PC Bilgisayarında RAM nasıl çalışr

[mehmetkarahanlı]

RAM (Random Access Memory) 'nin kısaltmasıdır. Rasgele Erişimli Bellek anlamına gelir. Siz bilgisayarınızı açtığınızda hızlı bir şekilde yüklenmesi veya erişilmesi gereken bilgiler bilgisayar tarafından öncelikli olarak RAM'e taşınır. Bilgisayarlarınızda bulunan işlemci belleği dışındaki en önemli 2 bellek RAM ve disk sürücünüzdür. Disk sürücüleri manyetik bir diskin çok hızlı dönmesi ile üzerine yazılan manyetik işaretli kodları hızlıca okur. Ancak ne var ki, dönen bir diskin üzerindeki bir veri noktasını bulmak için ne kadar hızlı dönerse dönsün harcanması gereken bir zaman vardır. Ek olarak diskin üzerinde kenara yakın bölgeler ile içe yakın bölgeler arasında dahi erişim açısından zaman farkları oluşur ​

- çizgisel hızdan sebep ​

.​

Zamanla hard disk üzerindeki verilerin yazılma silinme sıralaması yüzünden bir programa ait veriler yanyana kalmayıp farklı bölümlere dağılır. Bu da yukarıdaki okuma hızı problemini daha da artırır. Bilgisayarınızın hard diskinden gelen tırrrrr, cırrrrr, tırrr gibi seslerin artması bunun en büyük işaretidir ​

. Yeri gelmişken bunu defrag işlemi ile azaltabilir ve tüm verinin tekrar birarada yazılmasını sağlayarak programlarınızın veya dosya aramalarınızın hızını artırabilirsiniz. Konuya dönecek olursam. İşte RAM denen bellek hücreleri bu gibi problemleri önlemek (aslında SSD'ler var artık ama o ayrı bir konu) ve hızlı çalışması gereken program parçaları, servisleri, vs. gibi çok hızlı erişilebilecek bilginin aktarıldığı yerlerdir. İşletim sistemimizin servisleri öncelikli olarak RAM'e yüklenir örneğin. Sonrasında da gerekli programların çalıştırılabilir dosyaları RAM'e atılır. Bu yükleme işlemi yapılırken harddiskten okunma esnasında hız problemi olur ama RAM'e yüklendikten sonra çok hızlı çalışır. Nedeni ise RAM'de hareketli dönen manyetik disk mekanizması yerine milyarlarca bellek adresinin bulunması ve bunlara erişimin direkt olmasıdır. ​

Böylece, RAM'e yüklenecek veri HDD'den okunur ve CPU tarafından da hızlıca erişilir.​

Gelelim diğer kısma. RAM'in büyük olması neye yarar? RAM boyutunuz belli bir miktara kadar, büyüdükçe, buraya atılabilecek veri miktarı artar ve bu da performansa direkt yansır. Ancak RAM de kullanıyor olsanız, işletim sisteminiz, hard disk üzerinde kendisine, adına pagefile dediğimiz bir alan yaratır ve birçok programı önce buraya sonra buradan RAM'e aktarır. Pagefile yapısı diskin o bölümünü göreceli sıralı olarak ve kendine has olarak kilitlediği için ve bilgisayar kapanıp açılsa da orada tuttuğu için bir hız kazandırmaktadır. Ancak çok fazla RAM'iniz varsa (işletim sisteminin harcadığı RAM alanının 3-4 katı örneğin) işletim sistemi ayarlarınızı kullanarak bu pagefile yazmayı iptal edip işletim sisteminize her veriyi RAM ile kullanacak şekle getirebilirsiniz ve işinize de oldukça yarar ​

. Ya da hard diskiniz yerine bir SSD (Solid State Disk) alıp sanki hard diskiniz yerine RAM varmış gibi rahat hızlı ve sorunsuz kullanırsınız​

 

[mehmetkarahanlı]

Random Access Memory yani ram, bilgisayarda bir veri depolama şeklidir. Kelime anlamıyla rasgele erişim belleği demektir. Günümüzde sabit zamanda, en kötü performansla, herhangi bir sırada veri alınan entegre devreler halini almışlardır. Modern ramlerin çoğu DRAM yani dinamik ramdir. DRAM türü ne kadar rasgele erişimli olmasa da bu isim bu veri depolama aygıtlarına yapıştığı için hala DRAM/RAM kullanılmaktadır. SRAM (statik ram), ROM, OTP, NOR flash hala rasgele erişimlidir. (random access)
RAM çoğunlukla tutulması için güç gerektiren belleklerle (Dram modülleri) ilişiklendirilir. (Volatile Memory) Sistem çalışır durumda iken, sürücüler, programlar, ​

vb

bu veri depolama aygıtını kullanır. Bu yüzden buna geçici hafıza da denebilir. Ancak ROM ve flaş bellek tipi olan NOR flash da çalışmak için güç gerektirmeyen bellek (Non-Volatile) olmalarına rağmen RAM olarak adlandırılır.
Diğer hafıza aygıtları (manyetik bantlar, diskler), mekanik tasarım sınırlamaları nedeniyle, sadece önceden belirlenmiş bir sırayla veri depolama aygıtlarına ulaşabilirler. Bu anlamda sabit diskiniz ve raminiz arasındaki farklardan en büyüğü budur. Bu bağlamda RAM in yüksek olması bilgisayarın çalışma performansını en çok etkileyen şeylerden biridir.

Ram kullanımı aslında günlük bilgisayar kullanımındaki en büyük sıkıntılardan biridir. Yüksek ve set olarak satılan (kit) ramlerden almalarını tavsiye edebileceğim insanlar:​

• Yüksek çözünürlüklü tasarımlarla uğraşan tasarımcılar
• Compiler/debugger kullanan programcılar
• Oyun oynarken sık sık masaüstüne dönüp başka şeylerle ilgilenen kullanıcılar

Bu tamamen göreceli bir kavram olarak algılansa da paranızın yetebileceği en yüksek rami almanızı tavsiye ederim. Zira işlemci hızı ve ekran kartı hafıza boyutu da çok önemli kavramlar olsa da RAM bilgisayarınızı günlük kullanım dahilinde ayakta tutacak en önemli parçalardandır. Ayrıca sisteme uyumlu bir RAM alabilmek için anakart özellikleriyle en yüksek performans gösteren marka ve modelleri de seçmeye dikkat edin.​

Üstteki imajda ddr2 ve ddr tipindeki ramleri görebilirsiniz. Üstten başlayarak soldan sağa doğru:​

• Isı yayıcılı DDR2
• Isı yayıcısız DDR2
• Dizüstü bilgisayarlar için kullanılan DDR2
• DDR
• Dizüstü bilgisayarlar için kullanılan DDR

1951'de üretilen ilk RAM türleri 60lı yıllarda ve 70li yılların başlarına kadar satılmaya devam etmiştir. Bundan öncesinde ise ana işlemler için relay denen iletişim/bağlantı parçaları ya da elektronik vakum tüpleri kullanılıyordu. Modern Ram türleri SRAM ve DRAM olmak üzere ikiye ayrılır. SRAM yani statik RAM de bir bitlik veri iki durumlu bir halde tutulur. Bu ram tipi aslında üretilmesi daha maliyetli olsa da DRAM tipinden genellikle daha hızlı ve daha az güç ihtiyacıyla çalışmaktadır. Modern bilgisayarlarda sıkça CPU için veri saklama amacı ile de kullanılırlar. DRAM ise bir bitlik veriyi transistör ve kapasitör ortaklığıyla tutar. İki ram tipi de güç gerektiren bellektir. (volatile) Güç kesildiğinde bu veriler ortadan kaybolur. Diğer taraftan ROM (read-only memory) seçili verileri, gerekli transistörleri açarak ya da kapatarak sürekli olarak tutar. Ancak bu veriler sadece okuma verisi olarak tutulduğu için üstüne yazılamaz verilerdir.
Modern bilgisayarda sistem RAM i verimli kullanmak adına sanal hafıza yöntemine giderek, sabit diski böler. Bu sayede Ram ve sabit disk yardımlaşa çalışır, sistem çok yavaşladığında daha önceden ayrılmış Ram kısmına geçer ve sabit disk tarafından tekrar oradan okunur. Ancak bunun aşırı kullanımı, genellikle kötü sonuçlar doğurabilir. Bunun nedeni de sabit sürücülerin RAM lerden daha yavaş kalmasıdır.​

 

[mehmetkarahanlı]

RAM (Random Access Memory - Rasgele Erişilebilir Hafıza)

RAM, bilgisayarınızda çalışan program verilerinin, hızlı erişebilirliğini arttırmak için bilgisayar sisteminin hafızasında tutulması işine yarar. Bilgisayar sistemleri cihazlarında hafıza kelimesi çeşitli anlamlar taşıyabilir. Sabit diskte bir hafızadır, RAM da bir hafızadır. Sabit diskte veriler bilgisayar sistemini kapattığınızda da kalır. RAM hafıza ise elektrik kesildiğinde sıfırlanır ve veriler kayıt altında tutulmaz.

RAM, sabit diske göre tartışılmaz şekilde hızlıdır. Bu yüzden hızlı bir bilgisayar sistemi, RAM hızının ve kapasitesinin büyüklüğü ile direk ilintilidir. RAM kapasitesi yüksek bir makinede açtığınız 10 farklı program arasında geçiş yapmanız RAM kapasitesi düşük olana göre daha hızlı olacaktır. Çünkü yüksek RAM da program ile ilgili tutulabilecek veriler için daha fazla yer olacaktır. RAM da yer kalmadığında bu bilgiler makinenizin sabit diski üzerinden yürütülmeye başlanır.​

DRAM (Dynamic Random Access Memory - Dinamik Rasgele Erişilebilir Hafıza)​

RAM aslında DRAM ın en genel bilinen ismidir. ​

FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM - Hızlı Sayfalama Modlu RAM)​

FPM DRAM bellekte, 30pin veya 72 pin, 5Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.​

FPM-SIMM-30PIN-5V.jpg (50.53 KiB) 47998 kere görüntülendi​

FPM- SIMM-72PIN-5V.jpg (53.36 KiB) 47997 kere görüntülendi​

EDO RAM (Extended Data Out - Genişletilmiş Veri Çıkışlı RAM)​

EDO RAM bellekte, 72 pin ve 168 pin, 5Volt'luk ve 3.3Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.​

EDO-SIMM-72PIN-5V.jpg (53.25 KiB) 47997 kere görüntülendi​

EDO-DIMM-168PIN-3.3V.jpg (58.31 KiB) 47997 kere görüntülendi​

SDRAM (Synchronous Dynamic RAM - Senkronize Dinamik RAM)​

Aslında DRAM ın bir türevidir, özelliği makinenizin işlemcisinin çalışma hızına göre kendini senkron çalıştırabilmesidir. Aynı zamanda işlemcinin veri birikimi için veri yolundan işlemcinin oku ve yaz komutlarınada karşılık verebilir. Yani anlayacağınız işlemcinin komut hafızası doldumu SDRAM dan yardım alabiliyor. Bu da işlemcinin iş kuyruğunu uzatmasına yardımcı oluyor demek.​

SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM - Tek Veri Oranlamalı SDRAM)​

SDRAM ın orjinal ve uzun yazım biçimini ifade eder. SRAM bellekler 168 ayak pini sayısına, 3.3Volt gerilim çekimine, 66Mhz, 100Mhz, 133Mhz veriyolu hızına sahip şekilde üretilmişlerdir.​

SDR-DIMM-168PIN-3.3V.jpg (53.84 KiB) 47997 kere görüntülendi​

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM Çift Veri Oranlamalı SDRAM)​

Veri transfer hızı geliştirilmiş ve veri yolu genişliği ikiye katlanmış olan geliştirilmiş SDRAM dır. DDR SDRAM larda 184 pin ayak iğne sayısı ve 2.5V luk gerilim çekimi söz konusudur.​

DDR-DIMM-184PIN-2.5V.jpg (62.38 KiB) 47995 kere görüntülendi​

DDR2 SDRAM​

Bu DDR SDRAM ların ikinci nesil ürünüdür. DDR SDRAM lardan biraz daha farklı bir sinyal yapısına ve daha az elektrik tüketimine sahip bir mühendisliği vardır. Tabi farklı sinyal yapısı ürünüde farklı kılmış ve ana kart ile olan bağlantı ayaklarında bir artışa neden olmuştur. Buda DDR SDRAM lerde 184 pin olan ayak sayısını 240 pin adete yükseltmiştir. Daha az elektrik tüketiminden kastımız 2.5Volt'luk gerilim çekiminin 1.8Volt'a düşürülmüş olmasıdır. Bu fazla bir fark değil gibi gözüksede, RAM ın çalışma performansını doğrudan etkileyen çok büyük bir farktır. Ayrıca daha az voltaj daha soğuk çalışabilme demektir.​

DDR2-DIMM-240PIN-1.8V.jpg (60.63 KiB) 47995 kere görüntülendi​

DDR3 SDRAM​

DDR3 SDRAM in bir önceki nesilden farkı, daha fazla veri genişliği kullanabiliyor olması, 90mm üretim teknolojisinden dolayı daha az elektrik tüketiyor olması ve işlem tampon bölgesinin ikiye katlanması sonucu daha hızlı reaksiyon sürelerine sahip olmasıdır. DDR SDRAM lerin 2,5 Volt ve DDR2 SDRAM'lerin 1,8 Volt'luk kaynak gerilimi gereksinimlerine karşın DDR3 SDRAM’ler 1,5Volt’luk gerilim gereksinimleriyle DDR2'lerden %30 daha az güç harcarlar. DDR3 SDRAM’ler ve DDR2 SDRAM’ler aynı büyüklükte ve 240 pin olmak üzere aynı sayıda iğneye sahipken, elektriksel olarak uyuşmazlar ve çentikleri farklı yerlerdedir. Daha az elektrik tüketiyor dedik, işte bir önceki nesillerin 1.8V elektrik ihtiyacı vardı, bu nesil 1.5V ile çalışıyor, haliyle daha az ısınıyorlar. Daha az voltaj ile amaç enerji sarfiyatını azaltarak, özellikle notebook/mobil bilgisayar sistemleri cihazlarının pil ömrünü uzatmaktır.​

DDR3-DIMM-240PIN-1.5V.jpg (68.09 KiB) 47995 kere görüntülendi​

RDRAM (Rambus DRAM)​

Rambus adında bir firmanın ürettiği bir DRAM tipidir. Paket tabanlı komut protokolu, komut veri akış yolu, veri akış yolu, düşük voltaj ihtiyacı, yüksek ulaşabilirlik hızları gibi özellikleri vardır, fakat pek tutunamadı. RDRAM bellekte 184 pin, 2.5 Volt gerilim söz konusudur.​

RDRAM-RIMM-184PIN-3.3V.jpg (51.07 KiB) 47995 kere görüntülendi​

SIMM (Single Inline Memory Module)​

RAM ın Mainboard (Anakart ) üzerine montajının yapıldığı soketin adıdır. SIMM soketin iki tipi vardır. SIMM modüllerde 72 pin ayağı, 30 pin ayağı olan iki soket tipi vardır, EDO ve FPM bellekleri monte etmek için kullanılırlar.​

DIMM (Dual Inline Memory Module)​

SIMM in çalışma hızının 64 bit hale getirilmiş şeklidir. DIMM de toplam 72 bağlantı ayağı vardır. 36 sı bir tarafta, 36 sı diğer taraftadır. DIMM soketler 168 pin, 184 pin, 240 pin yapıda olabilirler, SDR, DDR, DDR2, DDR3 bellekleri monte etmek için kullanılırlar, aynı pin ayağına sahip RAM bellekler aynı pin yapıda DIMM sokete oturmazlar çünkü RAM belleklerdeki çeltik noktaları DIMM modüllerdeki çeltik noktaları ile uyuşmayacaktır.​

SODIMM (Small Outline DIMM)​

SODIMM soketler notebooklarda kullanılmak için dizayn edilmiştir, DIMM modüller ile aynı özelliklere sahip fakat boyut olarak daha küçüktürler. 72 pin SODIMM 32 bit ve 144 pin SODIMM, 200 pin ve 204 pin SODIMM modüller 64bit destekler.
FPM DRAM - EDO DRAM SODIMM 72-pin (72-pin SIMM dan farklıdır FPM ve EDO SIMM bellek takılamaz yani)
SDR SODIMM 100 pin 144 pin
DDR1 SODIMM 200 pin
DDR2 SODIMM 200 pin
DDR3 SODIMM 204 pin ​

MicroDIMM​

Dizüstü bilgisayar sistemleri için MicroDIMM modüller ve micro RAM çeşitleri üretilmiştir.
SDR MicroDIMM 144 pin,
DDR1 MicroDIMM 172 pin,
DDR2 MicroDIMM 172 pin
DDR3 MicroDIMM 214 pin
DDR2 MiniDIMM 244 pin ​

RIMM​

RDRAM bellekler için RIMM soketler 184 pin, 232 pin iğneye sahiplerdir.​

SORIMM​

Dizüstü RDRAM için SORIMM soketler 160 pin iğneye sahiplerdir.​

Registered Memory [Buffered Memory]​

Register memory nin özelliği, hafızaya atılan verilerin yerlerinin tutulduğu bir index tablosunun hafızanın belli ve küçük bir kısmında tutularak adreslenmesi demektir. Bu tanımı donanım mühendisleri ve low level programcıların bilmesi yeterli olacaktır. Yani kısaca şöyle diyebiliriz, hafızada tutulacak bilgilerin girişi için bir program tetikte bekleyip gelenlerin yerlerini hafızasına kayıt ediyor çıkanları o hafızadaki adreslerden siliyor.

Bu tip hafızalar diğerlerine göre biraz daha yavaş calışırlar. Çünkü bilgi istekleri önce o az önce bahsettigim programın hafızasında kontrol edilir ve eğer varsa ilgili yere yönlendirilir, yoksa gönderilmez. Bundan dolayı var olan verilere ulaşmak iki arama operasyonu gerektirdiğinden biraz daha yavas işler. Bazı sistemler bu tip RAM ları zorunlu kılmıştır bazıları ise kullanmayı reddetmektedir. Ama son zamanlarda üretimde olan anakartların bir çoğu size bu ikisi arasında seçim şansı tanımaktadır. ​

UnRegistered Memory [Unbuffered Memory]​

Unregistered Memory de yukarıda anlattığımız gibi bir ön kontrol yoktur. Hafızadan istekde bulunulduğunda veriyi kayıtlı tüm verilerin içinde arar. Eğer bilgi varsa vardır, yoksa yoktur.​

ECC Memory (Error Correction Code Memory)​

Yani bu tip hafızalar oluşabilecek hafıza hatalarının bir kısmını kendi kendine düzeltebilecek bir yapıya sahiptirler. Bir ECC Memory 64-bit lik bir hafıza bloğundaki bir hatayı düzeltebilir. Aslında 64-bit hafıza bloğundaki bir çok hatayı bulabilir ama sadece 1 hatayı düzeltebilir. FPM ve EDO belleklerde hata kontrol teknolojisi parity (eşlik) olarak geçer

Peki hafıza içinde hata nasıl oluşur? Biliyorsunuz ki bu chipler elektronik bileşenlerdir. Bir elektronik maddenin içindeki ayaklar elektrik akımı ile açılıp kapanır eğer ortamda fazlaca manyetik alan var ise bu ayakların açılıp kapanmasında yanlışlıklar olabilir.

Bu manyetik alanlar; Kozmik ışınlar, alfa ışınları, Radyo dalgaları, statik elektrik atlamaları, enerji sorunları, makine içindeki donanımların oluşturabileceği bir aksaklık, sistem çalışma saatinin yanlış ayarlanmış olması ​

Non-ECC Memory (None Error Correction Code Memory)​

Hafıza hatalarını denetleyen bir kontrol yapısı içermezler.​

Registered ECC Memory​

Hem registered ile ön kontrol hemde ECC ile hata düzeltme yapısına sahip bellek teknolojisidir. ​

Full Buffered ECC Memory​

Registered ECC Memory lerin sunucu tipli makinelerde daha etkin kullanılması için daha geliştirilmiş bir teknikle hata payını minumuma indirmeyi amaçlayan teknolojidir. Çünkü sunucu makineler bilginin doğruluğunu garanti etmek zorundadırlar. Ama evde kullanılan makinelerde örneğin oyun makinelerinde bu tip hafızanın kullanılması gereksiz performans kaybına neden olacaktır.​

CAS Latency (Column Address Strobe Latency)​

CAS (Column Adress Strobe); Bilginin kayıtlı olduğu sütuna ulaşılırken yaşanan gecikmedir.
RAS (Row Address Strobe); Aranan bilginin kayıtlı olduğu dizeye ulaşırken yaşanan gecikmedir.
RAS-to-CAS; Bilginin var olduğu dizeden sütuna geçerken yaşanan gecikmedir.
CAS Latency DRAM hafıza içinde bulunan bilgiye ulaşabilmek için gerekli olan zaman döngüsüdür. Örneğin CAS3 tipli bir hafızanın, hafızadaki bilgiye ulaşabilmek için 3 zaman döngüsüne ihtiyacı vardır. CAS2 de aynı işi halledebilmek için 2 zaman döngüsüne ihtiyaç vardır. Zaman döngüsü hafıza içindeki veriye ulaşmak için yapılacak işlemleri belirtir, CAS3 tipli bir DRAM hafızanın veriye ulaşmak için yapacağı işlemler şunlardır; Hafızanın takıldığı anakart soketini bulmak, Hafıza satırını ve sonucunda satır numarasını bulmak, Hafıza sütununu ve sonucunda sütün numarasını bulmak. Sonucunda elimize bir satır, bir sütun bilgisi geçmiş oluyor. Bu iki verinin kesiştiği yer verinin olduğu yerin adresidir.​

Virtual Memory​

Virtual Memory makinenizde bulunan işletim sisteminin, bilgisayarınızın hafızasında yer kalmadığında sabit disk üzerinde bu RAM a ait olan verileri saklayacağı bir dosyayı oluşturması ve her an ulaşıma hazır tutması demektir.

Windows sistemlerde Page File, Linux sistemlerde ise SWAP denilen partion(sabit disk bölümünün) alanının adıdır. Genelde bu ayarlar işletim sistemi kurulurken, otomatik olarak sistem hafızanızın boyutuna göre ayarlanır. Ama daha sonrasında ekleyeceğiniz hafıza modülleri ile bu dosyaların boyutlarının büyütülmesi gerekebilir. İdeal bir Virtual Memory boyutu, makinenizde bulunan hafızanın 2 katı boyutunda olmalıdır. Örneğin makinenizde 2GB RAM varsa bu dosyanın boyutu 4GB olabilir genelde bu işlem işletim sistemi yönetimine bırakılır.​

SRAM (Static Random Access Memory - Durağan Rasgele Erişilebilir Hafıza)​

Bu SRAM denilen şey işlemcilerde CACHE diye çağırdıkları hafıza tipine denk gelmektedir. L2 cache buna bir örnektir. Bu tip ramlar DRAM a göre çok daha hızlı çalışırlar ama kullanım alanları sınırlıdır.

SRAM ın çeşitleri
Asynchronous Static RAM
Synchronous Burst Static RAM
Pipeline Burst Static RAM​

NVRAM (Non Volatile Random Access Memory - Kalıcı Rasgele Erişilebilir Bellek)​

Bu RAM lar şu elektronikçilerden veya bilgisayarcılardan aldığınız Flash Bellekler de kullanılan RAM lardır. Bu tip RAM lara veriler yazıldıktan sonra elektrik kesilse bile veriler kaybolmaz.​

Video RAM​

Video RAM, RAM ekran kartlarında kullanıldığında bu şekilde adlandırılır. ​

Flash Memory​

Flash Memory, elektrik olmadığında da verileri hafızasında tutabilen bir yapıya sahiptir. Aslında Flash Memory ler EPROM un bir çeşitidir. Tek fark bunlara veri yazımıda yapılabiliyor olmasıdır. ​

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)​

Bu tip hafızalarda elektrik kesintisinde bilgi kaybolmaz, hafızanın içi temizlenip yeniden programlanabilir bir yapıya sahiptir. Ama sadece okunabilir şekilde çalışır, dinamik bir yazma işlemi gerçekleştirilemez. Makinelerimizde kullanılan anakartların BIOS (Basic Input Output System) sisteminde, yani bilgisayarın açılması ve gerekli donanımları anakartın tanıması için kullanılan küçük yazılım, işte bu EPROM içinde tutulmaktadır. Bir EPROM veriyi uzun bir süre boyunca saklayabilir.​

 

[mehmetkarahanlı]

RAM (Bellek) Nedir?

Genel olarak bellekler, elektronik bilgi depolama üniteleridir. Kullandığımız elektronik cihazlar üzerinde bellekler yer almaktadır. Başta bilgisayarlar olmak üzere cep telefonları, el bilgisayarları, hesap makineleri, oyun konsolları, araba radyoları, video cihazları ve televizyonlarda da bellekler kullanılmaktadır.

Bilgisayarlarda kullanılan bellekler, işlemcinin istediği bilgi, komutları maksimum hızda işlemciye ulaştıran ve üzerindeki bilgileri geçici olarak tutan depolama birimleridir. İşlemciler her türlü bilgiyi ve komutu bellek üzerinden alır. Bilgisayarın açılışından kapanışına kadar sağlıklı bir şekilde çalışmak zorunda olan en önemli bilgisayar bileşenlerinden biri bellektir.​

RAM (Belleğin) Yapısı

Mikroişlemcilere benzer olarak hafıza çipleri de milyonlarca transistör ve kapasitörden oluşan entegre devrelerdir. Genel olarak bilgisayar hafızalarında bir transistör ve bir kapasitör, bir hafıza hücresini oluşturur ve tek bir bit bilgiyi temsil eder. Kapasitör bir bit’lik bilgiyi (0 veya 1) tutar, transistör ise bir anahtar görevi görerek bilginin okunmasını veya değiştirilmesini kontrol eder. Bellek miktarı 8MB olan bir yongada 64 milyon tansistör, 64 milyon kapasitör ve bunları birbirine bağlıyan yollar bulunur.Her hafıza hücresinde 1 bit’lik veri saklanır. Bu 1 bit’lik veri, hafıza hücresinde elektriksel bir yük olarak depolanmaktadır. Bulunduğu konumun satır ve sütun olarak belirtilmesi hâlinde veriye anında ulaşılması mümkündür. Bellek modüllerinde 256Kx16 yazılması 256000 sütunun ve 16 tane satırın olduğunu gösterir.​

RAM (Bellek) Görevi

Teknik olarak bellek, herhangi bir şekilde elektriksel verinin depolanması işlemidir. Günümüzde hızlı ve geçici depolama anlamında kullanılmaktadır. Görevi, işlemcinin verileri işlemesi sırasında gerekli olan verileri geçici veya kalıcı olarak saklamaktır.Veriler ister sabit bir depolama kaynağından ister herhangi bir giriş kaynağından gelsin, öncelikle RAM (Random Access Memory) belleğe gider. Bu aşamadan sonra işlemci, kendisi için gerekli olan küçük veri parçalarını tampon bellekte (Cache) saklar. İşlemci içerisinde bulunan kaydediciler, tampon bellekteki verileri alır ve işlemcinin işlemlerini gerçekleştirir.​

Çalışma Biçimine Göre Bellek Çeşitleri

Günlük kullanımda RAM , hafıza ve bellek kelimeleri çoğunlukla aynı kavramı ifade etmektedir. Hangi kavramı kullandığınız çok önemli olmayabilir ancak doğru sınıflandırmayı bilmeniz önemlidir. Bilgisayarın ana hafızası olan RAM’ın, sadece bir hafıza türü olduğu unutulmamalıdır. RAM’ın yanı sıra bilgisayar bünyesinde daha birçok hafıza birimi vardır. ​

CMOS, ROM, EPROM, flash gibi kavramların hepsi birer hafıza türüdür.

Bilgisayarlardaki bellek çeşitleri, çalışma biçimlerine göre RAM bellek ve ROM bellek olmak üzere iki kategori altında incelenir. Flash bellekler bazı durumlarda ROM belleklerden ayrı olarak tutulmaktadır.​

1- RAM (Random Access Memory – Rastgele Erişimli Bellekler)

RAM, işlemci tarafından işletim sisteminin, çalışan uygulama programlarının ve kullanılan verinin hızlı bir biçimde erişebildiği yerdir.Bilgisayarlardaki CD-ROM, disket sürücü veya sabit disk gibi depolama birimlerinden daha hızlıdır. Bilgisayar çalıştığı sürece RAM faaliyetini devam ettirir; bilgisayar kapandığı zaman, RAM’da bulunan veriler silinir. RAM’a “Random Access” yani rastgele erişimli denir. RAM’lar birbirinden tamamen bağımsız hücrelerden oluşur. Bu hücrelerin her birinin kendine ait sayısal bir adresi vardır. Her hücrenin çift yönlü bir çıkışı vardır. Bu çıkış veri yolunda (Data Bus) mikroişlemciye bağlıdır. Bu adresleme yöntemiyle RAM’daki herhangi bir bellek hücresine istenildiği anda, diğerlerinden tamamen bağımsız olarak erişilebilir. İşte rastgele erişimli bellek adı da buradan gelmektedir. RAM’da istenen kayda ya da hücreye anında erişilebilir.​

Bellek sığası (kapasitesi) byte cinsinden belleğin kapasitesini verir. RAM modülleri byte cinsinden ifade edilir. 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2GB, 4GB modüller hâlinde satılır. Byte, bellek ölçü birimidir, 8 bit’ten oluşur. Bit ise “1” veya “0” sayısal veri bilgisini saklayan en küçük hafıza birimidir. RAM Yongaları:

Üretim teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak RAM çipleri veya yongaları zamanla değişmiştir. Günümüzde üretilen yongalar ise bacakları altta olacak şekilde CSP (Chip Scale Package) yapıdadır. Dikkat ederseniz yonganın çevresinde bağlantı bacakları bulunmamaktadır. Görsel olarak bellek yongaları, genelde küçük yeşil bir PCB (Chip Scale Package) yüzeye dizilmiş, ufak siyah modüller hâlindedir.​

SPD (****** Presence Detect) yongası,

RAM bellek üzerinde bulunan bir yongadır. RAM’a ait; erişim zamanı, üretici firma, üretim tarihi, seri numarası, calışma hızı ve bellek gecikmeleri gibi bilgileri bulundurur.​

CPU-Z gibi yazılımlar ile bu bilgilere ulaşılır.

Bağlantı pin sayısı, çentik yapıları sayesinde, hangi DRAM yongalarının takılı olduğu belirlenmektedir. Erişim zamanı, işlemcinin bellekten veriyi okuması için gerekli olan nanosaniye değerindeki zaman miktarıdır. Erişim zamanı bellek gecikmelerini belirler. CL ile ifade edilen bellek gecikmeleri, düşük gecikme değerlerine göre CL2, CL5, CL9 gibi isimlendirilir. Hafıza büyüklük ölçülerini tekrar hatırlayacak olursak:​

Hafıza büyüklük ölçülerini tekrar hatırlayacak olursak:

1 Bayt (B) = 8 Bit
1 Kilobayt (KB) = 1024 Bayt
1 Megabayt (MB) = 1024 KB = 1,048,576 Bayt
1 Gigabayt (GB) = 1024 MB = 1,073,741,824 Bayt
1 Terabayt (TB) = 1024 GB = 1,099,511,627,776 Bayt​

2-ROM(Read Only Memory -Sadece Okunabilir Bellekler)

Standart ROM üzerindeki bilgiler hiçbir şekilde değiştirilemez veya silinemez. ROM belleğe bilgi kalıcı olarak yerleştirilmiştir ve bellek içeriği kesinlikle değiştirilemez. Bilgisayarınızı kapatsanız bile üzerindeki bilgiler gitmeyecektir. BIOS gibi bilgisayarınız için önemli bilgilerin tutulduğu bir yapıda, özel yöntemlerle silinebilen ROM çeşidi kullanılır.ROM, sadece okunabilir bellekler için kullanılan genel bir ifadedir ve ROM bellekteki bilgiler, RAM bellektekilerin aksine kalıcıdır. İlk üretilen ROM sadece okunabilir özelliktedir. Daha sonra üretilen ROM çeşitleri üzerinde elektriksel yöntemlerle değişiklik yapılabilmektedir. Bu tipteki hafıza birimleri elektrik kesildiğinde dahi bilgilerin saklanması gerektiği durumlarda kullanılmaktadır. Genel olarak üç gruba ayrılır.​

3- PROM: ( Programable Read Only Memory-Programlanabilir Yalnızca Okunur Bellek )

PROM’un özellikleri temelde ROM’la aynıdır. Bir kez programlanır ve bir daha bu program üzerinde herhangi bir değişiklik yapılamaz ancak PROM’un üstünlüğü, yonganın fabrikada yapılırken programlanmak zorunda olmayışıdır. Herkes satın alabileceği PROM programlayıcısıyla amacına göre PROM’a bilgi yazabilir.​

a) EPROM: ( Erasable Programmable Read Only Memory Silinebilir Programlanabilir Yalnızca Okunur Bellek)

RAM’ların, elektrik kesildiğinde bilgileri koruyamaması ROM ve PROM’ların yalnızca bir kez programlanabilmeleri bazı uygulamalar için sorun oluşturmuştur. Bu sorunların üstesinden gelmek için teknoloji devreye girmiş ve EPROM’lar ortaya çıkmıştır. EPROM programlayıcı aygıt yardımıyla bir EPROM defalarca programlanabilir, silinebilir. EPROM programlayıcı, EPROM’un üzerindeki kodlanmış programı mor ötesi ışınlar göndererek siler. Yonganın üzerindeki pencere, parlak güneş ışığı EPROM’u kolayca silebileceğinden, programlama işleminden sonra EPROM’un üzeri bir bantla kapatılır.​

b) EEPROM: ( Electrically Erasable Read Only Memory – Elektiksel Olarak Silinebilen Programlanabilen Yalnızca Okunur Bellek )

Bilgisayar BIOS’larının kullandığı ROM tipi EEPROM’dur. EPROM’a benzer olarak EEPROM’da silinebilir ve yazılabilir. Adı üzerinde silme işini elektriksel olarak yapabiliyorsunuz.BIOS’lar EEPROM kullanır. Bu sayede ana kart üreticileri, güncelleşmiş BIOS’larını yazabiliyorlar. Bu bellek türü; mobil uygulamalarda, cep telefonlarında , sayısal işlemcilerde, modemlerde, BIOS’larda, dijital kameralarda ve PDA’larda kullanılmaktadır.​

3-FLASH Bellekler

Bu tip hafızalar, bir çeşit EEPROM olmakla birlikte hücreler arasındaki bağlantılar, iç tellerle sağlanmaktadır. Aralarındaki en önemli fark ise EEPROM’a bilgilerin byte byte yazılması Flashlara ise bilgilerin sabit bloklar hâlinde yazılmasıdır.Flash Bellekler, güç kesintisinde dahi içerdiği bilgileri kaybetmeyen ve tekrar tekrar yazılıp silinebilen bir bellek çeşididir. Flash belleklerin yapısı, RAM’lar gibi elektroniktir, kullanımı Hard Disk’lere benzer, yani yüksek depolama kapasitesine sahiptir. İçerisinde hareket eden bir parça yoktur. Bu özelliğinden dolayı bu tarz bellekler “solid-state” olarak yani “durağan” olarak adlandırılır. Hareket eden parça olmamasından dolayı hassasiyet değerleri yüksek değildir ve özellikle mobil alanda kullanımları çok yaygındır. Dijital kameralarda, cep telefonlarında, flash kartlarda, MP3 çalarlarda, taşınabilir sistemlerde ve Flash BIOS’larda kullanılmaktadır.​

Yarı İletken Özeliklerine Göre RAM Bellek Çeşitleri

Ram bellekler yarı iletken yapılaraına göre statik ve dinamik RAM olarak ikiye ayrılır.​

1-SRAM (Static RAM – Statik RAM)

SRAM (Statik Rastgele Erişimli Bellek) bellek hücresinde 4 ile 6 arasında transistor bulundurur. Bellek hücrelerinde kapasitör yoktur, Flip- Flop ve invertörler bulunur.Matris gibi dizayn edilirler. Bu bellekler Level 1-2-3 cache belleklerinde karşımıza çıkarlar.SDRAM içerisindeki veriyi yenileme ihtiyacı duymaz. Bu sayede Dinamik RAM’lara göre daha hızlıdır. SRAM’lar genellikle ön bellek (cache) olarak kullanılır. Maliyeti yüksek bir bellek çeşididir. Bu nedenle, tampon bellek olarak kapasiteleri az miktarlarda bulunmaktadır.​

SRAM Çeşitleri:

​

ASRAM

: Bu RAM, 386 işlemcilerle beraber asenkron olarak çalıştı. Asenkron denmesi işlemci ile aynı hızda çalışıyor olmasıdır. Yani işlemci ile aynı hızda çalışmıştır. ​

BSRAM (Burst Static RAM):

Bu RAM işlemci, teknolojisinin gelişmesiyle beraber L2 cache bellek olarak kullanıldı. ​

PBSRAM (Pipeline Burst RAM):

Pipeline mimarisini kullanan sistem hızı ile eşdeger çalışan bir statik bellek türüdür.​

2-DRAM (Dynamic RAM – Dinamik RAM)

DRAM, milyonlarca transistör ve kapasitörden oluşan entegre devrelerdir. Bir transistör ve bir kapasitör birlikte bir hafıza hücresini oluşturur. Bu hafıza hücresi tek bir bit bilgiyi temsil eder. Bellek hücrelerinde veri tazeleme devreleri bulunur. Bu devrelerle veriler canlı tutulur. Statik belleklere göre daha ucuzdurlar.DRAM’a “dinamik” RAM denmesinin sebebi, veriyi elinde tutabilmek için her saniyede yüzlerce kez tazelenmek ya da yeniden enerji ile doldurulmak zorunda olmasıdır. Veri sürekli tazelenmek zorundadır. Çünkü hafıza hücreleri, elektrik yüklerini depolayan minik kondansatör içerecek şekilde dizayn edilmiştir. Bu kondansatörler, kendilerine yeniden enerji verilmediği taktirde yüklerini kısa sürede kaybedecek olan çok minik enerji kaynakları olarak görev yaparlar. Aynı zamanda hafıza dizisinden birinin alınması ya da okunması süreci de bu yüklerin hızla tüketilmesine neden olur. Bu yüzden hafıza hücrelerinin, verinin okunmasından önce elektrikle yüklenmiş olmaları gerekir.​

DRAM’ların bellek tasarımcılarına çekici gelmesinin, özellikle de bellek büyük olduğu zaman, çeşitli nedenleri vardır. En önemli üç nedeni şöyle sıralayabiliriz: 1. Yüksek Yoğunluk:

Tek bir yonga içine daha çok bellek hücresi (transistör ve kondansatör) yerleştirilebilir ve bir bellek modülünü uygulamaya koymak için gerekli olan bellek yongalarının sayısı azdır. Bu yüzden caziptir.​

2. Düşük Güç Tüketimi:

Dinamik RAM’ın bit başına güç tüketimi, static RAM’la karşılaştırıldığında oldukça düşüktür.​

3. Ekonomi:

Dinamik RAM, static RAM’dan daha ucuzdur. Belleklerde bir bilgi işlenirken üç farklı gecikme yaşanır.​

DRAM Türleri ve Performans

Aşağıdaki tabloda DRAM’ın çeşitleri, üretim yılları, pin sayıları, gerilim değerleri, maksimum bant genişlikleri ve maksimum saat hızlarıyla ilgili bilgi içeren bir tablo bulunmaktadır​