Ram - Rom

Ram Nedir? Nasıl Çalışır?

Tanım

PC'lerimizdeki bellekler,sistemde yer alan işlemci vegrafik 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.

Bellek kavramı bu derece geniş bir konu olmasına rağmen bu yazıda konumuz olan bir çoğumuzun oldukça aşina olduğu, hep daha fazla olmasını hayal ettiğimiz ve hatta yeri geldiğinde overclock denemelerimize bile dahil ettiğimiz sistem RAM'i denilen bellekler. Peki RAM ne demek? RAM, İngilizcesi Random Access Memory, Türkçesiyle Rastgele Erişilebilir Bellek kelimelerinin başharflerinden oluşan bir kısaltma. Bu noktada, belleklerin RAM'ler ve Sadece Okunabilir Bellekler yani ROM'lar (Read Only Memory) şeklinde sınıflandırıldığını hatırlatmak isteriz. RAM'ler veriyi saklamak için beslemeye yani elektrikenerjisine ihtiyaç duyduğu halde ROM'lar besleme olmasa bile veriyi saklayabilirler. Ayrıca, ROM'lar genellikle, kısaltmanın açılımından da anlaşıldığı gibi sadece okuma amacıyla kullanılırlar. Üzerlerinde saklı verininkullanıcı tarafından kolayca değiştirilmemesi hedeflenir. 



Anakarta takılı DIMM


RAM'lerin en başta gelen özelliklerinden birisi – ki RAM ismini almalarından sorumlu olan da budur - sakladıkları verilere manyetik teyplerdeki ya da CD-ROM’lardaki sıralıerişimin aksine, sırasız ve hızlıbir şekilde rastgele erişime imkan vermeleridir. Erişimde sağladıkları hız, RAM'lerin sistemde bu denli önemli ve performansı belirleyici olmalarında en önde gelen etkendir. Veri barındırma kapasiteleri ve hız konusunda, merkezi işlemci üzerindeki düşük kapasiteli ancak çok hızlı bir RAM olan cache belleklerle, kapasiteleri günümüzde inanılmaz boyutlara ulaşmış olan sabit disk sürücüler arasında yer alırlar ve bir çeşit tampongörevi görürler. İşletim sistemi, sabit sürücünün yavaşlığını gizlemek amacıyla, yakın gelecekte ihtiyaç duyulabilecek veriyi henüz ihtiyaç durumu ortaya çıkmadan sabit diskten sistem RAM'leri üzerine yükler ve gerektiğinde hızlı bir şekilde işlemcideki cache belleğe iletilmesini sağlar.

RAM'lerin sistem içindeki yerlerini tanımladıktan sonra simdi de teknolojinin ve erişim protokollerinin ortaya çıkardığı RAM türlerini inceleyelim.

RAM Çeşitleri
RAM'lerin, fiziksel yapıları ve çalışma prensipleri itibariyle mikroişlemcilerden hiç bir farkı yok. Tıpkı mikroişlemciler gibi, silikon üzerine işlenmiş çok sayıda transistörün, bu defa ağırlıklı olarak veri erişiminin kontrolü ve verinin saklanmasıyla ilgili belli işlevleri yerine getirmek amacıyla birbirine bağlanmasıyla ortaya çıkmış ve nispeten daha az karmaşık olan elektronikyapılar. Bu yüzden mikroişlemci teknolojileriyle RAM teknolojilerini ilgilendiren konular tamamıyla ortak. RAM teknoljilerini süren hedef, mikroişlemcilerde olduğu gibi, daha küçük transistörler üretmek, bu sayede aynı büyüklükte bir silikon parçasına daha fazla transistör yani daha fazla işlev sığdırmak ve silikonun daha hızlı çalışmasını sağlamaktır. Bu amaca ulaşma yolunda karşılaşılan engellerin çoğuüretim teknolojilerindeki gelişmelerle aşılmakta olup gerikalan kısım ise geliştirilen daha akıllı algoritmalar ve protokollerle çözülüyor. İşte RAM türlerini bu protokoller belirliyor.




Dizüstü PC’lerde kullanılan SO-DIMM
Masaüstü PC’lerdi kullanılan DIMM


Çoğumuz, SDR-RAM, DDR-RAM, DDR II RAM, RDRAM ve hatta artık mazi de kalmış olsa da EDO RAM gibi kısaltmaları duymuşuzdur. Bu kısaltmalar, RAM'e erişmek, yani RAM'den veri okumak ya da RAM'e veri yazmak için kullanılan protokol hakkında bize bilgi verir. Örnekolarak, günümüzde en popülerRAM türü olan DDR bellekleri verebiliriz. Buradaki DDR (Double Data Rate) kısaltması, çift veri hızlı bellekler anlamında kullanılıyor. Bir önceki nesil bellek türlerine isim veren SDR (Single Data Rate) kısaltması ise tek veri hızlı RAM'leri simgeliyor. Bu kısaltmaları daha detaylıaçıklayabilmek için sonraki bölümlerde değineceğimiz bazı kavramları anlamak gerekiyor. Bu noktada, ön bilgi olarak söyleyebileceğimiz, DDR ve SDR kavramlarının senkron olarak çalışan, yani veri akışının bir saat işaretiyle düzende tutulduğu tip RAM'lerde, bir saat periyodu içinde gerçekleşen veri akış hızını belirttikleri olacaktır. RD-RAM ise RAMBUS firması tarafından geliştirilen RAMBUS veriyolu üzerinde çalışan, bazı yönlerden DDR'a benzeyen, İngilizce'deki 'RAMBUS Direct' kelimelerinin baş harflerinden ismini alan bir RAM türüdür.

RAM Çeşitleri

DRAM (Dinamik RAM)

DRAM daha çok kişisel bilgisayarlarda kullanılan bir hafıza türüdür.

DRAM’lerde verilerin saklanması için üzerinde enerji depolayan kondansatörler kullanılır. Fakat bu kondansatörler zamanla (çok kısa zamanda) üzerlerindeki enerjiyi kaybederler. Dolayısıyla enerji varken 1 durumunda olan hücre enerji boşalınca 0’a döner. Bu durumda bir transistörün açılıp kapanması suretiyle sürekli olarak bu enerjinin tazelenmesi gerekmektedir. Dinamik ifadesi buradan gelmektedir.



SRAM (Statik RAM)

SRAM ’lerde DRAM’lerde olduğu gibi kondansatörler kullanılmaz. Bunun yerine her hücre için altı adete varan transistör kullanılır. Bu RAM’lerde bilgiler yüklendikten sonra sabit kalır. Sürekli enerji tazelemesi gerekmemektedir. Bu tip hafızalar daha pahalıdır. Bu yüzden kişisel bilgisayarlarda fazla tercih edilmemektedir.
EDRAM (Enhanced DRAM)

Geliştirilmiş DRAM’ler L2 cache hafızada kullanılır. 35 ns. DRAM içerisine 256 bayt 15 ns. SRAM eklenmesi suretiyle oluşturulmuştur. EDRAM aynı zamanda SRAM bölgeleri, verileri, yavaş olan DRAM bloklarından toplayabildiklerinden hız kazanır. Veri istendiğinde yavaş olan DRAM 128 bitlik bütün bir bloğu hızlı olan SRAM’ gönderir.



EDO RAM

Anakart ya da video kartında ana hafıza olarak kullanılan EDO RAM ile CPU-hafıza bant genişliği saniyede 100 MB’dan 200 MB’a çıkarılmıştır. EDO RAM’ler Pentium işlemcili anakartlarda kullanılmıştır. Pentium II’ler ile EDO RAM’ler yerini SDRAM’lere bırakmıştır.



SDRAM (Senkronize DRAM)

İşlemcilerin hızlanması ile birlikte bu işlemcilerin maksimum seviyede işlem görebilmeleri için yüksek hızlı RAM’lere ihtiyaç duyulmuştur. SDRAM’le birlikte işlemci ve RAM birbirine aynı saat hızında kilitlenirler. Böylece işlemci ve RAM aynı saat hızında senkronize olarak çalışmaktadır.

Günümüzde kullanılmakta olan 66 MHz., 100 MHz, ve 133 MHz. SDRAM’ler vardır. Tercih edeceğiniz SDRAM tipi, işlemcinin kullandığı veri yolu saat hızı ile aynı olmalıdır. Yani 100 MHz. veri yolu kullanıyorsanız. PC 100 SDRAM kullanmanızda fayda vardır.



SGRAM (Senkronize Grafik RAM)

Video adaptörleri ve grafik hızlandırıcılarda kullanılan bir tür DRAM türüdür.

SGRAM’de SDRAM gibi 100 MH’e kadar CPU saat hızına kendini senkronize edebilir. Bununla birlikte yoğun grafik işlemleri için bant genişliğini artırmak amacıyla gizli yazma ve blok yazma gibi bazı teknikleri kullanır.



RDRAM

Kısaca RIMM olarak adlandırılan bu RAM, 100 MHz sınırını aşarak 400 MHz’e kadar hızlı bir performans sağlamaktadır. Bu RAM çeşidi i810E ve i820 chipsetlerle uyumlu olarak çalışmaktadır.

Bir Rambus DRAM, SDRAM’den çok daha yüksek bir performans sunar.



VRAM (Video RAM)

Video adaptörlerinin kullandığı özel amaçlı hafızalardır. Klasik RAM’in aksine, VRAM iki farklı aygıta eş zamanlı olarak bağlanabilir. Bu durum bir monitörün ekran güncellemesi için VRAM’a erişirken bir grafik işlemcinin de aynı zamanda yeni veriler sunmasına imkan verir. VRAM’ler DRAM’lerden daha pahalıdır ve daha iyi grafik performansı verirler.



ECC (Error Correction Code)

Bilindiği gibi bilgisayardaki bilgiler 1 ve 0’lardan oluşmaktadır. Bu değerler bazen ortam hataları, elektronik parazitler veya kötü bağlantılar gibi sebeplerden değişebilmektedir. Mesela 1 değeri 0’a dönüşebilir. Bu durum karşısında hatayı düzeltmek için ECC parite biti kullanılır.