BELLEKLER

BELLEK YAPISI


MEMORY


Mikroişlemcili sistemlerde bilgilerin geçici veya daimi olarak
saklandığı alanlara bellek adı verilir. Sisteme girilen bilgilerin bir
yerde depolanması ve gerekliğinde alınıp kullanılması için bir birim
gerekliydi.



Kaydedicilerin yapısından onaya çıkılarak bloklar haline getirilen
kaydedici grupları bellekleri meydana getirdi. Bellekler elektronik ve
manyetik olmak özere kendi aralarında ikiye ayrılmaktadır. Elektronik
yarı iletken bellekler diğer devre elemanlarıyla birlikte sistemin
içerisinde tutulurken, manyetik elemanlar sistemin haricinde yedek
veri depolama elemanları olarak adlandırılmışlardır.




Günümüzde kullanılan yarı iletken bellekler, yüksek yoğunluklu, hızlı
erişim ve çevrim zamanına sahip olup fiyatları eskiye nazaran oldukça
ucuzdur. Bu tip bellekler ebat ve güvenirlilik bakımından çekirdek
belleklerden daha üstündürler.



Yarı iletken bellekler üretim işlemleri ve teknolojileri bakımından
kendi aralarında üç gruba ayrılırlar. Bunlardan ikisi hariç diğerleri
Bipolar (iki kutuplu) veya MOS yarı iletken teknolojisini kullanırken
diğer ikisi, Şarj kuptajlı cihaz (CCD) ve EPROM bellek tipleri tamamen
MOS teknolojisiyle üretilmektedir. Bellek üretim sınıflandırması
aşağıdaki Şekilde görülmektedir.




Bipolar bellek çipleri, PN maddesiyle oluşturulan direnç, diyot ve iki
kutuplu elemanlardan meydana gelir. Günümüzün temel bipolar bellekleri
standart TTL ve Schottky TTL elemanları tarafından oluşturulmaktadır.
TTL tipi elemanların en tipik özellikleri, yüksek hızlı oluşları,
ölçülü kapasitesi,yüksek güç tüketimi, düşük düzeyli gürültü oranı ve
pahalı oluşlarıdır.



Kelime Uzunluğu:


Bir bilgisayar farklı sayıdaki mantıksal 0 veya 1'lerden meydana
gelen çeşitli tipteki komutları işler 8-bit kapasiteli bir bilgisayar
28 = 256 farklı komuta sahiptir. Bu durumda bir bellek alanı 8-bitlik
ifade edilirken bu bellek alanını kullanan mikroişlemcili sisteme de
8-bitlik sistem denir. Günümüz bilgisayarlarında çok özel olanlar
hariç artık 64-bitlik sistemler ortak hale gelmiştir.



Bellek kapasitesi denilince, bellekte depolanabilen en fazla bellek
kelimesi (word) akla gelir.Tek başına 0 veya 1 (Binary digit) olarak
anılır ve sayısal sistemlerde en küçük bilgi birimidir. Bu bitlerin
dört adeti bir araya gelince nibble denilen yarım bayt ortaya çıkar.
Sekiz adet bitin bir araya gelmesiyle ayısal sistemlerin tabanını
temsil eden bayt ifadesi ortaya çıkmıştır. Eski sistemlerde bellek
kapasitesi çok küçük olduğundan bit, nibble ve bayt adı sık
kullanılmaktaydı. Artık günümüz sayısal bilgisayarlarında kapasite
olarak, bayt, kilobayt, megabayt ve gigabayt ve terabaytlar
kullanılmaktadır. Eğer bir bellek 1 Kilobaytlık bir kapasiteye sahipse
bu, 1024 adet 8-bitlik kelime demektir.Sayısal sistemlerde 1 kilo, 210
= 1024, 1 Mega 1024 Kilo ile ifade edilir.Bellek kapasiteleri genelde
1Kx4 veya 1Kx8 olarak düşünülür.Bunun anlamı, 4- bit kelimeli 1024
bellek alanı, 8-bit kelimeli 1024 bellek alanıdır,


Bellek Modülü :


Bellek kelimesinin uzunluğundan başka bilgisayarın önemli bir
karakteristiği de bu bellek kelimesinin bellekle nerede yer aldığını
gösteren (adreslenmesinde kullanılacak) bit ifadesidir. 1 baytlık bir
düzenle 256 farklı bellek adreslenebilir demektir. Şekilde iki tek
bitlik bellek çiplerinin bir araya getirilerek oluşturulmuş bir bellek
modülü görülmektedir. 8-bitlik bir mikrobilgisayarda 16-bit adresleme
yolu bulunduğu düşünülürse, 216 = 65536 (2n = mantıksal 65535, buradan
adres yolu hat sayısıdır) adet 8-bitlik adresleme kapasitesi var
demektir. Böylece en düşük adres 00000000000000002=000016, en büyük
adres ise, 11111111111111112 = FFFF16'dır.Bu adres sahası genel olarak
onaltılık tabanda ele alınırlar. asitesine bağlıdır. Eğer sistemimiz
64K'lık bir bellek kapasitesine sahipse bellek adresi 16 bitle
(2üssü16=65536 Bayt=64K) temsil edilir. Sistemdeki tek bir bellek
çipini yazma ve okuma anında seçmek kolay olabilir fakat, birden fazla
modül veya çip kullanıldığında yazma veya okumanın hangi modülde
olacağı çip üzerinde ayrı ayrı tanımlanması gerekmektedir.



Ram Bellekler ( Random Access Memory, -Rastgele Erişilebilir
Bellek )






Yan iletken bellekler arasında rasgele erişimli bellekler (RAM-Random
Access Memory) kadar hızlı gelişen başka bir bellek grubu yoktur. Bu
başarının arkasındaki sebeplerden biri, MOS teknolojisinin
kullanılmasıdır. Diğer bir adı hem oku hem yaz olan bu belleklerde
veri geçici olarak tutulmaktadır. Mikroişlemcili sistem ilk
açıldığında kendisini veriyle yüklemek için hazır vaziyette
beklemektedir. İşlem sırasında üzerlerindeki bilgileri saklarlar
fakat, güç kesildiğinde bilgiler kaybolur. Şekilde görülen bir bit
4096 kelimelik RAM çipinin blok diyagramında bellek dizisi 64 sıra x
64 sütun matris depolama hücresi şeklinde oluşmuştur. Depolama
hücreleri tek bir transistör ve depo kapasitörü vasıtasıyla
yürütülmektedir.





Bir program çalıştırdığınız zaman, bu programın bir kısmı RAM'e
yüklenir. RAM' e yüklenen programa siz bir değişiklik yapsanız bile
bunu kaydetmedikçe o bilgi bilgisayarınızdan elektriği kestiğinizde
yok olacaktır. örneğin hesap tablosunu açtınız ve 2-3 sayfalık bir
tablo oluşturdunuz. Bu tablo diske kayıt edilene kadar RAM'de
saklanır. Dolayısı ile 2-3 sayfalık bir tablo oluşturup da bunu kayıt
etmezseniz, ani bir elektrik gitmesinde yaptıklarınız boşa gidecektir.
Bellek bilgisayarın çalışan yüzeyidir ve doğrudan işlemciye bağlı
çalışır. Bir programı çalıştırmak istediğinizde, program belleğe
yüklenir; harf yazdığınızda, harf bellekte saklanır. Bu nedenle
bilgisayardaki bellek miktarı, çalıştırılacak programın büyüklüğünü
belirler. İlk RAM çipi 1961'de Intel firmasınca yapıldı. RAM, Random
Acces Memory (Rasgele Erişimli Bellek) deyiminin kısaltılmışıdır.
Günümüzde birçok değişik bellek türü vardır. Daha fazla RAM, aynı anda
çalışan bir çok programın daha hızlı çalışması demektir. Günümüzde
Multi - Tasking özelliğine sahip İşletim sistemleri kullanıyor. Yani;
bir yandan Internet'te gezerken diğer yandan yazı yazıp, müzik
dinleyebiliyoruz. Aynı anda çalıştırılan program ne kadar fazla ise o
kadar fazla bellek sistemi rahatlatacak demektir. Daha fazla RAM daha
rahat çalışma ortamı. Günümüzün standart DRAM tipi 168pin yapıya sahip
Dua! Inline Memory Modülleridir.




Siyah çipler bellek modülleridir. Altındaki yeşil tabaka ise PCB (Printed
Circuit Board = Baskılı Devre). PCB üzerine bildiğiniz gibi RAM
modülleri yerleştiriliyor. PCB'nin her iki tarafından da RAM modülleri
bulunabiliyor. Eğer her iki tarafta da bellek modülleri bulunuyorsa
Double Sided (çift taraflı), tek tarafta bellek modülleri
kullanılıyorsa Single Sided (Tek Taraflı) RAM diyoruz


Statik Ram


Statik RAM, bipolar ve MOS teknolojisi uygulanarak yapılan bir
bellek elemanıdır. Bu tip RAM'larda daha çok NMOS ve CMOS tekniği
kullanılmaktadır. Adından da anlaşıldığa gibi, elektrik uygulanır
uygulanmaz veri depolama yeteneğine sahip olan statik bipolar RAM
hücresi, iki ayrı çift emiterli transistörün birbirine çapraz
bağlanmasıyla meydana gelmiştir. Bipolar RAM'la MOS RAM arasında
belirli bir ayrılık vardır. Bipolar RAM'ın tek bir hücresinde iki
transistör ve akım sınırlayıcı iki direnç kullanılırken, bir MOS RAM
hücresi tamamen N kanal MOSFET transistörlerden meydana gelmekledir,
böylece bipolardaki karmaşıklık MOS'ta yoktur. Statik RAM'lerde bellek
hücresi flip-flop'ları içerir. Flip flop (FP) içindeki bilgi, enerji
kesilmedikçe depolanmaya devam eder. İsteğe göre yeniden silinir ya da
depolanabilir. SRAM, DRAM' e göre çok daha pahalıdır ve işlemcilerde
az miktarda kullanılmasının sebebi budur. İşlemci için adap edilmiş
olan Level1 Cache SRAM' dır. Bilgisayar bir istekte bulun uğu zaman,
ilk olarak Level ı Cache'e bakılır. Eğer istenen komut orda ise
işlemci çok hızlı bir şekilde bilgiyi SRAM'den alır ve Level2 Cache'e
bakmak için zaman harcamaz. Level 1 ve Level 2 SRAM Cache'ler
işlemcinin hızını etkileyen en büyük faktördür.



Dinamik Ram


Kapasitörlü dinamik bellekte veri, belleğe verilen enerjinin 2-3 ms
içerisinde kesilmesi halinde kaybolur. Bunun için verinin gerçek
değerini bellekte koruyabilmesi için ara sıra tazelenmesi gereklidir.
DRAM'in avantajı, az güç harcaması ve ucuz oluşudur. SRAM'da olduğu
gibi DRAM'da da tek hir bellek hücresi dört hat arasına
sıkıştırılmıştır. Bellek matrisine göre bu hücreler dizi biçiminde
çoğalmaktadır. Şekilde görülen diyagramda veri okuma ve yazma soldan
sağa doğru, giriş ve çıkış hatları yukardan aşağıya doğru düzenlenmiş
olup, hücre bu hatlara a, b, c ve d noktalarından bağlanmıştır.
Hücreyi oluşturan üç transistörden sadece birisi depolayıcı
(Saklayıcı-D) olarak tasarlanmıştır. Bu Transistör bir bitlik bilgiyi
üzerinde tutarken, depolama C kapasitörü vasıtasıyla yapılır.




Hücreye veri depolamak için yaz hattı ve giriş hattı birlikte
mantıksal 1 yapılır. Yaz hattındaki akım Y transistöründe b'den a'ya
bir akım geçişi sağlarken giriş hattındaki akım, bu transistörün a
noktasından e noktasına geçerek C kapasitörünü doldurur. Böylece yaz
ve giriş, hatlarının yüksek düzeyde tutulması bellek hücresine
mantıksal 1 yazılmasına sebep olmaktadır. Hücreden mantıksal 1 okumak
için oku hattı aktif hale getirilerek 0 okuma transistörü üzerinde
akım c'den f'ye, f'den de d'ye doğru akım akar. Kapasitör üzerindeki
dolu gerilim D transistörü ve R transistörünün f ve d noktası
üzerinden çıkış hattına çıkar. DRAM'ların flip-flop'lu RAM'lara
nazaran birkaç avantajı vardır:



1. çok az elemana gerek duyulduğundun yapısı çok basittir.




2. üretimi ucuzdur.



3. Okuma veya yazma yokken çok az enerji harcarlar.



Bu avantajlarına karşılık bir de dezavantajı vardır. Kapasitör
üzerindeki ilgi zamanla transistörlerin üzerinden sızma yapmasından
dolayı değer yitirir ve belli bir gerilimin altına düştüğünde verinin
ne olduğu belli olmaz. Bu durumda kapasitör üzerindeki bilgi her 2 ms.'de
bir düzenli olarak tazelenmelidir. Bu tazeleme işlemi ek bir devre
gerektirir. çoğu dinamik RAM genişletilerek sistem saatinden sürülen
yenileme sayıcısı (refresh counter) ile desteklenir.




SDRAM temel olarak zamanlama(timing) ve tıpkı CPU’da olduğu gibi
çalışma hızı gibi karakteristik özellikler taşır. Bugün en yaygın
olarak kullandığımız SDRAM tipleri 100 veya 133 MHz'lerden hangisinde
çalıştığını belirten PC100 ve PC133'lük olanlardır. Biraz daha
derinlere indiğimiz zaman ise "CAS latency", "RAS to CAS delay” ve "RAS
percarge time" gibi başka teknik özellikler ile daha karşılaşırız.
Belleklerde veriler sütun ve satır koordinatları ile yerleşirler. İşte
burada verinin hangi sütuna olduğunu CAS, hangi satıra olduğunu ise
RAS söyler. Bu son teknik özellikler genelde 3 haneli biçimde yani
örneğin 3-3-3 ya da 3-2-2 gibi değişik şekillerde gösterilir. Bu
sayılar ne kadar düşük olursa performans da o denli yüksek demektir.
Bunlardan başka bir de her bellek modulünün ns (nanosaniye) cinsinden
söylenen bir de başka hız birimi vardır. Genelde PC100 SDRAM'Ler için
bu LO ns'dir. PC 133 DRAM'ler de ise, 7.5 ns ve 7 ns'lik modüller
taşıyan bellekler bulunabilir. Senkronize DRAM ya da S-DRAM sistem
saat hızında çalışabilen yeni bellek tipidir. Bu önemlidir çünkü
CPUların dış saat hızları giderek artmaktadır. Ana bellek ile CPU
arasındaki fark büyümektedir ve bu fark yalnızca S-DRAM'de
giderilebilmektedir. Bu durum yüksek teknolojili sistem üreten
firmalar için S-DRAM'i sistem belleği olarak kullanmaya uygun hale
getirir. Bunun bir çok anlamı vardır;




durum CPUnun belleğe ihtiyaç duyduğu herhangi bir anda
kullanabilmesini mümkün kılar. CPU belleğinin, S-DRAM belleğine göre
kendi iç saat çevrimini bekleme zorunluluğu yoktur. Bu S-DRAM'in niçin
senkronize RAM olduğunu açıklar.



İkinci olarak S-DRAM ‘in içindeki bellek bankası ikiye bölünmüştür. Bu
ikili sistem, MİB’nin tüm zamanlarda bilgi yerleştirmesine olanak
sağlar. üçüncü olarak bellek CPU’nun bir başka saat çevrimini
beklemeksizin aralarındaki direkt hattan sıralı bilgi aktarımına
olanak sağlar. S-DRAM'e kadar yapılanlar DRAM teknolojisinin üzerinde
yapılan oynamalar iken, şimdi SRAM’ler EDO ve DRAM teknolojisinin
rakibi ve seçeneği olmuşt





özellikteki DDR SDRAM bant genişliğini 2,1 GBps 'a çıkarıyor ki bu
diğerinin hemen hemen iki katı değerinde. Buradan yola çıkarak 200
MHz'de çalışan bir DDR SDRAM'in 3,2 GBps'lık bir genel sistem bant
genişliği sunacağını söyleyebilir. DDR SDRAM yapısı içinde SDRAM' e
benzer olarak DIMM modüllerini kullanır. DIMM'in yapısı gereği, geniş
veri çıkışı ve hızı sunan 64 bit'lik veri bağlantısı kullanılır. Buna
rağmen DDR SDRAM'ler günümüzdeki SDRAM ontrolcüleri ile uyumlu
değildir. DDR SDRAM'leri kullanabilmek için çipset ve ana kart
üreticilerinin DDR SDRAM için uyumlu aygıtlarını üretmeleri
erekmektedir. örneğin AMD, Athlon tabanlı sistemler için DDR bellek
desteği olan AMD-760 çipsetinin tanıtımını yaptı ve bir çok üretici
DDR SDRAM modülünü üreteceklerini açıkladı. VIA ise gelecekte, Intel
işlemciler için DDR SDRAM'leri destekleyen chipsetler üreteceğini
açıkladı. önümüzdeki aylarda (2000 yılının sonbaharında) sistem
üreticilerin genel sistem belleklerinde DDR SDRAM kullanmaları
bekleniyor. Günümüzde DDR SDRAM modülleri taşıyan aygıt olarak GeForce
256 ekran kartı gösterilebilir. GeForce 256 ekran kartının iki farklı
çeşidi bulunmakta. DQR SDRAM modeli SDRAM / SGRAM modeli olanına
duruma göre %-30 arasında bir performans farkı oluşturur.


DRDRAM (Direct Rambus DRAM)


INTEL'in yardımı ile hayata geçirilmiş olan bu bellek teknolojisi
aynı miktardaki SDRAM' den çok daha pahalı. Normal işlemler' ve
testlerde RDRAM erformansı SDRAM' e göre pek bir artış olmaması
geleceğin bellek teknolojisinin DDR SDRAM olmasını kolaylaştıracak
gibi. Şüphesiz bunun en önemli etkeni başarılı SDRAM bellek
teknolojisi.ntel RAMBUS teknolojisi üreticilerinden. Bu yüzden INTEL
gelişen işlemci teknolojisi ile birlikte RDRAM kullanılmasını istiyor.
Fakat RDRAM'in yüksek fiyatı ile birlikte üreticileri i820 çipsetinin
genelde SDRAM'li versiyonunu çıkarmaya başladılar. Bu arada bazı büyük
sistem üreticileri (DELL gibi) yüksek fiyatlı sistemlerinde Intel' in
yeni çipsetini ve RDRAM kullanmaya başladı.



DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)



DDR SDRAM teknolojisi günümüzde yeni kullanılmaya başlanılan bir
bellek teknolojisidir. Teorik olarak DDR SDRAM bellekler SDRAM
belleğin sunduğu bant genişliğinin iki katını sunuyor. Bu RAM
senkronize yani sistem veri yolu hızı ile aynı hızda çalışmaktadır.
Bant genişliğini iki katına çıkaran özellik ise saat vuruşlarının
yükselen ve alçalan noktalarından bilgi okuyabilme yeteneğinin
olmasıdır. SDRAM' da ise bilgi alma yönU saat vuruşlarının yükselen
Noktalarındandır. Buradan yola çıkarak teorik olarak 133 MHz hıza
sahip olan DDR bellek 266 MHz hıza sahip olan SDRAM bellek ile aynı
performansı verecektir.



RDRAM'in neden kullanılıyor olduğu sorusunun cevabı ise yenilikçi
bellek teknolojisi taşımasıdır. 16 bit geniş bir veri yolu hızı sunan
Direct Rambus Kanalı bellek hızının 400 MHz'e kadar çıkmasına olanak
tanıyor. DDR SDRAM gibi çift taraflı okuma yapabileceğinden bu hız 800
MHz'e eşit oluyor. Biraz önce DIMM modüllerini kullanan SDRAM ve DDR
SDRAM' in 64 bit veri yolu bağlantısı kullandığından bahsetmiştik.
Fakat RDRAM 16 bitlik bir veri yolu üzerinde çalışıyor. Veri yolu
genişliğinin daha dar olması nasılolur da daha fazla bant genişliğine
izin verir? Bunun cevabı RAMBUS'un çalıştığı hızda saklı. Zira daha
dar veri yolu genişliği daha fazla hıza imkan tanıyor. Teorik olarak
RAMBUS 1,6 GBps değerinde bant genişliği sunabiliyor. Genel olarak
tablo halinde PC100 DIMM modülü ile, RIMM modülü arasındaki farkları
tablo halinde incelenecek olursa, bilgiler daha kalıcı olur.




Anlaşılacağı üzere RDRAM DIMM modüllerini kullanmıyor. DIMM modülleri
yerine RIMM (RAMBUS Inline Memory Module) kullanıyor. Boyutları hemen
hemen DIMM ile aynıdır ve üretim maliyeti de aynıdır.




PC'lerimizdeki bellekler, sistemde yer alan işlemci ve grafik kartları
gibi veri yaratan ve işleyen birimlerin ortaya çıkardığı verilerin
uzun ya da kısa süreli olarak saklandığı işlevsel birimlerdir. Sabit
disk sürücüler, sistem RAM'leri, işlemcilerin içindeki cache diye
tabir edilen bellekler, BIOS'un saklandığı EPROM'lar, grafik
kartlarının üzerindeki RAM'ler, CD'ler, disketler v.s. hepsi PC'lerde
yer alan bellek türleridir.


Band Genişliği


Yonga setlerinde, ekran kartlarında, işlemcilerde, internet
bağlantılarında, kısaca verinin taşındığı her ortamda bu kavram
geçerlidir. Tanımlamak gerekirse, bant genişliğ, bir ortamda verinin
ne kadar hızlı taşındığının ölçüsüdür. Kısaca, birim zamanda taşınan
veri miktarıdır. Bu tanımı belleklere uygulayacak olursak, bellek
modülümüzle anakart arasında belli bir süre içerisinde ne kadar veri
alışverişi gerçekleşebiliyor sorusunun cevabı bant genişliğidir.
önceden bahsettiğimiz gibi, DIMM’ler, anakarta 168 bitlik bir port
üzerinden bağlı ve bunun 128 biti veri için ayrılmış durumda. SDR
bellekleri ele alırsak, saat işaretinin her yükselen kenarında modül
ve anakart arasında 128 bitlik veri transferi olduğu ve modülün saat
frekansının birimi olan Hertz (Hz)’in aslında bir saniye içinde kaç
saat periyodu sığdığını bize söylediği düşünülürse, saat frekansıyla
128-bit’i çarptığımızda, bir saniyede (birim zamanda) kaç bit (ne
kadar veri) taşındığı kolayca hesaplanır ve bu da bize bit/saniye
cinsinden bant genişliğini verecektir. Mesela, belleğimizin saat
frekansı 166 MHz (Mega Hertz) olsun. Bu durumda SDR


Belleğimizin Bant Genişliği :


Band Genişliği=128bit * 166MHz = 21248000000 bit/saniye =
2656000000 byte/saniye =2.47 Giga Byte/saniye (GB/s) olarak
hesaplanabilir. RAM' deki bilgiler geçicidir. Yani, bilgisayarınızda o
anda çalışan programların, gerekli bilgileri RAM' de saklayarak daha
sonra gerektiğinde kullanım için geri aldığı bir alandır. Diğer bir
değişle bir geçici bellek görevindedir. Bilgiler gerektiğinde
kullanılır. Gerekmediği zaman silinir. RAM üzerindeki bilgiler kısa
ömürlüdür. Bilgisayarınızı kapattığınızda RAM' deki bilgiler 8-10 sn
içersinde siliniyor. Bilgilerimizi uzun ömürlü olarak saklamak
istiyorsak, manyetik alana kayıt yapan sabit diskleri kullanıyoruz.



RAM Nasıl Çalışır


RAM i de bilginin saklanması için sürekli bir elektrik enerjisine
ihtiyaç vardır. Bunu da bilgisayar açık olduğu zaman anakart (Mainboard)
üzerinden temin eder. Dolayısıyla bilgisayarınızı kapattığınızda
sürekli elektrik enerjisini alamaz ve RAM'de saklanan bilgiler yok
olur. DRAM üzerindeki her modül üzerinde verileri kısa süreli olarak
tutan kapasitörler bulunmaktadır. Bu veri RAM'in tutabileceği bir
bitlik 1 ve O değerleridir. Eğer kapasitörler yarımdan fazla şekilde
şarj edilmişse 1, yarım veya daha az bir şekilde şarj edilirse O
değerini alır. Kapasitörler kuşkusuz üzerindeki şarjı çok çabuk
kaybederler. Dolayısı ile bu şarj kaybından sonra bilgi kaybı olur.
Bundan dolayı DRAM'lerde yenileyici devre dediğimiz yapılardan
bulunur. SRAM' de ise her modülün yapısında ise 2 ile 4 transistör
bulunur ve bir bit1ik 0 ve 1 değerlerini tutar.



İşlemci bir bilgi işlediğinde, bu bilgiye daha sonra kolayca erişmek
için onu RAM'e saklar. Bu iş yapılacağı zaman İşlemci Sistem veri yolu
- RAM modülüne giden yolu izleyen "yazma" sinya1ini gönderir. RAM bu
bilgiyi belli bir adreste saklar. Bu adres ileride gelecek olan bilgi
istemleri için gereklidir. Bellek belli sayıda adreslerle
parçalanmıştır. Her adreste bir grup rakam saklanır ve bu rakamlar
bilgisayar tarafından bir grup olarak ele alınır. Bir adreste saklanan
rakamlar grubu genelde bellek olarak adlandırılır. Bellekteki bir
adrese bir numara atanır ve bu adres daha sonra bu numara ile aranır.
Bir kelimeyi bir grup elemanından elde etmek için geçen süreye erişim
zamanı (Access time) denir. Erişim zamanı da bilgilerin saklanıp
tekrar çağırılmasında çok etkilidir. Bilginin çağrılması ne kadar
hızlı olursa bilgiye ulaşmakta o kadar hızlı olur.


RAM Türleri


Boyutlarına Göre RAM Bellekler



30 pinli SIMM Bellek : Eski PCIlerde kullanılırdı. 4861lardan sonra
kullanımdan kalktı. RAM belleğin ana karta bağlandığı yerdeki pin
sayısı oldukça ufaktı ve küçük boyutlu bir bellek tipiydi. 72 pin SIMM
Bellek: önce 1995 yılında Pentium ile ( Pentium 75, 90,100 vs.)
kullanılmaya başlandı. Ancak Pentium II’lerle birlikte kullanımdan
kalktı. Ana karta bağlandığı yerdeki diş sayısı 721iydi. 168 pin DIMM
Bellek: Günümüz ana kartlarında bu 168 dişli bellekler kullanıyor. EDO
ve SDRAM bellek modellerinde bu boyut kullanıldı. 184pin R-DIMM
Bellekler: Günümüzde Intel ana kartlarında tercih edilen bu bellekler
184 pinlidir


Üzerindeki Yongalara Göre RAM Bellekler


Standart RAM Bellek : Günümüzde artık kullanımdan kalkmış
durumdadır. Eski 386 ve 486 mikro işlemcili bilgisayarlarda kullanılan
kullanılmış RAM türüdür.



Pentium mikro işlemciler çıkınca yerini EDO türü daha kapasiteli
RAM'lere bırakmıştır.


EDO RAM Bellek (Enhanced Dynamic Output) :



72 pinlik slotlara takılırlar. EDO RAM' lerin erişim süreleri ise
60-70 ns (nanosaniye) arasında değişmektedir. Bu RAM'ler, DRAMılardan
daha hızlıdır, 486 makinelerden sonra gelen Pentium işlemcili
makinelerde kullanılmaya başlanmıştır. 1995 sonlarına kadar da bu
böyleydi. Ancak, MMX teknolojisiyle birikte yavaş-yavaş SDRAM'lere
geçilmeye başlandı ve günümüzde de yerini tamamen S-DRAM' lere
bıraktı. Yeni çıkan PH ve PHI ana kartlarda artık EDO RAM için bir
slot ayrılmıyor. SDRAM Bellek : 10-12 ns hızında ve 66 MHz veri .yolu
hızlannda piyasaya girdi. Daha sonra 100 MHz veri yolunu kullanan
işlemcilerle birlikte PC 1 00 standardında, 6-8 ns hızında olanlan
çıktı. Bugün PC133 olanlan yaygın şekilde kullanılıyor. Daha sonra
detaylı şekilde açıklanacak.


DDR-SDRAM (Donble Data Rate SDRAM) :




DDR SDRAM bellekler SDRAM belleğin sunduğu bant genişliğinin iki
katını sunuyor. Bu RAM senkronize yani sistem veri yolu hızı ile aynı
hızda çalışmaktadır.


RAMBUS DRAM (RDRAM) :


Aynca Intel tarafından geliştirilen RD DRAM bellekler de var.
SDRAM'ın üzerine konduğu plakaya DIMM deniyordu. Yeni plaka1ara RIMM
deniyor. Daha sonra detaylı şekilde açıklanacak.



Özelliklerine Göre RAM Bellekler


Pariteli RAM Bellek


Bilgi 0 ve 1'ler halinde belleğe ulaştığında fazladan bir yonga
ikili sayı düzeninde hesap yapıp toplam rakam yanlış gelirse veriyi
geri gönderip tekrar hesap yapılmasını sağlıyor. Hata Düzeltmeli (ECC
RAM) Bellek : Yanlış bilgiyi anladığında hatanın hangi O ve 1'de
olduğunu çözüp düzeltiyor.


SPD'1i RAM Bellek:


100 ve 133 MHz veri yolunu kullanan sistemlerde bellekteki yongaya
giderek durumunu sorguluyor; yonganın hız ve özelliklerini öğreniyor.
Anakart bunu destekliyorsa gerekli bilgileri kullanarak komşu RAM'ler
ile arabuluculuk yapıyor.



RAM Hızlarının Gelişimi


1994 ile 1995 yıllarından yani 486 işlemciler zamanından beri,
sistem veri yolu hızı, hızlanan işlemciler karşısında sürekli geri
kalmaya başlamıştı. O zamanlarda, Intel, işlemcilerini sadece 33-50
MHZ hızlarında üretebiliyordu. O günün şartlarına göre daha yukarı
çıkılamadı, ama buna şöyle bir çözüm getirildi : Sistem veri yolu
çarpanı. 486 DX2/50s ve 486 DX2/66S işlemcileri, Intel'in sistem veri
yolu çarpanı sistemini uyguladığı ilk işlemcilerdi. 486 DX2/66s
işlemcisinin sitem veri yolu hızı 33 MHz idi, ama 66 MHz hızda
çalışabilmesi için 2.0X çarpanı uygulanmıştı. Bu yöntem kabul
edilebilir bir yöntem gibi görünüyordu. Bir çok yönetici Intel 'in
sistem veri yolu çarpanını uyguladığı 33 MHZ sistem veriyolu hızının
(2.0X ile efektif olarak 66 MHz gibi performans gösteriyor) 33 MHz'lik
bir işlemci kadar performanslı olmayacağında kanaatindeydi. Fakat
zamanla bu kişiler yanıldı, ve 486 DX2/66 işlemcisi, 486 DX/33
işlemcisinde hızlı bir işlemci idi. Dolayısı ile, Intel ve diğer
işlemci üreticilerinin sistem veri yolu çarpanı ile işlerine devam
etmeleri sağlanmış oldu. Ama çarpan sayısı arttıkça performanstan tam
verim sağlanamıyordu. 486 DX4/100 (gerçekte DX3/100 olacak: 33 MHz X
3.0x) gibi bir işlemcinin, sadece 100 MHz' de (çarpan sistemi
uygulanmamış) çalışan bir işlemciden yavaş olacağı sonunda Intel' de
kabul etti. Sonuç olarak, işlemci hızları sürekli artarken, sistem
veri yolu hızı aynı paralelde artış gösteremedi ve günümüz
sistemlerindeki yavaş bellek, genel performansın düşmesine sebep oldu.


Genel Durum


Günümüzdeki işlemcilerin saat çarpanı 10.0x'a kadar çıkmış durumda.
Şu ana kadar, daha hızlı bir bellek alt sistemine bu kadar çok ihtiyaç
duyulmamıştı. Günümüz PC'lerine baktığımızda, genel olarak bellek
sistemlerinde SDRAM kullanılması gerekli. (RDRAM'lı i820 ve i840 yonga
setleri, piyasanın çok az bir bölümünü oluşturuyor.) SDRAM (Senkronize
DRAM), adı üzerinde senkronize, yani sistem veri yolu hızı ile aynı
hızda çalışan anlamında. Günümüzde 100 MHz'lik işlemcilerden 133
MHz'lik işlemcilere geçiş olduğunu ve sistem bellek bant genişliğinde
3 'lük bir hızlanma olacağını düşünürseniz, bir çözüm var gibi.
Ancak basit olarak, SDRAM hızının arttırılması tatmin edici düzeyde
bir performans artışı beraberinde getirmiyor. 133 MHz'de çalışan
SDRAM'ler küçük bir artışı ifade ediyor. örneğin 133 MHz'de çalışan
bir SDRAM belleğin sunacağı maksimum veri bant genişliği 1,064 MB/sn.
Elimizde, saniyede kullanabileceğimiz 1066 MB'lık bir veri bant
genişliği var. Diğer taraftan ise, 133 MHz sistem veri yolu hızında
çalışan bir işlemcinin saniyede 1 GB, AGP 4X veri yolunun saniyede 1
GB, 33 MHz'de çalışan PCI veri yolunun ise saniyede 132 MB 'lık bir
bant genişliğine ihtiyacı var. Bunların hepsi birlikte 2.1 GB yapıyor.
Yani sistem bizden saniyede 2.1 GB veri istiyor ama biz 1,066 MB'ını
verebiliyoruz. Bu çalışmaları yavaşlatıcı bir durum. Burada 100 MHz'de
ve 133 MHz'de çalışan bir SDRAM'in ne kadar veri bant genişliği
sunduğunu şöyle hesaplanır. (100 MHZ çalışma Hızı) X (64-bit veri
yolu) X (118 bit başına düşen byte) = 800 MB/sn ulaşılabilir bellek
bant genişliği. Sistem veri yolu hızı 133 MHz'e çıktığında ise bellek
bant genişliğinde 3 'lik bir artma söz konusu. (133 MHz çalışma
Hızı) X (64-bit veri yolu) X (118 bit başına düşen byte) = 1064 MB/sn
ulaşılabilir bant genişliği. Bu hızı yeni bant genişliği ile artırmak
hem pahalı hem de sistem gelişmesini engelleyici olacağından ve de
günümüzün PC'lerinin bellek bant genişliğinin sistem gerekli. Bunun
için yakın geleceğin standart bellek teknolojisini belirleyecek iki
aday var :



1. AMD ve VIA'nın en büyük destekçisi olduğu DDR-SDRAM




2. Intel'in desteklediği ve i8XX (i815 hariç-üstü ) serisi yonga
setlerinin desteklediği RAMBUS teknolojisi.


Bellek Bant Genişliğini Arttırmak için iki Yöntem Bulunuyor:


Veri yolu genişliğini arttırmak: Daha fazla veri pin'i eklenerek,
aynı anda transfer edilen veri miktarı arttırılabilir. Fakat bu bir
yere kadar devam ediyor. Pin sayısı arttıkça üretim maliyeti artacak,
sürekli ana kart modelinde değişiklikler olacak, güç gereksinimleri
farklılık gösterecek. Saat hızını artırmak: Saat hızı iki katına
çıkarılarak aynı anda transfer edilen veri miktarı arttırılabilir. Bu
da bir noktaya kadar. Yüksek saat hızlarında güvenli veri transferi
gerçekleşir mi tartışılır. Güvenlik sorunu halledilebilir ama bunun
için çok daha kaliteli PCB’ler (Baskılı Devre), bellek modülleri
kullanılması gerekecek ve üretim maliyetini daha çok arttıracak.