ما هي ذاكرة الوصول العشوائي وكيف يتم استخدامها في أندرويد؟

يمكنك شراء هاتف أندرويد مع (RAM) ذاكرة وصول عشوائي 16 جيجابايت، حيث تُعتبر هذه الذاكرة تقريبًا مثل ذاكرة العديد من أجهزة الحاسب المخصصة للألعاب، وأكثر بزهاء 8 جيجابايت من معظم الهواتف.

لن تكون هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها هواتف تأتي مع الكثير من RAM، حيث تقدم فيفو و OnePlus هواتف تحوي الكثير تحت الغطاء، ورؤية 6 جيجابايت أو أكثر داخل هواتف أندرويد أصبحت شائعة إلى حد ما.

ما هي ذاكرة الوصول العشوائي؟

هي وحدة تخزين رقمية قصيرة المدى، تستخدمها الأجهزة الرقمية في الغالب للاحتفاظ بالبيانات التي تستخدمها التطبيقات النشطة، إلى جانب وحدة المعالجة المركزية ونواة نظام التشغيل، لأن ذاكرة الوصول سريعة جدًا عندما يتعلق الأمر بالقراءة والكتابة.

حتى أسرع محرك أقراص صلبة أو تخزين (فلاش) يكون بطيئًا عندما تحتاج إلى قراءة أو كتابة شيء ما (في الوقت الحالي)، بينما تحتوي وحدة المعالجة المركزية داخل هاتفك على ذاكرة تخزين مؤقت خاصة بها للاحتفاظ بالبيانات التي يتم استخدامها للحسابات، كما أن أحدث ذاكرة للتخزين المؤقت في معالج Snapdragon كافية فقط لاستيعاب ما يتم استخدامه الآن، لذلك تحتاج إلى مكان للاحتفاظ بما يتم استخدامه بعد ذلك.

تعمل نواة نظام التشغيل مثل شرطي المرور عندما يتعلق الأمر باستخدام أجهزة الهاتف، فعندما تفتح لعبة أو أي تطبيق فإن البيانات التي تم إنشاؤها تذهب إلى ذاكرة الوصول RAM، حيث يمكن لنظام التشغيل تحليلها، والسماح لوحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات بالقيام بأي معالجة مطلوبة، ثم إرسالها إلى الشاشة.

يبدو كل شيء معقدًا في هذه العمليات، ولكن كل ما تحتاج إلى فهمه هو ثلاثة أشياء أساسية: 

ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي مكان للاحتفاظ بالبيانات لفترة زمنية قصيرة. 

يمكن قراءة البيانات الموضوعة هناك أو كتابتها بسرعة كبيرة. 

البيانات في ذاكرة الوصول (RAM) تمحى عند إغلاق هاتفك. 

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام جزء من ذاكرة الوصول في هاتفك بمجرد إعادة تشغيله، وعدم وجود تطبيقات أو حتى نظام تشغيل قادر على استخدام هذا الجزء، وهذا ينطبق على أي جهاز حاسب تقريبًا، فجميع الأجهزة لديها ذاكرة وصول عشوائي ويتم استخدامها بالطريقة نفسها.

كيف يستخدم هاتفك ذاكرة الوصول العشوائي الخاصة به؟

تستخدم ذاكرة الوصول (RAM) في هاتفك في الغالب كمكان للتطبيقات التي تعمل على تخزين بياناتها، هذا يعني أن المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي يمكن أن تسمح بتشغيل المزيد من التطبيقات في الخلفية دون إبطاء هاتفك، ولكن مثل معظم الأشياء ليس الأمر بهذه البساطة؛ لأن (RAM) في هاتفك قيد الاستخدام قبل تشغيله.

إذًا كيف يستخدم هاتفك هذه الذاكرة؟

مساحة النواة: يعمل هاتف أندرويد على قمة نواة Linux، حيث يتم تخزين النواة في نوع خاص من الملفات المضغوطة التي يتم استخراجها مباشرة في ذاكرة الوصول العشوائي أثناء تسلسل تشغيل الجهاز، وتحتوي هذه الذاكرة المحجوزة على وحدات kernel وبرامج التشغيل، كما أن وحدات kernel هي التي تتحكم بالأجهزة لتخزين البيانات.

قرص مضغوط للملفات الظاهرية: توجد بعض المجلدات والملفات في شجرة النظام غير حقيقية، وهي ملفات زائفة مكتوبة عند التمهيد، وتحمل أشياء مثل مستويات البطارية وبيانات سرعة وحدة المعالجة المركزية، مع أندرويد يُعد الدليل الكامل (proc) أحد أنظمة الملفات الزائفة هذه. فذاكرة الوصول محجوزة، لذلك لديهم مكان للعيش فيه.

أجهزة راديو الشبكة: يتم تخزين البيانات حول IMEI وإعدادات الراديو في NVRAM، وهي ذاكرة غير متطايرة لا يتم مسحها عند إيقاف تشغيل الهاتف، ولكن يتم نقلها إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، مع البرنامج اللازم لدعم المودم عند تشغيلك للهاتف أول مرة، فالمساحة المخصصة للاحتفاظ بهذا كله في الذاكرة.

GPU: يحتاج محول الرسومات في هاتفك إلى ذاكرة للعمل، وهذا ما يسمى VRAM، حيث تستخدم هواتفنا وحدات معالجة رسومات مدمجة لا تحتوي على VRAM مستقل، لكن ذاكرة الوصول العشوائي للنظام محجوزة لهذا.

بمجرد الانتهاء من ذلك وتشغيل هاتفك يعتبر ما تبقى هو ذاكرة الوصول (RAM) المتاحة التي يحتاجها هاتفك لتشغيل التطبيقات، جزء من الذاكرة محجوز أيضًا للأشياء التي يجب أن تحدث بسرعة، كوظائف نظام التشغيل ذات المستوى المنخفض والتدبير المنزلي، ولكنه محجوز بطريقة مختلفة.

كل هذا هو السبب في أن ذاكرة (RAM) المتاحة في إعدادات الهاتف ليست هي الكمية الإجمالية نفسها من RAM المثبتة داخل هاتفك، القيمة الإجمالية للذاكرة موجودة بالفعل، ولكن جزءًا منها، قرابة 1 جيجابايت أو نحو ذلك، محجوز.

ذاكرة الوصول العشوائي غير المستخدمة تضيّع ذاكرة الوصول العشوائي:

ربما سمعت أن ذاكرة الوصول العشوائي غير المستخدمة تضيّع ذاكرة الوصول العشوائي، هذا القول عن أندرويد وإدارة الذاكرة، وهو شيء من Linux، وأندرويد هو نظام تشغيل يستند إلى نواة Linux تمامًا مثل Ubuntu، ما يعنيه ذلك هو أن أندرويد تم تصميمه لملء ذاكرة الوصول العشوائي المليئة بالتطبيقات والبيانات المرتبطة بها في أسرع وقت ممكن، والحفاظ عليها ممتلئة تاركًا فقط الحد الأدنى الذي تحدثنا عنه في الأعلى مفتوحًا.

هذا الأمر يختلف عن طريقة عمل ويندوز، على الرغم من أنه إذا كنت تستخدم جهاز ماك فهو قريب جدًا، إلا أن ويندوز يحافظ على ذاكرة الوصول العشوائي مفتوحة ومجانية للتطبيق الذي يحتاجها، بينما يحتفظ Linux بتطبيق في الذاكرة حتى الحاجة إلى الذاكرة في مكان آخر، كما قد يتم إقرار ذلك أيضًا من خلال الحد الأدنى للإعدادات المجانية للشركة التي صنعت مجموعة هاتفك، حيث يتم إعطاء التطبيقات وعملياتها أولوية بناءً على ما تفعله، وكيف تفعل ذلك ومتى كانت في المرة الأخيرة على الشاشة، وعندما ترغب في فتح تطبيق جديد يتم إغلاق التطبيقات ذات الأولويات الأقل؛ لذا يحصل التطبيق الجديد على ذاكرة الوصول العشوائي التي يحتاجها.

أثناء استخدام هاتفك ستميل بعض التطبيقات إلى البقاء في ذاكرة الوصول العشوائي، لكن لا يحدث ذلك لجميع التطبيقات، هذا يعني أنه ستحتاج التطبيقات لإعادة تشغيل العمليات التي تسمح لك بالتفاعل معها، وهذا أبطأ، ويستخدم طاقة بطارية أكبر من الاحتفاظ بها في ذاكرة الوصول العشوائي.

لذلك؛ مقولة: ذاكرة الوصول العشوائي غير المستخدمة تضيّع ذاكرة الوصول العشوائي، هي مقولة حقيقية لهاتف أندرويد أو iOS، ولكن ليس جهاز حاسب يعمل بنظام ويندوز أو Chromebook، أيضًا نظام التشغيل الذي يستند إلى Linux kernel، لأنها تدير ذاكرة الوصول العشوائي بشكل مختلف.

ماذا يفعل المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي داخل هاتفك؟

الجواب القصير معروف للجميع، حيث تسمح الذاكرة الكبيرة بتشغيل المزيد من التطبيقات في الخلفية، لكن الجواب الطويل مثير حقًا.

10 أو 12 أو 16 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي هي مبالغة في هاتف أندرويد النموذجي، حيث يمكن لهواتف تعمل بنظام Android One أو Android Go أن تعمل مع ذاكرة وصول عشوائي بحجم 1.5 إلى 2 جيجابايت بعد تشغيل الهاتف. 

كما يمكننا أن نرى أن الهاتف الذي يعمل أكثر من وراء الكواليس يحتاج إلى المزيد من (RAM) المثبتة، ونظرًا لأن كل هاتف تقريبًا يأتي مع 6 جيجابايت من (RAM) الآن، فلا يوجد فرق حقيقي هنا، ويشتمل هاتف Pixel على ذاكرة أكبر قليلاً للحصول على تطبيق آخر أو اثنين قيد التشغيل؛ لأنه لا يستخدم الواجهة كثيرًا، لهذا السبب أيضًا قامت سامسونج و LG و HTC وغيرها بتضمين طرق لقتل العمليات الجارية للأوقات التي تحتاج فيها إلى زيادة طفيفة في الأداء، فإذا قتلت كل التطبيقات في الذاكرة، فستبدأ التطبيقات التي لم تكن موجودة بالفعل في الذاكرة بشكل أسرع قليلاً.

يمكن للهاتف المزود بذاكرة وصول عشوائي فعلية إضافية من الناحية المثالية أن يستخدم برنامج تشغيل الجهاز الذي يمكّن DMA (الوصول المباشر للذاكرة) لواجهة المستخدم، حيث يعمل هذا على تخصيص ذاكرة الوصول عند التمهيد للشاشة الرئيسية فقط، وإدخال اللمس وأي شيء آخر يجعل هاتفك متجاوبًا تمامًا، بغض النظر عن أي شيء آخر قيد التشغيل، أو يحدث خارج ذاكرة الوصول العشوائي المخصصة في DMA.