Bellekler. Bellek Nedir? Hafıza Aygıtları. Belleğin Görevi

Transkript

1 Bellek Nedir? Bellekler İşlemcinin istediği bilgileri en hızlı şekilde işlemciye ulaştıran ve bilgileri geçici olarak saklayan depolama birimidir. Bilgisayarın açılışından kapanışına kadar sağlıklı bir şekilde çalışmak zorunda olan en önemli bilgisayar bileşenlerinden biri bellektir. Belleğin Görevi İşlemcinin işleyeceği bilgileri geçici olarak saklamaktır. Eğer işlemci, bellek yerine sabit diski kullansaydı bilgisayarlarımızın hızları çok düşerdi. Hafıza Aygıtları 1

2 BELLEĞİN ÇALIŞMASI HAFIZA ÇEŞİTLERİ Bilgisayarı açtınız M.İ.B. bilgisayardaki bütün aygıtların doğru çalışıp çalışmadığını kontrol eder. Bu aşamada bellek denetleyicisi de belleğin düzgün çalışıp çalışmadığını anlamak için test yapar. BIOS yüklenir. BIOS, depolama aygıtları, açılış sırası, sistem bilgileri gibi en temel bilgileri işlemciye sunar SABİT DİSK (Harddisk) Ucuz Yüksek Kapasite (TB) Kalıcı Depolama Yavaş (9 ns) Sanal Bellek burada tutulur. ANA BELLEK(RAM) Daha Pahalı Küçük Kapasite (1 GB) Geçici Depolama Hızlı (2,5 ns) ÖN BELLEK (CACHE) En Pahalı Çok Küçük Kapasite (2 MB) Geçici Depolama En Hızlı (0,3 ns) İşletim sistemi sabit diskten belleğe yüklenir Başlatılan programlar öncelikle belleğe yüklenir Yapılan değişiklikler kaydedilip program kapatıldığında bilgiler, bellekten depolama birimine gönderilir ve bellekten silinir. RAM (Random Access Memory) Rasgele Erişimli Bellek RAM (Random Access Memory) Rasgele Erişimli Bellek İşletim sisteminin, çalışan programların veya kullanılan bilginin geçici olarak depolandığı yerdir. RAM, ön bellekten sonraki en hızlı bellektir Bilgisayar kapandığında RAM deki bilgiler silinir RAM ler birbirinden tamamen bağımsız hücrelerden oluşur. Her hücrenin kendine ait farklı bir adresi vardır. Her hücrenin çift yönlü bir çıkışı vardır. 2

3 RAM in Çalışma Şekli RAM in Çalışma Şekli M.İ.B. BELLEK KONTROL ÜNİTESİ (KUZEY KÖPRÜSÜ) BELLEK YUVASI BELLEK KONTROL ÜNİTESİ RAM ile M.İ.B arasında bir köprü vazifesi görmektedir Bu sebeple diğer bir ismi de Kuzey Köprüsü (NORTH BRIDGE) dür. RAM i yazma amaçlı mı yoksa okuma amaçlı mı kullanılacağına dair sinyaller üretir. RAM deki bilgilerin hemen kaybolmaması için RAM hücrelerini yeniler. RAM MODÜLLERİ RAM MODÜLLERİ 3

4 RAM BANKALARI RAM HÜCRELERİ RAM BANKALARI RAM HÜCRELERİ RAM bellekler, satır ve sütunlardan oluşan bir dama tahtasına benzerler Satır ve sütunların kesiştiği bölgede Ram hücreleri vardır. Her hücrenin farklı bir adresi vardır Ram hücrelerine ulaşmak için önce satır sonra sütun aktif hale getirilir Bir hücrenin içinde 1 veya 0 bilgisi saklanabilir RAM ÇEŞİTLERİ RAM SRAM EDO DRAM DRAM SDRAM DDR RAM DRD RAM 4

5 DRAM (Dinamic RAM) Dinamik RAM RAM hücrelerinin elektrik sinyali gönderilerek sürekli yenilendiği bellek türüdür. Yenileme işlemini Bellek Kontrol Birimi yapar. Saniyede binlerce kez yenileme yapılır. SRAM (Static RAM) Statik RAM DRAM deki gibi bilgiyi tutmak için yenilemeye ihtiyaç yoktur. Bu sebeple daha güvenilir, hızlı ve pahalıdırlar. SRAM ler önbelleklerde kullanılırlar. Sürekli dolup boşaldığından dinamik denmiştir. SDRAM(Synchronous DRAM) Eş Zamanlı DRAM İşlemci ile eş zamanlı çalışabilecek şekilde tasarlandı Böylece işlemci bellekten gelecek bilgiler için daha az beklemektedir. Bir bilgiye ulaşmada 3 farklı gecikme yaşanır RAS (Row Address Strobe) : Bilginin bulunduğu satıra ulaşırken oluşan gecikme SDRAM Synchronous Dynamic RAM yani senkronize dinamik ram olarak bilinir. Clock sinyalinin sadece yükselen kenarlarında işlem yapar. SDRAM 133 MHz 1.1 GB/sn 168-pin 3.3V SDRAM 100 MHz 800 MB/sn 168-pin 3.3V CAS (Column Address Strobe: Bilginin bulunduğu sütuna ulaşırken oluşan gecikme RAS to CAS : Satırdan sütuna geçerken oluşan gecikme 5

6 RAM ler hakkında genel bilgiler ECC ve Non-ECC: Error correction Code (Hata düzeltme kodu) belleklerin hata bulma ve düzeltme özelliğidir. Voltaj: Belleğinizi kaç voltta çalıştığını belirtir. Pin Sayısı: Bellek DIMM modülünün kaç pin olduğunu belirtir. Chip sayısı: belleğinizin kaç adet çipten oluştuğunu belirtir. Örneğin 512MB Non-ECC bir bellekte 8 adet chip varsa her biri 512Mb tir. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) Çift Veri Hızlı DRAM SDRam belleklerden iki kat daha hızlıdır Bunun sebebi: Her bir saat darbesinde SDRam bellek bir bilgi okurken DDR SDRam bellek iki bilgi okumaktadır. Bu nedenle 133 MHz hızındaki bir DDR ile 266 Mhz hızındaki bir SD Ram aynı performansı göstermektedir DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) Çift Veri Hızlı DRAM Faydaları; 100 Mhz SDRam de veri yolu genişliği 800 MB / sn iken 100 Mhz DDR Ram de veri yolu genişliği 1600 MB/sn dir. Grafik ağırlıklı işlemlerde çok başarılıdır Dijital ve multimedia işlemlerde çok başarılıdır Fiyat olarak SDRam den çok farklı değildir Daha az enerji harcar DDR-SDRam (Double Data Rate) Clock sinyalinin hem düşen hem de yükselen kenarında işlem yapar. Yani dinamik ram frekansı 400 MHZ olan bir DDR RAM geçekte 800 MHZ hızındadır. 184 pin e sahiptirler. Çalışma geilimleri 2.5 volt tur. Çalışma hızları 100 ile 266MHZ (diğer bir deyişle 200 ile 533 MHZ arasındadır. Cycle time (arda arda gelen iki komutun çalıştırılması işlemleri arasında geçen süre) 10-5 nano saniyedir. 6

7 DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) Çift Veri Hızlı DRAM İsimlendirilmeleri; Hızına göre veya veri yolu genişliğine göre isimlendirilirler Örneğin 266 Mhz hızında olan bir DDR SD Ram DDR266 şeklinde gösterilir Örneğin veri yolu genişliği 2100 MB/sn. olan bir DDR SDRam PC2100 DDR şeklinde gösterilir. DDR II Ramler 240 adet pin e sahiptirler. Çalışma gerilimleri 1.8V dur. Gecikme zamanalrı DDR ramlere göre daha fazla olmakla birlikte daha hızlıdırlar. Çalışma hızları 200 ile 533 MHZ (diğer bir deyişle 400 ile 1066 MHZ arasındadır. Cycle time (arda arda gelen iki komutun çalıştırılması işlemleri arasında geçen süre) nano saniyedir. DDR III Ramler 240 adet pin e sahiptirler. Çalışma gerilimleri 1.5 V dur. Gecikme zamanları DDRII ramlere göre daha fazla olmakla birlikte daha hızlıdırlar. Çalışma hızları 400 ile 800 MHZ (diğer bir deyişle 800 ile 1600 MHZ arasındadır. Cycle time (arda arda gelen iki komutun çalıştırılması işlemleri arasında geçen süre) 10-5 nano saniyedir. Std. Bus clock (MHz) Internal rate (MHz) Prefetch (min burst) Transfer Rate (MT/s) Voltage DIMM pins SO- DIMM pins DDR n / DDR n MicroDI MM pins DDR n

8 Standardın adı Standardın adı Bellek Saati Çevrim Zamanı Giriş/Çıkış Saat Sıklığı Bellek saati Çevrim G/Ç Saat zamanı Sık. Saniyede Veri Aktarımı Saniyedeki veri aktarımı Modül İsmi Modülün adı En yüksek veri aktarım oranı DDR MHz 10 ns 200 MHz 400 Milyon PC MB/s DDR MHz 7.5 ns 266 MHz 533 Milyon PC MB/s DDR MHz 6 ns 333 MHz 667 Milyon PC MB/s DDR MHz 5 ns 400 MHz 800 Milyon PC MB/s DDR MHz 3.75 ns 533 MHz 1066 Million PC MB/s En yüksek aktarım oranı DDR MHz 10 ns 400 MHz 800 Milyon PC MB/s DDR MHz 7.5 ns 533 MHz 1066 Milyon PC MB/s DDR MHz 6 ns 667 MHz 1333 Milyon PC MB/s DDR MHz 5 ns 800 MHz 1600 Milyon PC MB/s Double ve Single Channel Destekleyen ankartlarla aynı özelliklere sahip 2 rami (boyut gecikme süreleri) aynı renkteki renk slotlarına yerleştirerek daha hızlı kullanabiliriz. Teoride veri yolunun 2 katına çıktığını söylesekte pratikte tam anlamıyla 2 kat performans artışı sağlanamamakla birlikte belirgin bir hız artışı sağlanmaktadır. Yani Single Channel(Tek kanal) çalışan bellekler Dual Channel (çift Kanal) belleklere oranla daha yavaş çalışmaktadır. Sanal Bellek (Virtual Memory) Ana belleğin yetersiz kaldığı zamanlarda kullanılmak üzere hard disk üzerinde oluşturulan belleğe denir. Sanal bellek miktarı bellek miktarımızın yeterli olduğu durumlarda devre dışı bırakılabilir. Ya da uygun bir düzeye getirilebilir. Sanal bellek sabit disk üzerinde oluşturulduğundan bilgisayarın çalışma hızını düşürücü etki yapmaktadır. 8

9 ROM(Read Only Memory) Sadece Okunabilir Bellek Bilgileri kalıcı olarak saklayabilir İçine bilgi bir kere yazılır, daha sonra değiştirilemez, silinemez. İlk yazma işlemini üretici yapar 3 çeşit ROM bellek bulunmaktadır ROM ÇEŞİTLERİ ROM PROM EPROM EEPROM PROM (Programmable ROM) Programlanabilir ROM Standart ROM dan farkı programlanabilir olmasıdır Boş olarak alınıp bir kereye mahsus olmak üzere içine bilgi yerleştirilebilir. EPROM(Erasable Programmable ROM) Silinebilir Programlanabilir ROM RAM lerin elektrik kesildiğinde silinmesi, ROM ların ise sadece bir kere programlanabilmesi sorununu ortadan kaldırmak için üretilmiştir. İstenildiği kadar yazılıp silinebilir kalıcı hafızadır. Üzerindeki pencereye kızılötesi ışık gönderilerek silinir. 9

10 EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) Elektrikle Silinebilir Programlanabilir ROM Bilgileri silmek için kızıl ötesine ihtiyaç yoktur. Elektrikle silinebilir. Silinme işlemi daha kolay olduğu için daha çok tercih edilir. Bilgisayarımızda bulunan BIOS EEPROM dur. FLASH ROM EEPROM ile aynı ailedendir. EEPROM aynı anda 1 byte lık bilgi üzerinde işlem yapabilirken, FLASH Rom 512 byte üzerinde işlem yapabilir. Daha hızlıdır. SIMM MODÜL YAPISINA GÖRE RAM BELLEKLER DIMM SODIMM ÖZEL BOYUTLULAR (RIMM,C-RIMM) ÖNBELLEK SIMM(Single Inline Memory Module) Tek Yerleşik Bellek Modülü SIMM modüllerde her iki yönde bulunan karşılıklı pinler birbirine bağlıdır. 10

11 SIMM(Single Inline Memory Module) Tek Yerleşik Bellek Modülü Ana karta belli bir eğimle takılırlar SIMM(Single Inline Memory Module) Tek Yerleşik Bellek Modülü SIMM modüller, DIMM modüllere göre daha eski teknolojiye sahiptirler ve daha küçüktürler. SIMM(Single Inline Memory Module) Tek Yerleşik Bellek Modülü DIMM(Dual Inline Memory Module) Çift Yerleşik Bellek Modülü İki çeşit SIMM vardır. 30 pin SIMM DIMM modüllerde her iki yönde bulunan karşılıklı pinler birbirine bağlı değildir. 72 pin SIMM 30 pin SIMM modüller 8 bit veri aktarabilirken 72 pin SIMM modüller 32 bit veri aktarabiliyorlar Ayrıca 72 pin SIMM modüllerin ortasında bir çentik bulunmaktadır 11

12 DIMM(Dual Inline Memory Module) Çift Yerleşik Bellek Modülü Ana karta dik olarak takılırlar DIMM(Dual Inline Memory Module) Çift Yerleşik Bellek Modülü DIMM modüllerde pin sayısı 168 tir. 64 bit bilgi aktarabilirler. SODIMM (Small Outline DIMM) Ufak Anahat DIMM DIMM modüllerden tek farkı küçük olmasıdır. Notebook bilgisayarlar için üretilmiştir SODIMM (Small Outline DIMM) Ufak Anahat DIMM Belli bir eğimle takılırlar. Kart üzerinde yatay dururlar 12

13 Ön Bellek (CACHE MEMORY) Ön bellek, işlemcinin hemen yanında bulunan ve ana belleğe oranla çok düşük kapasiteye (genellikle 1MB'dan az) sahip olan bir yapıdır. Cache bellek, işlemcinin sık kullandığı veri ve uygulamalara en hızlı biçimde ulaşmasını sağlamak üzere tasarlanmıştır. İşlemcinin ön belleğe erişmesi, ana belleğe erişmesine oranla çok kısa bir süredir. Eğer aranan bilgi, ön bellekte yoksa işlemci ana belleğe başvurur. Ön Bellek (CACHE MEMORY) Ön bellek kullanımında tüm programlar, bilgiler ve veriler için geçerli olan temel prensip "80/20" kuralıdır. %20 oranındaki hemen kullanılan veri ve işlem zamanının %80'ini kullanır. Bu %20'lik veri e-posta silmek ya da göndermek için şifre girme, sabit diske dosya 30 kaydetme ya da klavyede hangi tuşları kullanmakta olduğunuz gibi bilgileri içermektedir. Bunun tersi olarak geri kalan %80'lik veri de işlem zamanının %20'sini kullanır. Ön bellek sayesinde, işlemci tekrar tekrar yaptığı işlemler için zaman kaybetmez. Ön Bellek (CACHE MEMORY) 13