. لكن الجواب الطويل مثير للاهتمام حقًا.

10 جيجابايت أو 12 جيجابايت (أو 16 جيجابايت) من ذاكرة الرام كثيرة على اندرويد. يمكن للهواتف القديمة أو الهواتف ذات الميزانية المحدودة يمكنها العمل مع وجود جيجابايت أو اثنتين فقط من ذاكرة الوصول العشوائي المتوفرة نظرًا لأنه يتم تعيين الحد الأدنى من الإعدادات المتاحة مع وضع ذلك في الاعتبار. حقيقة أخرى رائعة: واجهة سامسونج أكثر كثافة في استخدام الموارد، وقد فعلت سامسونج شيئًا ذكيًا للغاية هنا، بدءًا من Galaxy S6. أجبرت المشغّل على البقاء على قيد الحياة في الذاكرة في جميع الأوقات وتسبب في تأخر الشاشة الرئيسية.

باستخدام ما يخبرنا به ذلك، يمكننا أن نرى أن الهاتف الذي يقوم بالمزيد من وراء الكواليس يحتاج إلى مزيد من ذاكرة الرام المثبتة. نظرًا لأن كل هاتف تقريبًا يأتي مع 6 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي الآن، فلا يوجد فرق حقيقي هنا، وهاتف بكسل مثلًا به ذاكرة أكبر قليلاً لتشغيل تطبيق آخر أو تطبيقين آخرين لأن واجهته لا تستخدم الكثير. ولهذا السبب أيضًا قامت سامسونج وغيرها من الشركات بتضمين طرق لقتل العمليات الجارية في الأوقات التي تحتاج فيها إلى القليل من الدعم في الأداء. إذا قمت بقتل جميع التطبيقات التي يمكنك قتلها، فستبدأ التطبيقات غير الموجودة في الذاكرة بشكل أسرع قليلاً. لكن التطبيقات التي كانت في الذاكرة لا تزال تستغرق وقتًا أطول للتحميل.

إذا أخذت الأمور خطوة إلى الأمام وقمت بأشياء مثل إعداد سطح المكتب DeX من سامسونج، فإن الحصول على المزيد من ذاكرة الرام يمكن أن يكون مفيدًا جدًا. DeX، على سبيل المثال، يمكن أن يستخدم المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي الموضوعة جانبًا قبل تشغيل الهاتف لمحول الرسومات ولكنه لا يزال بحاجة إلى جزء كبير لاستخدام نفسه حتى يمكن تشغيل التطبيقات أو العمليات الأخرى دون مقاطعة. ويمكنك أن تصبح أكثر إبداعًا إذا كنت تطور برنامجًا لهاتف به ذاكرة وصول عشوائي “إضافية”.

من الناحية المثالية، يمكن للهاتف الذي يحتوي على ذاكرة رام إضافية استخدام برنامج تشغيل للجهاز يتيح الوصول المباشر للذاكرة (DMA) لواجهة المستخدم. هذا يضع جانباً ذاكرة الرام عند التمهيد فقط للشاشة الرئيسية، والإدخال باللمس، وأي شيء آخر يجعل هاتفك أكثر استجابة بغض النظر عن أي شيء آخر يعمل أو يحدث خارج ذاكرة الوصول العشوائي المخصصة لـ DMA.

الآن قم بتوسيع هذه الفكرة إلى “وضع اللعبة” أو حل سطح المكتب أو أي طريقة خاصة أخرى يمكن استخدام هاتف اندرويد بها. لا يزال هناك ما يكفي من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للنظام للقيام بعمله بينما توجد ذاكرة الرام الإضافية هذه لتشغيل لعبة ثلاثية الأبعاد الثقيلة دون قتل جميع التطبيقات الموجودة في الخلفية.