الفرق بين ذاكرة الوصول العشوائي RAM وذاكرة المحتوى القابلة للعنونة CAM

تُستخدم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لتخزين برامج الكمبيوتر والبيانات التي تحتاج لها وحدة المعالجة المركزية في الوقت الفعلي، تعتبر بيانات ذاكرة الوصول العشوائي متطايرة ويتم مسحها بمجرد إيقاف تشغيل الكمبيوتر، يتم استخدام ذاكرة الوصول العشوائي (CAM) أو الذاكرة القابلة للعنونة (Content Addressable Memory) أو الذاكرة الترابطية (Associative memory)، لتخزين كلمات البيانات وتبحث (CAM) في ذاكرتها عن كلمة مقدمة وتعيد قائمة العناوين التي توجد بها كلمة البيانات.

تعريف ذاكرة الوصول العشوائي RAM

تستخدم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، اختصار ل (Random Access Memory)، للقراءة والكتابة، إنّها جزء من الذاكرة الأساسية وتستخدم لتخزين التطبيقات “البرامج” قيد التشغيل وبيانات البرنامج لأداء العملية، تتكون بشكل أساسي من نوعين: ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية أو (DRAM)، اختصار ل (Dynamic RAM)، وذاكرة الوصول العشوائي الثابتة أو (SRAM)، اختصار ل (Static RAM).

تعريف ذاكرة المحتوى القابلة للعنونة CAM

تُعرف الذاكرة القابلة للعنونة للمحتوى (CAM)، (Content Addressable Memory)، أيضًا باسم الذاكرة الترابطية (Associative Memory)، حيث تزود المستخدم كلمة البيانات وتبحث الذاكرة الترابطية في ذاكرتها بالكامل وإذا تمّ العثور على كلمة البيانات (data word)، فإنّها تُرجع قائمة العناوين التي توجد بها كلمة البيانات هذه.

الذاكرة القابلة للعنونة للمحتوى (CAM)، هي بنية شريحة سليكونية مُصممة خصيصًا لنوع سريع للغاية ولكنّه محدد جدًا لعمليات البحث عن الذاكرة، عمليات البحث التي تستخدم (CAM) تشبه من الناحية التوضيحية منطق المصفوفة الترابطي في هياكل البيانات ولكن الإخراج مبسط للغاية، عندما يتم تمرير المفتاح إلى نظام فرعي لـ (CAM)، فإنّها تقوم بإرجاع القيمة المرتبطة بهذا المفتاح.

ونتيجةً لذلك، يتم إنشاء زوج “مفتاح -> قيمة” يمكن الرجوع إليه، الميزة الأكثر أهمية هي أنّه يمكن إجراء البحث عن إدخال في (CAM) في دورة ساعة واحدة (single clock cycle) في السيليكون، قارن ذلك بوحدة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التي تتطلب دورات ساعة متعددة (multiple clock cycles) لإحضار ذاكرة واحدة.

الذاكرة CAM هي ذاكرة Static RAM

تتكون خلية (CAM) في الشريحة فعليًا من خليتي (SRAM)، تتطلب (SRAM) بوابات سيليكون واسعة النطاق للتنفيذ والتي تتطلب الكثير من الطاقة لكل بوابة للتبديل السريع، في الشريحة، يولد استهلاك الطاقة حرارة ويؤدي إلى حدود التبديد الحراري من خلال المساحة المحدودة للشريحة، هذا عامل رئيسي في القيد المادي على حجم (TCAM) اليوم.

الفرق بين ذاكرة الوصول العشوائي RAM وذاكرة المحتوى القابلة للعنونة CAM

تقوم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بإجراء عمليات بحث باستخدام عنوان ذاكرة والتي تقوم بعد ذلك بإرجاع البيانات من العنوان، عمليات البحث في الذاكرة (CAM) تفعل العكس، تقوم إحدى الوظائف باستدعاء (CAM) عن طريق تمرير مفتاح يتكون من بنية كلمات البيانات ويقوم بحث (CAM) بإرجاع عناوين الذاكرة، تميز الذاكرة (CAM) نفسها أيضًا عن الأنواع المختلفة من الذاكرة من حيث أنّه يمكنها إجراء عمليات بحث عن الذاكرة في دورة ساعة واحدة، هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا لاستيعاب (ASICs) للبحث عن الأجهزة.

معالجة الحزم (Packet processing) في التوجيه وتبديل الأجهزة القائمة على السيليكون في (L2) و(L3 CAM).

غير ممكن ذلك في (DRAM)، تذكر أنّ استخدام (DRAM) في الشبكات هو ببساطة بطيء جدًا لإجراء بحث، عادةً ما تستغرق عمليات البحث عن ذاكرة (DRAM) دورات متعددة على مدار الساعة من وحدة المعالجة المركزية إلى بيانات الساعة الواردة والصادرة عبر ناقل الإدخال / الإخراج “وتعمل بسرعات أقل بكثير على مدار الساعة”، هناك بعض البدائل لتنفيذ الأجهزة باستخدام الوظائف المستندة إلى التجزئة ولكن لا يبدو أنّ هذه البدائل قد تمّ وضعها بعد.

جدول الفرق بين RAM وCAM على أساس خصائصهم