با تلفن‌های هوشمند و تبلت‌هایمان صمیمی‌ شویم بخش پنجم: باطری- حافظه‌

یکی از مهمترین و حیاتی‌ترین سخت افزارهای گجت‌های ما باطری آن‌هاست. باطری‌های قدرتمندتر ضامن عمر بیشتر و استفاده طولانی تر از گجت شماست. در واقع قوی‌ترین تلفن هوشمند و یا تبلت دنیا هم اگر در دستان شما باشد، بدون باطری که بتواند مدت زمان استفاده مناسبی را در اختیار شما قرار دهد،‌ هیچ کاربردی برای شما نخواهد داشت.

بر خلاف بعضی محصولات الکتریکی که جایگاه ثابت دارند و به منبع برق متصل می‌شوند گجت‌ها نیاز به یک منبع انرژی قابل حمل برای تامین انرژی مورد نیازشان دارند. از آنجا که الکتریسیته نمی‌تواند به صورت مستقیم ذخیره شود گجت‌ها ناچار به ذخیره انرژی در قالب شیمیایی می‌گردند. این انرژی شیمیایی در باطری ذخیره می شود و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

باطری‌ها بر اساس قانون الکساندرو ولتا که در سال ۱۸۸۰ کشف شده است عمل می‌نمایند. این قانون نیازمند سه عامل برای تبدیل انرژی‌ است: کاتد مثبت شارژ شده، آند منفی شارژ شده و یک ماده شیمیایی به نام الکترولیت.

هنگامی که قطب مثبت و منفی باطری شما به هم متصل می‌گردد، واکنش‌های شیمیایی در آن‌ها ایجاد می‌گردد که این واکنش‌ها، سبب عبور الکترون‌ها از قطب منفی به مثبت می‌شوند و در نتیجه انرژی الکتریکی گجت شما از این طریق تامین می‌شود.

 به مرور زمان، این واکنش‌ها آهسته و آهسته‌تر شده و در نتیجه تعداد الکترون‌های عبوری کاهش پیدا می‌نماید. اینجاست که باطری شما توانایی خود را از دست می‌دهد و شما را وادار به شارژ مجدد دستگاه برای آغاز دوباره این واکنش‌ها می‌نماید.

همراه با رشد بازار گجت‌ها در سال ۲۰۱۲، استفاده گسترده از باطری‌های قابل شارژ با نام (lithium-ion (Li-ion آغاز شد. این نوع باطری‌ها از سال ۱۹۹۱ به صورت فراگیر مورد استفاده قرار گرفته بود. این باطری‌ها در گجت‌های امروزی نیز،‌ بخاطر برخورداری از مزیت‌هایی همچون وزن اندک و مقدار انرژی ذخیره شده بالا به عنوان یک انتخاب مناسب برای کارخانه‌های تولیدکننده محسوب می‌شوند.

در حالی که غالب تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها از باطری‌های لیتیوم-یونی استفاده می‌نمایند، مدل‌هایی نیز هستند که به سمت استفاده از باطری‌های لیتیوم-پلیمر روی آورده‌اند. از بین این گجت‌ها که اغلب محصولات رده بالا بازار را شامل می‌شوند، می‌توان به iPhone 4s و  HTC One X اشاره کرد. این نوع باطری‌ها در مقایسه با مدل‌های قدیمی‌تر، از قابلیت ذخیره انرژی بیشتر  و ضخامت کمتری برخوردارند. البته این نوع باطری‌ها هزینه زیادی را نیز بر دوش تولید کننده قرار می‌دهد و به همین خاطر، سبب افزایش قیمت نهایی گجت می‌گردند.

 نکات مهم در رابطه با باطری‌ها: زمانی که قصد خرید یک تلفن‌هوشمند و یا تبلت جدید را دارید، بهترین راه برای آگاهی از مدت زمانی که باطری دستگاه شما توان پاسخگویی به نیاز‌های روزمره‌تان را دارد، مراجعه به تست‌های باطری از وبسایت‌های فناوری‌ است. چرا که هیچوقت وجود یک باطری بزرگتر و با قدرت بیشتر، نمی‌تواند ضامن مدت زمان استفاده بیشتر برای شما باشد. چرا که مسئله عمر باطری‌ها،  وابسته به تکنولوژی به کارگرفته شده در قطعات دیگر همچون پردازنده‌ها، صفحه‌نمایش و تکنولوژی‌های ارتباطی می‌باشد.

در تصویر سمت راست، نمونه‌ای از مقایسه‌های صورت گرفته بین باطری‌ها در چند نمونه از مطرح‌ترین تلفن‌های هوشمند بازار را مشاهده می‌کنید.

با توجه به کارآیی بالا و امکانات متنوعی که گجت‌های امروزی در اختیار کاربران قرار می‌دهند، استفاده از باطری‌های بزرگتر و گاهی غول‌پیکر، به امری ناگزیر بدل شده است. با وجود این باطری‌های بزرگ و پرانرژی، همچنان تولیدکنندگان به راه حل مناسبی برای حل معضل ایجاد عمر باطری طولانی در تلفن‌های هوشمند نرسیده‌ا‌ند. البته مشکل دیگری که تولید کنندگان با آن دست و پنجه نرم می‌کنند، از آنجا نشئت می‌گیرد که استفاده از باطری‌های بزرگتر همیشه امکان‌پذیر نیست، چرا که محدودیت‌های حجمی که در گجت‌ها وجود دارد دست تولیدکنندگان را برای استفاده بیشتر از باطری‌ها بسته نگاه می‌دارد.

حال سوال اینجاست که با وجود صفحه نمایش‌های غول پیکر HD، پردازنده‌های چند هسته‌ای، مسیریاب ماهواره ای GPS، امکانات جدید و با مصرف انرژی بالا همچون قابلیت‌های تشخیص چهره و استفاده از فرامین صوتی، باطری‌های فعلی چگونه می‌خواهند پاسخگوی نیاز کاربران پر مصرف باشند! سوالی که برای رسیدن به پاسخ آن باید منتظر فرارسیدن تکنولوژی‌های تازه در دنیای باطری‌ باشیم. بسیاری بر این باورند که باطری جزو قطعات الکترونیکی است که با دیگر فناوری‌های مرتبط با آن به اندازه کافی رشد نکرده است.

در بخش دوم از مقاله، به بررسی حافظه‌های داخلی و خارجی در تلفن‌های هوشمند می‌پردازیم. این بخش از دستگاه شما، نقش بسزایی در سرعت و کارآیی نهایی گجت، خصوصا در اجرای فرامینی همچون بازی‌های سنگین گرافیکی بر عهده دارند.

RAM یا همان حافظه تصادفی، یکی از مهمترین مواردی است که در کنار پردازنده گرافیکی و هسته‌های پردازشی در یک تراشه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع هیچکدام از  سیستم‌های محاسبه‌گر، بدون حضور RAM، قادر به پردازش هیچ اطلاعاتی نیستند. دلیل این موضوع را  نیز باید در سرعت انتقال اطلاعات به پردازشگر جستجو کرد. زمانی که سرعت دسترسی پردازشگر به اطلاعات مورد نیازش آهسته باشد، مدت زمان اجرای فرامین پردازشی به قدری آهسته می‌شود که می‌توان  پردازش اطلاعات را نادیده گرفت.

از نگاه دیگر می توان از حافظه RAM، به عنوان نوعی رابط بین حافظه ROM که اطلاعات مربوط به سیستم در آن ذخیره شده است و هسته‌های پردازشی نام برد که وظیفه این حافظه، انتقال اطلاعات با سرعت هر چه تمام‌تر به پردازشگر است.

حافظه RAM، فایل‌های حیاتی که پردازشگر برای راه اندازی و انجام فرامین شما به آن‌ها نیاز دارد در خود ذخیره می‌کند و در هنگام نیاز، این اطلاعات را برای دسترسی پردازنده آماده می‌کند. این فایل‌های حیاتی می‌تواند فایل‌های مربوط به ساختار سیستم عامل باشند یا داده‌های مربوط به بازی‌ها و برنامه‌ها. به طور کلی می‌توان هر نوع فایلی را که دریافت آن با سرعت هر چه تمام‌تر ضروری باشد در این گروه فایل‌ها جای داد.

نوع حافظه RAM به کار رفته در اسمارت‌فون‌ها از نوع DRAM یا همان Dynamic Random Access Memory است که صرف نظر از مباحث تخصصی، مهمترین ویژگی‌ آن دسترسی سریع و آسان به فایل‌های گوناگون در این حافظه است.

البته حافظه RAM گجت‌ شما تمامی فایل‌ها را در خود ذخیره نمی‌کند. برای مثال تمامی اطلاعاتی که سیستم عامل موبایل شما را شامل می‌شوند شاید حجمی در  حدود ۲ گیگابایت یا بیشتر داشته باشد که این مقدار اطلاعات را نمی‌توان در مدلی که تنها 512 مگابایت RAM دارد ذخیره کرد. بنابراین از این حافظه برای ذخیره موقت اطلاعات کاملا ضروری استفاده می‌شود. از طرفی حافظه رم با هر بار خاموش شدن دستگاه بطور کامل خالی می‌شود و نمی توان از آن برای ذخیره دائمی اطلاعات بهره برد. حافظه رم برای دسترسی سریع به اطلاعات برنامه های در حال اجرا مورد استفاده قرار می گیرد و هر زمان که سیستم عامل تشخیص دهد به آن اطلاعات نیازی ندارد، آنها را از رم پاک می کند.

اولین و عمومی‌ترین ویژگی‌ که در RAM باید در نظر بگیرید، ظرفیت این حافظه است. مقدار حافظه بیشتر به معنای ذخیره کردن اطلاعات بیشتر و حیاتی‌تر برای برنامه‌ها و زیرسیستم‌ها و دسترسی سریعتر پردازشگر به این فایل‌هاست که در نتیجه سبب افزایش سرعت و کارایی دستگاه شما به صورت چشمگیری می‌شود. خوشبختانه این افزایش میزان ظرفیت، سبب افزایش مصرف انرژی نخواهد شد، چرا که مصرف انرژی در این قطعات بسیار پایین است.

در طرف دیگر این موضوع را هم در نظر داشته باشید که یک سیستم عامل ایده‌ال مقدار زیادی رم را طلب نمی‌کند. برنامه‌ها و اپلیکیشن‌های در حال اجرا معمولا ۵۰ مگابایت از حافظه RAM‌ را اشغال می‌کنند و بدین ترتیب می‌توان برنامه‌های بسیاری را هم زمان اجرا کرد. در واقع این سیستم عامل است که باید تصمیم بگیرد کدام برنامه‌ها اجرا شوند و کدام برنامه‌ها غیرفعال باشند تا بدین ترتیب حافظه بیشتری از RAM‌ آزاد شده و در نتیجه برنامه‌های بیشتری قابل اجرا باشند. این موضوع یکی از دلایل اجرای روان برنامه‌های ویندوز فون بر روی دستگاه‌هایی با حافظه‌های RAM کمتر از ۵۱۲ مگابایت است.

در بخش قبلی، اشاره شد که وجود RAM‌های با ظرفیت بالا در اجرای روان سیستم عامل‌ها چندان امر ضروری نیست، اما این موضوع در اجرای بازی‌های سنگین گرافیکی یا HD اندکی فرق می‌کند. در واقع پاراگراف قبلی، بدین معنا نیست که با وجود سیستم عامل مناسب، افزایش ظرفیت حافظه RAM دیگر کاربردی ندارد. چرا که در هنگام اجرای بازی‌ها و برنامه‌های سه بعدی، این برنامه‌ها با قرار دادن تکسچرها، گرافیک بازی، مدل‌های سه بعدی و صداها حجم زیادی از حافظه RAM را به اشغال خود در می‌آورند. بنابراین شاید RAM‌ با مقدار ۵۱۲ مگابایت برای اجرای روان سیستم عامل و برنامه‌های آن و کاربردهای اصلی اسمارت‌فون‌ها کافی باشد، اما برای اجرای بازی‌های قدرتمند و سطح بالا بدون شک به میزان RAM بیشتری نیازمند خواهید بود.

برای مثال در یک تلفن اندرویدی، اجرای همزمان یک بازی قدرتمند و استفاده از شماره‌گیر، برنامه‌های دیگر می‌تواند بیشتر از ۵۱۲ مگابایت از RAM را به اشغال خود در آورد که در این صورت میزان حافظه ۵۱۲ مگابایتی دیگر کافی نخواهد بود. بنابراین استفاده روان از قابلیت‌های سیستم عامل به صورت همزمان علاوه بر یک پردازشگر مناسب، به یک RAM مناسب نیز نیازمند است.

تا  به این قسمت از مقاله، در رابطه با میزان حافظه گفته شد، اما هر چند ظرفیت بالای حافظه می‌تواند عالی باشد، اما این میزان حافظه بدون سرعت بالا نمی‌تواند آنچه را که به دنبال آن هستید در اختیار شما قرار دهد. در واقع دسترسی سریع به فایل‌های ذخیره شده نیز نقش بسیار مهمی در کارآیی نهایی گجت شما دارد.

همانند کامپیوتر‌ها سه مولفه در سرعت نهایی RAM‌ گجت شما تاثیر گذار است: تعداد کانال‌ها، سرعت کلاک و نوع RAM. البته توضیح و تفسیر این سه مولفه و تاثیر آن‌ها اندکی پیچیده است و تنها چیزی که شما باید نگران آن‌ها باشید سرعت کلاک بالاتر و کانال‌های بیشتر است.

سرعت کلاک به صورت مستقیم بر روی سرعت RAM‌ شما تاثیر می‌گذارد و بالاتر بودن آن به معنای افزایش میزان ذخیره اطلاعات در ثانیه است. سرعت کلاک در RAMهای موبایل‌های معمولی معمولا ۳۰۰ تا ۵۰۰ مگاهرتز است.

نوع RAM، به چند صورت با کارآیی آن در ارتباط است. RAMهایی که امروزه در گجت‌هابه کار گرفته می‌شوند اغلب از نوع LPDDR2 یا Low Power DDR2 هستند که در واقع همان DDR2های به کار رفته در کامپیوتر‌ها منتها با کارآیی پایین‌تر و مصرف انرژی پایین‌تر هستند.

نکته دیگری که آگاهی از آن به شما در فهم بهتر قدرت حافظه RAM کمک می‌کند،‌ تعداد کانال‌هاست. در واقع تعداد کانال‌های مربوط به RAM نقش مهمی را در آنچه شما از قدرت گجت خود مشاهده می‌کنید، دارند. برای مثال یک رم Dual Channel همانند یک پردازشگر دو هسته‌ای است که اطلاعات RAM از طریق دو کانال موازی به پردازشگر منتقل می‌شود. با تمامی این تفاسیر باز هم تکرار می‌کنیم که در بین تمامی موارد مرتبط با حافظه RAM در گجت‌ها،‌ سرعت کلاک بیشترین تاثیر را بر روی سرعت نهایی RAM شما دارد.

آخرین نکته‌ای که در این رابطه قصد بازگو کردن آن را داریم،  این است که در اغلب GPUهای به کار رفته در گجت‌ها، حافظه RAM جداگانه‌ای به کار نمی‌رود و حافظه RAM‌ تراشه یا SOC گجت شما، بین پردازشگر اصلی و پردازشگر گرافیکی تقسیم می‌شود.

همچون RAM، حافظه‌های داخلی ذخیره سازی نیز نقش مهمی در کارآیی نهایی و انجام فرامین در گجت‌ها دارند. در واقع بدون وجود فضایی برای قرار دادن فایل‌های حیاتی و فایل‌های سیستم عامل گجت شما قادر به انجام هیچ کاری نیست. حتی در گجت‌هایی که هیچ حافظه‌ای را به صورت پیش فرض در اختیار کاربر قرار نمی‌دهند،  حافظه‌‌ای غیر قابل دسترسی برای قرار دادن فایل‌های سیستم عامل وجود دارد.در واقع ROM همان مکانی است که فایل های شما در آن ذخیره می شوند. رام ها برخلاف رم ها قادر به حفظ اطلاعات در خود هستند و با خاموش شدن ابزار، اطلاعات درون آنها پاک نمی‌شود.

با توجه به نوع گجت‌و سیستم عاملی که بر روی آن قرار دارد، از چیپ‌های حافظه‌ متفاوت و یا حتی چندین حافظه استفاده می‌شود. برای مثال ممکن است که هر حافظه به سه پارتیشن جداگانه برای برنامه‌ها، Cache و فایل‌ها سیستم تقسیم شود.

معمولا حافظه‌ای که فایل‌های سیستم در آن ذخیره می‌شود ROM‌ یا حافظه تنها خواندنی نام دارد که تنها در بروزرسانی‌های نرم افزاری قدرت تغییر دارد و در حالت عادی کاربران اجازه دسترسی به آن را ندارند.

بعضی دستگاه‌ها نظیر گلکسی S، دارای چندین حافظه ROM جداگانه هستند. یک حافظه ۵۱۲ مگابایتی سریع‌تر برای فایل‌های اصلی سیستم و یک حافظه با سرعت کمتر و حجم بیشتر برای داده‌های مربوط به برنامه‌ها و Cache که در حافظه‌ی دوم، می‌توان داده‌های برنامه‌های خود را نیز ذخیره نمود.

حافظه داخلی که گاهی آن را Phone Memory نیز می‌نامند، نوع دیگری از حافظه رام است که تقریبا در تمامی مدل‌های امروزی با ظرفیت‌های متفاوت از ۸ تا ۶۴ گیگابایت وجود دارند.  بعضی مدل‌ها همچون خانواده آیفون و موتورولا Razr، تنها یک حافظه داخلی دارند که در واقع عمکرد همان دو حافظه جداگانه در مدل‌هایی همچون Galaxy S را دارد. برای مثال Razr با وجود حافظه ۱۶ گیگابایتی، تنها ۸ گیگابایت از آن را برای ذخیره اطلاعات در اختیار کاربران  قرار می‌دهد. چرا که ۱ تا ۲ گیگابایت از حافظه کل به سیستم عامل و ۴ گیگابایت به برنامه‌ها اختصاص دارد. در آیفون نیز، یک حافظه داخلی مشخص، برای ذخیره اطلاعات مربوط به دستگاه، فایل‌های شخصی و برنامه‌ها وجود دارد. در اکثریت تلفن‌های هوشمند اندروید نیز، حافظه‌های داخلی، به عنوان حافظه پیش فرض برای نصب برنامه‌ها به کار می‌روند. به همین خاطر انتخاب حافظه کافی در تلفن‌های هوشمند دارای این سیستم عامل مهم است.

یکی دیگر از موضوعات مهم در رابطه با حافظه‌های داخلی، سرعت و کارآیی بالاتر آن‌ها نسبت به حافظه‌های خارجی همچون MicroSD ‌است. چرا که حافظه‌های داخلی به علت قرار داشتن در بورد اصلی و در درون SOC‌ مدل، از سرعت بالاتری در خواندن و نوشتن اطلاعات بهره می‌برند. بنابراین اغلب اوقات در تلفن‌های اندرویدی فضای در نظر گرفته شده در حافظه‌های داخلی برای نصب برنامه‌ها درنظر گرفته می‌شود.

به حافظه‌های خارجی را MicroSD می‌گویند. حافظه‌های SD در اصل تا حداکثر ۲ گیگابایت ظرفیت دارند و ظرفیت حافظه‌های SD High Capacity به 64گیگابایت یا بیشتر نیز می‌رسد.

در بین سیستم عامل‌های پر مخاطب فعلی، اندروید تنها سیستم عاملی‌ست که به طور حقیقی و بدون محدودیت از حافظه‌های خارجی پشتیبانی می‌کند. اپل و محصولاتش به طور کلی از این نوع حافظه استفاده نمی‌کنند و تنها فضای قابل استفاده در این سیستم عامل (به غیر از فضای ذخیره سازی ابری) همان حافظه داخلی از پیش تعیین شده است. سیستم عامل ویندوز فون (البته در بعضی مدل‌های قدیمی‌تر) نیز با قوانین سخت گیرانه در کپی فایل‌ها و محدود نمودن کاربران در استفاده از حافظه، تجربه نه چندان کاملی از استفاده از حافظه‌های خارجی قابل حذف به نمایش گذاشته است.

موضوع قابل توجه دیگر در خرید حافظه‌های MicroSD توجه به سرعت آن‌ها است. این سرعت که با کلمه Class بر روی جلد هک می‌شود به آسانی قابل تشخیص است و با بالا رفتن عدد CLASS، سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات بالا می‌رود. برای مثال Class 4 قابلیت نوشتن و خواندن اطلاعات با سرعت حداکثر ۴ مگابایت در ثانیه و CLASS 10 قدرت خواندن و نوشتن اطلاعات با سرعت ۱۰ مگابایت در ثانیه را دارد.