داده‌های تمامی تصاویر اینستاگرامی که پست می‌کنید، لازم است جایی ذخیره شوند و افزایش اطلاعات دیجیتالی که همه‌ی ما در حال تولید آن هستیم به این معنا است که به افزایش حافظه برای ذخیره‌ی آن‌ها نیز نیاز داریم. به‌تازگی دانشمندان یک نمونه‌ی کاری از نوعی حافظه را که با عنوان «حافظه‌ی جهانی» (Universal Memory) شناخته می‌شود، ارائه داده‌اند؛ نوع جدیدی از سلول حافظه‌ی الکترونیکی که عناصر مثبت فناوری‌های حافظه‌ی موجود را با هم ترکیب می‌کند و در همین حین بسیاری از نقاط ضعف را به حداقل می‌رساند.

مبانی حافظه های RAM 

حافظه  RAM ، یک تراشه مدار مجتمع (IC)  است که از میلیون ها ترانزیستور و خازن تشکیل می گردد .در اغلب حافظه ها  با استفاده و بکارگیری یک خازن و یک ترانزیستور می توان یک سلول  را ایجاد کرد. سلول فوق قادر به نگهداری یک بیت داده می باشد. خازن اطلاعات مربوط به بیت را که یک و یا صفر است ، در خود نگهداری خواهد کرد.

عملکرد ترانزیستور مشابه یک سوییچ بوده که امکان کنترل مدارات موجود  بر روی تراشه حافظه را بمنظور خواندن مقدار ذخیره شده در خازن و یا تغییر وضعیت مربوط به آن ، فراهم می نماید.خازن مشابه یک ظرف ( سطل)  بوده که قادر به نگهداری الکترون ها است . بمنظور ذخیره سازی مقدار" یک"  در حافظه، ظرف فوق می بایست از الکترونها پر گردد. برای ذخیره سازی مقدار صفر، می بایست ظرف فوق خالی گردد.مسئله مهم در رابطه با خازن، نشت اطلاعات است ( وجود سوراخ در ظرف ) بدین ترتیب پس از گذشت چندین میلی ثانیه یک ظرف مملو از الکترون تخلیه می گردد.

بنابراین بمنظور اینکه حافظه بصورت پویا اطلاعات  خود را نگهداری نماید ، می بایست پردازنده و یا " کنترل کننده حافظه " قبل از تخلیه شدن خازن، مکلف به شارژ مجدد آن بمنظور نگهداری مقدار "یک" باشند.بدین منظور کنترل کننده حافظه اطلاعات حافظه را خوانده و مجددا" اطلاعات را بازنویسی می نماید.عملیات فوق (Refresh)، هزاران مرتبه در یک ثانیه تکرار خواهد شد.علت نامگذاری DRAM بدین دلیل است که این نوع حافظه ها مجبور به بازخوانی اطلاعات بصورت پویا خواهند بود. فرآیند تکراری " بازخوانی / بازنویسی اطلاعات" در این نوع حافظه ها باعث می شود که زمان تلف و سرعت حافظه کند گردد.

سلول های حافظه  بر روی یک تراشه  سیلیکون و بصورت آرائه ای مشتمل از ستون ها ( خطوط بیت ) و سطرها ( خطوط کلمات) تشکیل می گردند. نقطه تلاقی یک سطر و ستون بیانگر آدرس سلول حافظه است .
حافظه های DRAM با ارسال یک شارژ به ستون مورد نظر باعث فعال شدن ترانزیستور در هر بیت ستون، خواهند شد.در زمان نوشتن خطوط سطر شامل وضعیتی خواهند شد که خازن می بایست به آن وضغیت تبدیل گردد. در زمان خواندن Sense-amplifier ، سطح شارژ موجود در خازن را اندازه گیری می نماید. در صورتیکه سطح فوق بیش از پنجاه درصد باشد مقدار "یک" خوانده شده و در غیراینصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عملیات فوق بسیار کوتاه بوده و بر حسب نانوثانیه ( یک میلیاردم ثانیه ) اندازه گیری می گردد.  تراشه حافظه ای که دارای سرعت 70 نانوثانیه است ، 70 نانو ثانیه طول خواهد به منظور تا عملیات خواندن و بازنویسی هر سلول را انجام دهد.
سلول های حافظه در صورتیکه از روش هائی بمنظور اخذ اطلاعات موجود در  سلول ها استفاده ننمایند، بتنهائی فاقد ارزش خواهند بود. بنابراین لازم است  سلول های حافظه دارای یک زیرساخت کامل حمایتی از مدارات خاص دیگر  باشند.مدارات فوق عملیات زیر را انجام خواهند داد :

مشخص نمودن هر سطر و ستون (انتخاب آدرس سطر و انتخاب آدرس ستون )

نگهداری وضعیت بازخوانی و باز نویسی داده ها ( شمارنده )

خواندن و برگرداندن سیگنال از یک سلول ( Sense amplifier)

اعلام خبر به یک سلول که می بایست شارژ گردد و یا ضرورتی به شارژ وجود ندارد ( Write enable)

سایر عملیات مربوط به "کنترل کننده حافظه" شامل مواردی نظیر : مشخص نمودن نوع سرعت ، میزان حافظه و بررسی خطاء است . 
حافظه های SRAM دارای یک تکنولوژی کاملا" متفاوت می باشند. در این نوع از حافظه ها از فلیپ فلاپ برای ذخیره سازی هر بیت حافظه استفاده می گردد. یک فلیپ فلاپ برای یک سلول حافظه، از چهار تا شش ترانزیستور استفاده می کند . حافظه های SRAM نیازمند بازخوانی / بازنویسی اطلاعات نخواهند بود، بنابراین سرعت این نوع از حافظه ها بمراتب از حافظه های DRAM بیشتر است .

با توجه به اینکه حافظه های SRAM از بخش های متعددی  تشکیل می گردد، فضای استفاده شده آنها بر روی یک تراشه بمراتب بیشتر از یک سلول حافظه از نوع DRAM خواهد بود. در چنین مواردی  میزان حافظه بر روی یک تراشه کاهش پیدا کرده و همین امر می تواند باعث افزایش قیمت این نوع از حافظه ها گردد. بنابراین حافظه های SRAM سریع و گران و حافظه های DRAM ارزان و کند می باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه های SRAM  بمنظور افزایش سرعت پردازنده ( استفاده از Cache) و  از حافظه های DRAM برای فضای حافظه RAM در کامپیوتر استفاده می گردد.

انواح حافظه RAM

Static random access memory)SRAM) . این نوع حافظه ها از چندین ترانزیستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده می نمایند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. این نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.

Dynamic random access memory)DRAM) . در این نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از یک زوج ترانزیستورو خازن استفاده می گردد .

Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAM) . شکل اولیه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای فوق تا زمان تکمیل فرآیند استقرار یک بیت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بایست منتظر  و در ادامه بیت خوانده خواهد شد.( قبل از اینکه عملیات مربوط به بیت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابایت در هر ثانیه است .

Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAM) . این نوع حافظه ها  در انتظار تکمیل و اتمام پردازش های لازم برای اولین بیت  نشده و عملیات مورد نظر خود را در رابطه با بیت بعد بلافاصله  آغاز خواهند کرد.  پس از اینکه آدرس اولین بیت مشخص گردید EDO DRAM  عملیات مربوط به جستجو برای بیت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عملیات فوق پنج برابر سریعتر نسبت به حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به  L2 cache معادل 176 مگابایت در هر ثانیه است .

Synchronous dynamic random access memory)SDRM)  از ویژگی "حالت پیوسته " بمنظور افزایش و بهبود کارائی استفاده می نماید .بدین منظور زمانیکه  سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بین ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامین داده ،آن را خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپیوترها استفاده می گردد.حداکثر سرعت ارسال  داده به L2 cache معادل 528 مگابایت در ثانیه است .

Rambus dynamic random access memory )RDRAM) یک رویکرد کاملا" جدید نسبت به  معماری قبلی DRAM است. این نوع حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پیکربندی مشابه یک DIMM استاندارد است. وجه تمایز این نوع حافظه ها استفاده  از یک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت 800 مگاهرتز دست پیدا نمایند.

Credit card memory یک نمونه کاملا" اختصاصی از تولیدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دریک نوع خاص اسلات ، در  کامپیوترهای noteBook استفاده می گردد .

PCMCIA memory card .نوع دیگر از حافظه  شامل ماژول های DRAM بوده که در notebook استفاده می شود.

FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفیت کم  برای استفاده در دستگاههائی نظیر تلویزیون، VCR بوده و از آن به منظور  نگهداری اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه  استفاده می گردد. زمانیکه این نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان  به میزان اندکی برق مصرف خواهند کرد. در کامپیوتر نیز از این نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظیمات هارد دیسک و ... استفاده می گردد.

VideoRam)VRAM) یک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظیر : آداپتورهای ویدئو و یا شتا ب دهندگان سه بعدی استفاده می شود. به این نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نیز گفته می شود.علت نامگذاری فوق بدین دلیل است که  این نوع از حافظه ها  دارای امکان دستیابی به اطلاعات،  بصورت تصادفی و سریال می باشند . VRAM بر روی کارت گرافیک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. میزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظیر : " وضوح تصویر " و " وضعیت  رنگ ها " بستگی دارد.

 بزرگترین حافظه جهانی

 به‌تازگی دانشمندان یک نمونه‌ی کاری از نوعی حافظه را که با عنوان «حافظه‌ی جهانی» (Universal Memory) شناخته می‌شود، ارائه داده‌اند؛ نوع جدیدی از سلول حافظه‌ی الکترونیکی که عناصر مثبت فناوری‌های حافظه‌ی موجود را با هم ترکیب می‌کند و در همین حین بسیاری از نقاط ضعف را به حداقل می‌رساند.

سلول‌های حافظه‌ی معرفی‌شده براساس رویکرد مکانیک کوانتوم توسعه پبدا کرده که وقتی الکترون‌ها در اطراف آن تونل می‌زنند، بازده انرژی آن افزایش می‌یابد. مانوس هین از دانشگاه لنکستر در بریتانیا می‌گوید:
به‌طور کلی، ایجاد یک حافظه‌ی جهانی که اطلاعات را به‌صورت محکمی ذخیره کند و نیز به آسانی قابل تغییر باشد، غیرممکن تلقی می‌شد، اما این دستگاه ویژگی‌های مخالفی را از خود نشان داده است.

به‌طور کلی، کامپیوترها، تلفن‌ها و مراکز داده‌ها از دو نوع حافظه استفاده می‌کنند. RAM (حافظه با دسترسی تصادفی) که تمام فایل‌ها و اپلیکیشن‌های باز شما را در حافظه حفظ می‌کند. این نوع حافظه فوق‌العاده سریع است و مصرف انرژی کمی دارد اما تمامی اطلاعاتی که با این روش ذخیره شده باشد، هنگام قطع برق از دست می‌رود. اگر شما نیز هنگام گیر کردن سیستم، یک کار ذخیره‌نشده را از دست داده باشید، تاحدودی از محدودیت‌های این نوع حافظه آگاهی دارید. حافظه‌ی تصادفی پویا یا DRAM نوعی از حافظه است که بیش از همه در کامپیوترها استفاده می‌شود، اگرچه حافظه با دسترسی تصادفی ایستا (SRAM) نیز گاهی روی پردازنده‌ی اصلی کامپیوتر نصب می‌شود.

نوع دیگر حافظه، حافظه‌ی فلش است: این نوع حافظه می‌تواند فایل‌ها را به‌مدت طولانی نگه دارد، مثلا وقتی که یک سند یا تصویر را روی لپ‌تاپ ذخیره می‌کنید. این نوع حافظه کندتر از RAM است و انرژی بیشتری مصرف می‌کند. علاوه‌براین، حافظه‌ی فلش طی زمان تحلیل می‌رود، هرچند سرعت این روند به اندازه‌ای کند است که قبل از ارتقاء یک دستگاه جدید متوجه آن نمی‌شوید.

کاری که پژوهشگران در این مطالعه انجام داده‌اند، ترکیب و تطابق این دو نوع حافظه است. این کار در حال حاضر فقط در آزمایشگاه انجام شده است بنابراین تا زمانی‌که این نوع حافظه وارد دستگاه‌های شخصی ما شود، باید مدتی منتظر بمانیم و اگر چنین اتفاقی بیفتد، برای مدتی دیگر نیاز به ارتقاء هارد دیسک خود نخواهیم داشت. هین می‌گوید:

حالت ایده‌آل ترکیب کردن مزایای این دو نوع حافظه بدون معایب آن‌ها است و این همان چیزی است که ما آن را نشان داده‌ایم. دستگاه ما دارای یک زمان درونی تمام‌نشدنی ذخیره‌سازی اطلاعات است و درمقایسه‌با DRAM، می‌تواند اطلاعات را با ۱۰۰ برابر انرژی کمتر ذخیره یا حذف کند.

 پژوهشگران می‌گویند حافظه‌ی جهانی آن‌ها می‌تواند میزان مصرف انرژی مرکز داده را در زمان‌های اوج، به یک پنج کاهش دهد. این نوع حافظه همچنین توسعه‌ی نوع جدیدی از کامپیوتر را که هرگز نیازی به بوت شدن ندارد، امکان‌پذیر خواهد کرد که در فواصل زمانی‌که مورد استفاده قرار نمی‌گیرد (حتی در فاصله‌ی بین فشردن کلیدها) سریعا و به‌طور نامحسوس به‌ حالت خواب می‌رود.

پژوهشگران نتایج پژوهش خود را ثبت اختراع کرده‌اند. این پیشرفت، منافع مالی زیادی خواهد داشت و احتمالا نخستین مشتریان آن نه سازندگان تلفن همراه و لپ‌تاپ بلکه غول‌های تکنولوژی خواهند بود (کامپیوترهایی که نیاز به ذخیره‌ی حجم عظیمی از اطلاعات دارند). بااین‌حال به‌طور بالقوه این حافظه می‌تواند برای هر فردی که از یک دستگاه الکترونیک نسل آینده استفاده می‌کند، سودمند باشد و پس از آن دیگر پست مطالب و تصاویر در رسانه‌های اجتماعی به انرژی چندانی نیاز نخواهد داشت.