BELLEKLER Ön-Bellekler Ön-bellekler, işlemci tarafından bellek işlemlerinin hızlandırması için tasarlanmış özel yüksek hızlı belleklerdir. İşlemci, ön-bellekte bulunan komut ve verilere, anabellekte bulunan komut ve verilere göre çok daha hızlı bir şekilde ulaşabilir. Mesela,100 MHz lik sistem kartlarında, işlemcinin anabellekten bilgi alması 180 nanosaniye (saniyenin 109 da biri) alırken, bunu ön-bellekten alması sadece 45 nanosaniye alıyor. Buna göre işlemci ne kadar çok komut ve veriye ön-bellekten ulaşırsa, bilgisayarınız da o kadar hızlı çalışır. Ön-bellekler, birincil ön-bellek (Level 1, L1) ve ikincil ön-bellek (Level 2, L2) olarak ayrılırlar. Bunun dışında bunlar dahili ve harici olarak da sınıflandırılırlar. Dahili ön-bellekler işlemcinin içindedir. Harici ön-bellekler ise işlemcinin dışındadır. Birincil ön-bellek (L1) işlemciye yakın olandır. Genellikle birincil ön-bellekler işlemcinin içinde ve ikincil ön-bellek (L2) ise dışındadır. Ön-bellek idarecisi (cache memory controller), ön-bellek sisteminin beyni olarak görülebilir. Ön-bellek idarecisi ana bellekten bir bilgi alırken aynı zamanda ön-belleğe bir sonraki komutları verir. Bunun nedeni yapılan işe yakınlığı olan bu komutlara ihtiyaç duyulması. Bu şekilde işlemci ön-bellekte gereksinim duyduğu komutlara daha hızlı bir şekilde ulaşma şansını artırıyor. Bu da, bilgisayarın daha hızlı çalışmasına imkan tanıyor. 1. ROM (Sadece Okunabilir Bellek) ROM, bilgisayarın çalışması için gerekli olan temel komutların depolandığı yerdir. Bu komutlar, işlemlerden geçirilme için RAM içinde ve dışında veri taşıması, Manyetik medyalar üzerinde verilerin kalıcı olarak depolanması, bilgilerin ekran üzerinde gösterilmesi, klavyeden girilen komutların yorumlanması gibi işlemleri içerir. ROM aynı zamanda, bilgisayar açıldığı zaman, bilgisayarın düzgün bir şekilde çalışıp çalışmadığını tespit etmek için, bir takım testleri yerine getirir. ROM'un bir parçası olan ve ROM BIOS olarak adlandırılan birim, bir bilgisayarın açılışını başlatan yerdir. ROM BIOS, mikroişlemciye, RAM ve giriş/çıkış cihazları arasındaki veriyi kontrol etmesi için izin verir. BIOS (Temel Giriş Çıkış Sistemi) Pek çok PC sistemi, bilgisayar açıldığı zaman, ekran üzerinde bilgisayarın sistem kurulum bilgilerini listeler. Bu bilgiler bir BIOS raporudur ve BIOS'un bilgisayar üzerinde gördüğü donanımın özellikleridir. Bu liste, CPU'nun tipini, matematik işlemciyi, CPU saat hızını, taban belleği, cache belleği, sürücü kapasitelerini, monitörü ve COM portları içerir. BIOS bir komut setidir ve ana kart üzerinde bir veya daha fazla çip üzerinde bulunur. ROM'un farklı tipleri bulunmaktadır: - Programlanabilir ROM (PROM) : Bu temel olarak üzerine sadece bir kez yazılabilen boş bir ROM entegresidir. PROM daha çok boş bir CD ' ye veri yazan bir CD-R sürücüsüne benzetilebilir. Bazı şirketler özel amaçlar için, özel araçlar kullanarak PROM entegresine yazarlar. - Silinebilir ve Programlanabilir ROM (EPROM) : Bu da hemen hemen PROM gibidir. Tek farkı özel ultra-viole ışınları kullanarak ROM ' u silebilmenizdir. Bu işlemin yapılması verinin silinmesini ve ROM'un bir sonraki yazılma için hazır hale getirilmesini sağlar. - Elektrikle Silinebilen ve Programlanabilen ROM (EEPROM): aynı zamanda Flash BIOS olarak da bilinir. Bu ROM, ancak özel bir yazılım kullanılarak tekrar yazılabilir. Flash BIOS'lar bu özellikleri sayesinde, kullanıcılara kendi BIOS'larını güncelleme imkanı tanırlar. Anakart üreticileri, kart üzerinde kullanılacak olan BIOS çiplerinin tipine kendileri karar verirler. Award, Phoenix, AMI (American Magatrends), Micro Firmware Inc. birkaç BIOS üreticisidir. BIOS çipi üzerinde firmaların etiketlerini kolayca görülebilir.. Daha yeni BIOS çiplerinin piyasaya çıkmasından bu yana, BIOS'u, BIOS'un dahili program kodunu değiştiren yazılımları çalıştırarak güncelleme edilebilir. Diğer BIOS chipleri upgrade edilecekleri zaman, değiştirilmeyi gerektirirler. BIOS kodu yeni takılan cihazları daha fazla desteklemediği zaman, mutlaka upgrade edilmelidir. - CMOS (Tümleyici Metal Oksit Yarıiletken): Bilgisayar çalışmadığı zaman, bilgisayarın sistem kurulumu ile ilgili hayati bilgileri depolayan bellek birimidir. 2. RAM (Rasgele Erişimli Bellek) RAM, bilgisayarın ana bellek birimidir. RAM çipleri, verileri, transistor ve kondansatör dizileri içindeki, sütun ve satırlarda depolarlar ve özel adreslerde bulunan bu verileri getirmek için bir bellek denetleyici devre kullanır. Çipler, o anki şarjlarını korumaları için, elektrik darbeleri ile düzenli olarak tazelenmelidirler. RAM içinde veriler, RAM veya bellek çipleri olarak adlandırılan bir dizi mikrochip içinde, elekronik şarj durumunun olup olmamasına göre depolanırlar. Bilgisayarınızı kapattığınız zaman, RAM içinde bulunan her şey kaybolur.
İki tip temel RAM vardır : DRAM (Dinamik RAM) ve SRAM (Statik RAM). 1. DRAM: DRAM tipik olarak, 50 ila 70 nanosaniye (ns) arasında erişim hızına sahiptir ve çoğu bilgisayarlarda, sistem belleğinin çoğunluğunu teşkil eder. DRAM daha yavaş ve daha ucuz olmasına rağmen, sık sık tazelenmeye ihtiyaç duyar ya da içerindeki veriyi kaybeder. DRAM chip çeşitleri - DRAM (Dinamik Gerçek Erişimli Bellek): SRAM aç/kapa anahtarları içerirken, DRAM mikro kapasitörler içermektedir. Bu sebeple SRAM, DRAM den daha hızlı cevap verebilmektedir. - Fast Page Mode (Hızlı Sayfa Modu-FPM) : DRAM FPM, EDORAM ler duyurulmadan önce, bilgisayar sistemleri için geleneksel belleklerin yerini tutmaktaydı. FPM, 2, 4, 8, 16 veya 32 MB lık SIMM modüllerine yerleştirilmiştir. Tipik olarak, 60 veya 70 ns lik versiyonları bulunmaktadır. 60 ns, en hızlı ve şu anda kullanımda olanıdır. Tek bir Pentium anakart üzerinde farklı hızdaki RAM birimlerini birleştiremezsiniz. - EDRAM (Enhanced DRAM) - EDODRAM (Uzatılmış Veri Çıktısı ): 72-pin SIMM konfigürasyonu EDORAM in genelde 60 ns lik versiyonları satılır. Günümüzde kullanılmamaya başlamıştır. - SYNCHRONOUS DRAM (SDRAM): SDRAM, PC bellekleri için, gelişmekte olan yeni bir standarttır. SDRAM' in hızı eşzamanlıdır. Bunun anlamı, hız doğrudan olarak bütün sistemin saat hızına bağlıdır. 100 MHz kadar aynı hızlarda çalışır. Bunun anlamı, bellek birimi, takmak istediğiniz sistem üzerinde çalışması için, yeteri kadar hızlı olmalıdır. SDRAM, PC ler için en yeni RAM tipidir ve sadece 64-bit modüller (uzun 168-pin
DIMM's) halinde gelir. SDRAM 8-12 ns arasında bir erişim hızına sahiptir. EDORAM e göre performans artışı, 66 MHz lik çalışmalarda sadece %5 dir. Fakat, 100 MHz lik çalışmalarda daha iyi sonuçlar alınmaktadır. - RAMBUS RAM (RDRAM): RAMBUS, bir gelecek RAM tipidir. Intel ve diğer firmalar bu Ram tipi için büyük beklentileri vardır. İki kanaldan veri iletimi gerçekleştirmektedir. P4 işlemcileri için geliştirilmiştir. 400 MHz lik ön veri yolunu (FSB) her zaman tam veri ile doldurmak için bu hızlara yakın çalışmaktadır. Günümüzde çift olarak kullanılmaktadır. Fakat henüz piyasaya sürülmeyen yeni sürümünde tek kullanılmaktadır. 2. SRAM STATİK RAM LAR SRAM, 25 ns lik tipik erişim hızı ile daha hızlıdır. SRAM daha pahalıdır ve DRAM in verilen aynı alanda saklayabileceği verinin sadece dörtte birini depolayabilir, ancak SRAM de bu daha sistem kapatılana dek kalmaktadır. SRAM 10 ns kadar düşük bir erişim hızına sahip olabilir. FAST SRAM, çoğu bilgisayar sisteminin merkezi işlem biriminde, ön-bellek içinde, veya ekran kartının üzerinde bulunabilir. SRAM Chiplerinin Çeşitleri - SRAM (Static Read Access Memory) - VRAM (Video Read Access Memory) : Bu Ram ekran kartları için düzenlenmiştir. VRAM ve WRAM ikisi birden çift portlu bellek birimleridir. Bunun anlamı işlemci aynı anda her iki bellek çipinin içerisine çizim yapabilmektedir. - WRAM(Windows Ram):WRAM,bellek bloklarının sadece bir kaç komutla daha kolay bir şekilde adreslenme- sine izin verir. Kurulum Modern sistem boardlarında, RAM, SIMM veya DIMM modüllerinin üzerine kurulmuştur. Daha önceleri, küçük kişisel DRAM ler kullanılmaktaydı. Genellikle, board üzerinde 36 küçük çip için odalar bulunmaktaydı. Bu durum, yeni RAM çiplerini kurmayı elverişsiz hale getiriyordu. Sonra, birisi bu olayı çözmeyi başardı. İlk olarak SIPP modülleri geldi. Onlar, board üzerinde sabitlenen çoklu ayakları sahipti. O zamandan sonra SIMM modülleri geldi. Bunlar, bir kenar bağlayıcıya sahip kart üzerinde kuruluyorlardı. Ana kart üzerinde, soketlerin içerisine takılıyorlardı ve herkes bunları kurabiliyordu. Günümüzün teknolojisi de şu anda budur. RAM ve ROM ARASINDAKİ FARKLAR Hem ROM, hem de RAM yüksek hızlara sahip ve her bilgisayarda olması gereken farklı iki tipte bellek birimleridir. Günümüzün bilgisayar sistemleri, farklı yerlerde (yazıcılar bile yazdırılacak olan sayfaları geçici tutmak için), farklı hızlarda bellek birimlerine sahiptirler. Her bilgisayar, CPU'nun direk olarak okuyup yazabildiği bir bellek birimine sahiptir. Bir program belleğe çalıştırılmak ve kullanılmak için yüklenmelidir. Bilgisayarınızı ilk açtığınız zaman, bilgisayar ilk nerden başlayacağını nasıl biliyor dersiniz? İşte burası ROM un devreye girdiği yerdir. Her bilgisayar mutlaka ROM belleğe sahip olmalıdır. ROM bellek belleğin bir parçasıdır ve içerdiği bilgi değiştirilemez. ROM bellek, CPU ya ilk ne yapması gerektiğini söyleyen komutlara sahiptir. Genellikle bu komutlar, işletim sisteminin, yazılabilir ve silinebilir belleğe yerleşmesini sağlarlar. İşte bu belleğe de RAM denir. Belki de RAM için, RWM (Read/Write Memory) denmiş olsaydı daha iyi olurdu. Çünkü bu onun rolünü daha açık ortaya koymaktadır. Genellikle konuşmada, ROM bellek birimleri içerisinde aynı bilgiyi taşıyan RAM bellek birimlerinden daha hızlı cevap verirler. Aynı zamanda, ROM içinde bir yazılıma sahip olmanın anlamı, o yazılımın yükleme zamanının ortadan kalkması demektir. BELLEK CHİPİNİN PAKETLENMESİ Bir bellek çip'i, içerisinde milyonlarca transistör içeren bir tümleşik devre olan yarıiletken silikon parçasıdır. Bellek birimleri farklı paketleme şekillerinde gelirler. Bellek, DIP, SIP, ZIP çipleri ve SIMM, DIMM modülleri içinde gelir. DIP (Dual Line Package - Çift Hat Paketi ) DIP, 8 ila 40 bacağa sahiptir ve düzgün olarak 2 satırda bölünmüştür. SIP (Single Inline Package - Tek Hat Paketi ) Bir tarak gibi, tek satır üzerinde bacaklara sahiptir. ZIP (ZigZag Inline Package - ZigZag Hat Paketi) ZIP aslında, bacakları bir kenar üzerinde zigzag çizen DIP paketidir.
PGA (Pin-grid Array - Pin-Izgara Dizisi) PGA, eşmerkezli kareler şeklinde dizilmiş ayaklara sahiptir. PGA çipler, CPU gibi çok sayıda ayağı olan çipler için iyi bir seçimdir. SIMM (Single Inline Memory Module) Bir SIMM birimi, anakart üzerinde bir sokette yer alan, küçük bir devre kartı üzerine yerleştirilmiş çok sayıda bellek biriminden oluşmaktadır. SIMM'ler bir yay toka ile tutulmaktadır. Daha eski bilgisayarlar 30-pin SIMM'leri (8-bit) kullanırlardı, fakat en yeni bilgisayarlar 72-pin SIMM' leri kullanır. 72 pin SIMM' ler 32-bit yola sahiptir. Çip üzerinde bulunan 100, 80, 70, 60 gibi numaralar onun nanosaniye olarak hızını belirtmektedir. En düşük numara, en hızlı çipi ifade etmektedir. SIMM' ler anakart üzerinde kümeler halinde organize edilmişlerdir. 30 bitlik SIMM'ler 4 kümede toplanırlarken, 72 bitlik SIMM'ler 2 kümede toplanmaktadırlar. EŞLİK BİTLERİ (PARITY BIT) Bellek birimleri, geleneksel olarak iki temel şekilde mevcut olmuşlardır: paritili ve paritisiz. (Aslında, sadece bazı büyüklükler ve stiller paritisizdir fakat genelde paritili üretilmektedirler). - Paritisiz, düzgün bellekdır. Depolanacak olan verinin her biti için, kesin olarak belleğin bir bitini içermektedir. Her bayt veriyi depolamak için-8 bit kullanır. - Pariti bellek, her sekiz bit veri için ekstra olarak bir bit daha ekler ve onu bu biti hata tespiti ve düzeltmesi için kullanır. Depolanacak her bayt için 9-bit kullanılır. Parity Kontrolü Eşlik biti kontrolü, bellek sistemindeki basit, tek bit hataların tespiti için kullanılan temel yöntemdir. Aslında, 1981 yılında orijinal IBM PC den bu yana, pariti kontrolü mevcuttu ve 1990 ların başlarına kadar, marketlerde satılan her PC sisteminde kullanıldı.
ECC Kontrolü Aynı zamanda, ECC isminde Pentium sınıfı ya da daha üst sistemlerde kullanılan bir hata bulma ve düzeltme sistemi de yer almaktadır. Paritili bellek, paritisiz bellekden % 12.5 daha fazla DRAM belleği kullanır. İşlemci hızlarının yükselmesi ve PC platformunda yüksek teknolojili yazılımların göze batmasıyla birlikte hata kontrolü yapan bellek birimleri tekrar önem kazandı. Bir zamanlar, bütün bilgisayarlar pariti bellek kullanırlardı. Aslında, PC sistemlerinin 4. kuşağına kadar, bir PC üzerinde pariti kontrolünü kapatmak imkansızdı. Bu durum hızlı bir şekilde değişti ve bir kaç yıl içerisinde, yeni sistemlerde standart olmaktan çıktı. Pekçok pentium sınıfı sistem sadece pariti kontolünü kullanmaz, ve hatta pek çoğu pariti kontrolünü (veya ECC) hiç desteklemez. ucuzdur. Pariti kontrolü, modern PC sistemlerinde kaldırılmıştır. Paritisiz bellek birimleri yaklaşık olarak %11 daha Parity/ECC, pentium pro işlemci çalışan sistemlerde geri dönüş yapmıştır. Çünkü pariti üzerinde ECC yetenekleri süperdir ve pentium pro ile çalışan sistemlerde genelde veri entegrasyonu sağlayan server lardır. Aslında Intel de, daha hızlı Pentium-II sistemlerin 2. ön-bellek yoluna bu kontrolü yerleştirmektedir. Bunun nedeni bu hızdaki sistemlerde veri bütünlüğünün gerekli olmasıdır. Pek çok Macintosh bilgisayar paritisiz simm leri (x8, x32) kullanır. Fakat çoğu PC paritili simleri kullanır (x9, x36). Bununla birlikte, bu konudaki son eğilim, Pentium sistemler üzerinde paritisiz simm lerin kullanılmasıdır. Çünkü, pariti pek çok 64 bit sistemde gerekli değildir. ECC (error code correction) yüksek seviyeli server lar ve Pentium lar üzerinde kullanılır. Bu modüller hatayı tanıma ve düzeltme özelliğine sahiptir. Not: - 30-pinlik bir simm, eğer üçün veya dokuzun katları şeklinde bir çip dizilimine sahipse paritilidir. - Eğer 2 (2, 4, 8, ) ün katlarında çip sayısına sahipse paritisizdir. - 72-pin SIMM leri, üreticilerinin çeşitliliği yüzünden fiziksel olarak ayırt etmek çok zordur. Genel olarak, 4, 8, 16 veya 32 çipe sahip olanlar paritisizdir. DIMM (Dual Inline Memory Module) http://alikoker.name.tr DIMM ler en yeni dizayn edilmiş bellek birimleridir. 168-pini vardır ve 64-bit bellek yolu sunmaktadırlar. Eski ana kartlar üzerinde kullanılamazlar. SIMM ler ikili gruplar halinde soketlerine yerleştirilme ihtiyacı duyarlarken, 64-bit bellek yoluna sahip bir pentium işlemci tek bir DIMM'i kullanabilmektedir. SEC (Single Edge Contact) SEC, Intel Pentium II işlemciler için geliştirilen yeni bir bellek paketidir. Intel'in Pentium Pro işlemcilerine kadar kullandığı single-chip-style paket tipinden daha farklıdır. Pentium II işlemcisinin üretilmesiyle birlikte, Intel L2 ön-bellek işlemcinin dışarısına çıkarmış, fakat ön-bellek ile işlemci arasında yüksek hızda özel bir bağlantıyı devam ettirebilmeyi istemiştir. Bunu yapmak için, Pentium II yi ayrı bir çip olarak satmamaya karar verdiler fakat, bunun yerine ön-bellek ile entegre edilmiş bir çip ortaya çıktı. SEC gerçekte tam anlamıyla bir çip paketi değildir. İşlemci küçük bir devre kartı üzerine oturtulmuştur. Ön-bellek de aynı zamanda anakarta özel bir slot sayesinde bağlanan bu kart üzerindedir. değildir. MMO (Mobile Module) Bu, içinde işlemciyi, ön-bellek modülü ve çipseti içeren küçük bir modüldür. Bir anakart gibi görünür fakat