DRAM SRAM nbellek Ram bellek ne iin yaratlmtr

• DRAM, SRAM (Önbellek) • Ram bellek ne için yaratılmıştır? • Ram bellek kullanım esasları neler? • EDODIMM, DRAM VE SRAM arasındaki farklar nelerdir? • Ram kapasiteleri (Bit-Byte) hakkında bilgi verin. • DDR, DDR 2, DDR 3 bellek tiplerini karşılaştırın. • Dimm ve Simm nedir? • Ön bellek mantığını ve kullanılan yerleri örnekle gösterin. • Ön bellek kullanım faydalarını açıklayın. • L 1, L 2, L 3 neyi ifade eder açıklayın. BTP 106 BİLGİSAYAR DONANIMI 4. GRUP

RAM (RANDOM ACCESS MEMORY - RASGELE ERIŞILEBILIR HAFIZA) 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.

• RAM BELLEK NE İÇİN YARATILMIŞTIR? • Teknik olarak bellek, herhangi bir şekilde elektriksel verinin depolanması işlemidir. • Fakat günümüzde hızlı ve geçici depolama anlamında kullanılmaktadır. Eğer bilgisayarınızın işlemcisi devamlı olarak sabit diskinize erişmek zorunda kalsaydı çalışma performansı ciddi bir şekilde düşerdi. • Veriler bilgisayarınızın belleğinde tutulduğu zaman işlemciniz bu verilere kat daha hızlı erişebilir. • Veriler, ister sabit bir depolama kaynağından (sabit disk) ya da herhangi bir giriş kaynağından (klavye, fare) gelirse gelsin bunların çoğu öncelikle RAM (Random Access Memory) belleğe gider. Bu aşamadan sonra işlemci, kendi için gerekli olan küçük veri parçalarını tampon bellekte (Cache) saklar. •

• RAM BELLEK KULLANIM ESASLARI • 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.

RAM BELLEKLER İKİ ÇEŞİTTİR • DRAM (Dynamic RAM) : Günümüz kişisel bilgisayarlarında kullanılan en popüler bellektir. Bu tür belleklerde bilgileri saklamak için elektrik yükleri kullanılır. Bilgisayarda bellek hücreleri bir kondansatör ve bir transistör ile temsil edilir. Tipik bir kondansatör aralarına yalıtkan bir çift madde olan plakadan ibarettir. • SRAM (Static RAM): Statik RAM elektrik olduğu sürece içinde veri bitlerini saklayan bir RAM’dir. Hafıza hücrelerini temsil etmek için basit bir set/resetflipflop kullanılır. DRAM’lerden farklı olarak bilgilerin güncellenmesi gerekmemektedir. Bu da SRAM’leri hızlı yapan en önemli özelliktir. SRAM’ler genellikle bilgisayarın önbelleğinde kullanılırlar.

DRAM – SRAM ARASINDAKİ FARKLAR • SRAM (statik RAM) bellekler, DRAM belleklerden daha hızlı ve daha güvenli olan (ama onun kadar yaygın olmayan) bir hafıza çeşididir. • DRAM günümüzde sisteminizin ana belleğini oluşturmak için kullanılan çeşididir • SRAM bellekler, DRAM belleklerden oldukça pahalıdır. • SRAM bellekte çok transistör kullanılmasından dolayı, DRAM belleğe nazaran daha büyük ebattadır ve sistemde daha fazla yer kaplar ve böylece bellek çiplerinin kullanıldığı alan genişleyerek yer sıkıntısı ortaya çıkar. • DRAM ise daha küçük ve ince boyutlardadır kullanımıda kolaylaştırır yer sorunu çok yaşanmaz • SRAM bellekler, çok transistörlü bir bellek grubu olduğundan aşırı ısınma oluşturacaktır, bu nedenle sistem daha yüksek soğutma gerektirecektir. Bu da gürültü oluşturacaktır. • Dinamik RAM’in bit başına güç tüketimi, Static RAM’le karşılaştırıldığında oldukça düşüktür.

DRAM’IN SRAM’E TERCİH NEDENLERİ DRAM’larin bellek tasarimcilarina çekici gelmesinin, özellikle de bellek büyük oldugu zaman, çeşitli nedenleri vardir. En önemli üç nedeni şöyle siralayabiliriz: 3. Ekonomi: Dinamik RAM, static RAM’dan daha ucuzdur. 1. Yüksek Yogunluk: Tek bir yonga içine daha çok bellek hücresi (transistör ve kondansatör) yerleştirilebilir ve bir bellek modülünü uygulamaya koymak için gerekli olan bellek yongalarinin sayisi azdir. Bu yüzden caziptir. 2. Düşük Güç Tüketimi: Dinamik RAM’in bit başina güç tüketimi, static RAM’la karşilaştirildiginda oldukça düşüktür. 10 Sonuç olarak; SRAM çok pahalı, çok hızlı bir RAM çeşididir Günümüzde işlemcilerin Tampon Belleği SRAM'dir. (Örneğin Coppermine işlemcilerde Statik RAM olan 256 Kb Full-Speed L 2 Cache bulunur). Fakat SRAM, DRAM'e oranla çok daha pahalı olduğundan işlemcilerde az miktarda kullanılır.

BİT VE BYTE KAVRAMLARI BILGISAYARDA VERI DEPOLAMA VE TRANSFERLERINDE BIT EN KÜÇÜK DOSYA BIRIMIDIR. 0 VE 1 LERDEN OLUŞUR. BITTEN SONRA EN KÜÇÜK SAYISAL BIRIMSE BYTE’DIR. 1 BYTE = 8 BIT RAM KAPASİTELERİ Bellek ölçüleri ise küçükten büyüğe doğru: 1 Byte = 8 Bit 1 Kilo Byte (KB) = 1024 Byte 1 Mega Byte (MB) = 1024 Kilo Byte 1 Giga Byte (GB) = 1024 Mega Byte 1 Tera Byte (TB) = 1024 Giga Byte

NEDIR BU DDR DENILEN ŞEY? Açılımı "double data rate" olan bu kod bilgisayarlarda kullanılan rastgele erişimli hafıza manasına gelir. İlk kez 1996 senesinde üretime sürülen ve çeşitleriyle günümüzde bilgisayar belleklerinde kullanılmaya devam edilen teknolojidir. Ddr, sistem saatinin düşen ve artan kenarını kullanarak sistemin bellek hızını yükseltmeye yardım eder. Senelerdir bilgisayar teknolojisi alanında kısmen değişmeden kalmış ender teknolojilerden biri bu teknolojidir. DDR henüz çıkan ve yüksek verim elde ettiren görüntü kartlarında ve hatta bilgisayar hafızalarında DDR-SDRAM şeklinde kullanılmaktadır.

• DDR 1: DDR 1 200 -400 mhz çalışma hızını muhteva eden RAM’lardır. DDR ÇEŞITLERI • DDR 2: İlk kez Çift Kanal Mimarisi’nin ortaya konduğu RAM çeşididir. 400 -1066 mhz arasında kullanıma sunulan daha çok performans alınması sağlanan RAM’lardı. • DDR 3: Şu anda dahi hala kullanılan bu RAM 800 -1860 mhz arasında çalışma kapasitesi olan RAM’lerdir. • DDR 4: En üst düzey performansın sağlanması için Quad Channel’ı koşulu koyan 2133 -3200 MHZ hızı olan RAM’lerdir.

EN SON ÇIKAN DDR RAM’LERIN GENEL ÖZELLIKLERI • DDR 3 RAM'lere göre güç tüketimini azaltan DDR 4 Ram 1. 5 V yerine 1. 2 v'la mobil cihazlarda pil ömrünü uzatması sağlanır. DDR 4 hafızaların getirdiği özelliklerden biri ise Deep power-down desteğidir. Bu özellik DDR 4 kullanan cihazlarda beklemedeyken yüzde 45 e varan güç tasarrufu sağlar. DDR 4 hafızaların başka bir olumlu yanı ise transistör yoğunluğunun daha çok olmasıdır. Bakıldığı zaman DDR 3 ile şuan 16 GB a varabilirken DDR 4 ile daha fazla hafızaya ulaşabilir. Daha fazla verimli az bütçeli bilgisayar işlemlerine ek olarak DDR 4, aynı zamanda daha fazla veri güvenliği vaat ediyor. Harici bilgisayar donanım modüllerini daha sağlam yapması istenen bir özelliktir. DDR 4 tam buna uygun RAM’dır.

DIMM NEDIR? İngilizce "Dual Inline Memory Module" kelimelerinin baş harflerinden oluşmaktadır. Türkçe'de "Çift Sıralı Bellek Modülü" anlamına gelmektedir. DIMM (DUAL INLINE MEMORY MODULE) Ram belleğin entegre devrelerinin çift sıra oluşunu ifade etmektedir. Dikkat ederseniz bazı ramların tek yüzünde entegre devreler bulunmaktadır ama Dimm'de ise ramlarin iki yüzündede entegre devreler bulunmaktadır. DIMM modülleri bir baskılı devre üzerine monte edilmiştir. DIMM modülleri pazarda SIMM yani tek sıralı bellek modüllerinin yerlerini almışlardır. Ayrıca anakartlar üzerindeki ram modülleri Çift Sıralı Bellek Modüllü ram'leri destekliyorsa DIMM olarak adlandırılır.

• DIMM modülleri nerelerde kullanılır? • 1. Kişisel bilgisayarlar • 2. İş istasyonları • 3. Sunucular • EN YAYGIN DIMM TÜRLERİ • 1. 72 -pin SO-DIMM • 2. 100 -pin DIMM, used for printer SDRAM • 3. 144 -pin SO-DIMM, used for SDRAM • 4. 168 -pin DIMM, used for SDRAM • 5. 172 -pin Micro. DIMM, used for DDR SDRAM • 6. 184 -pin DIMM, used for DDR SDRAM • 7. 200 -pin SO-DIMM, used for DDR SDRAM and DDR 2 SDRAM • 8. 204 -pin SO-DIMM, used for DDR 3 SDRAM • 9. 214 -pin Micro. DIMM, used for DDR 2 SDRAM • 10. 240 -pin DIMM, used for DDR 2 SDRAM, DDR 3 SDRAM and FB-DIMM DRAM • 11. 244 -pin Mini. DIMM, used for DDR 2 SDRAM • 12. 284 -pin DIMM, used for DDR 4 SDRAM

• SIMM (SINGLE INLINE MEMORY MODULE) • SIMM, Single inline memory module, yani tek sıralı hafıza modülü, artan RAM ihtiyacına karşın PCB üzerine RAM yongalarının yerleştirildiği ilk çözümdür. SIMM modülleri 32 bit dış veri yoluna sahiptir. Bu sebeple modern 64 bit dış veri yoluna sahip sistemlerde, veri yolunun tamamının kullanılabilmesi için modüllerden en az 2 adet kullanılması gerekiyordu.

• DIMM SIMM farkı • DIMM modülleri SIMM'e göre yenidir. • DIMM modüllerinin çift tarafındada entegre devreler bulunmaktadır. SIMM'de ise entegre devreler tek taraftadır. • DIMM modüllerinin iki tarafınında elektrik ile teması bulunmaktadır. SIMM modüllerinin ise tek tarafının elektrik ile teması bulunmaktadır. • DIMM'leri 64 bit veriyolu varken SIMM'lerin 32 bit veriyolu bulunmaktadır

ÖNBELLEK (CACHE) NEDIR? NASIL ÇALIŞIR? NE İŞE YARAR? • Bir bilgisayar işlemcisi yani CPU çok hızlıdır ve sürekli olarak hafızadan veri okur. Sistem belleğinden gelen veriler ise çoğunlukla CPU’nun hızına yetişemez ve işlemci verinin ulaşmasını beklemek zorunda kalır. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur, buna ön bellek denir. Verileri getirmek için sürekli olarak ana hafızaya erişilmemesi amacıyla sıkça kullanılan veri önbelleğe kopyalanır. Önbellek yazarımızın masası gibi düzenlenmemiş halde olabilir ya da adres defteriniz gibi düzenli olabilir. Her iki şekilde de veri erişilebilir olmalıdır. Bilgisayardaki önbellek gerçek hayattaki örneklerden önemli bir farklılık gösterir: Bilgisayar hangi verinin erişilmesi muhtemel olduğunu bilemez, böylece yer ilkesini kullanır ve ana hafızaya erişmesi gerektiğinde bütün bir bloğu önbellekten ana hafızaya aktarır. Eğer bu blokta kullanılma olasılığı yüksek olan bir başka parça varsa, bütün bir blok erişim zamanını azaltır. Bu yeni bloğun önbellekteki yeri iki şeye bağlıdır: Önbellek eşleme planı ve önbellek boyutu.

• Önbelleğin Amacı Nedir? • Önbelleğin amacı, yakın geçmişte kullanılmış olan verileri işlemciye ana hafızadan daha yakın bir yerde tutarak hafıza erişimini hızlandırmaktır. Önbellek ana hafıza kadar büyük olmasa da oldukça hızlıdır. Ana hafıza genellikle 60 nanosaniye(ns) erişim süresi olan DRAM’dan oluşur, önbellek ise genellikle DRAM’dan çok daha hızlı ve kısa dönüş süreli olan SRAM’den oluşur. • Önbellek Nasıl Çalışır? • Önbellek adresle erişilmez, içerikle erişilir. Bu nedenle önbelleğe içeriği adreslenebilen hafıza (content addressable memory – CAM) adı da verilir. Birçok önbellek eşleme planına göre, istenen verinin önbellekte olup olmadığı denetlenmelidir. İstenen verinin yerinin belirlenmesi işlemini basitleştirmek için pek çok önbellek eşleme algoritması kullanılır.

• En çok kullanıldığı yerler aşağıdaki şekilde sıralanabilir: • İşlemci önbelleği • Disk önbelleği • Web önbelleği • Elbette yukarıdakiler dışında farklı alanlarda da veriye erişim hızını arttırmak için önbellekler kullanılabilir. • Örneğin aşağıda, RAM (hafıza) ile işlemci (CPU) arasına yerleştirilmiş ve işlemci ön belleği (CPU Cache) ismi verilen erişim şekli gösterilmiştir: Buradaki amaç, işlemcinin hafızada ihtiyaç duyduğu verilerin bir kısmını önbellekten karşılamasıdır. Benzer şekilde hafızadaki veriler ile disk arasında da önbellek olabilir. Bu durumda bir verinin diskten ihtiyaç duyulması halinde diskten daha hızlı olan ön bellek devreye girerek hafızaya yükleme işlemi gerçekleştirebilir. Elbette burada iki ihtimal vardır: • Hit: isabet, işlemcinin isteğinin önbellekten karşılanması • Miss: kayıp, işlemcinin isteğinin önbellekten karşılanamayarak hafızaya erişim yapılması • Bu sayıların oranlanması ile de aşağıdaki değerler bulunur: • İsabet oranı (hit ratio) = isabet (hit) / Toplam talep (veya isabet + kayıp) • Kayıp oranı (miss ratio) = kayıp (miss) / Toplam talep (veya isabet + kayıp)

ÖN BELLEK(CACHE) KULLANIMININ FAYDALARI • İŞLEMCİ ÖN BELLEK FAYDALARI • Önemli kodlar ve veriler saklanarak işlemcinin daha hızlı ulaşması sağlanması, • İşlemcinin uzak olan gerçek hafızaya(RAM) erişmeyi azaltmak ve daha hızlı bir şekilde veriye ulaşması, • Aynı zamandan diskten ulaşılması gereken veririn bir kısmını ön bellekten karşılanarak hız kazandırması, • Bunların sonucunda masaüstü programlarda performans/hız kazanılması sağlanmıştır.

WEB ÖN BELLEK FAYDALARI HTML Sayfalarında verileri geçici olarak saklamak, Bantgenişliği kullanımını azaltmak, Kapatılan bir sayfayı geriye dönük şekilde açılmasını sağlamak ör: ( Kapatılan bir web sayfasının geri tuşuna basılarak tekrar açılması) Doğrudan bağlantıyı tıklatmaktan daha hızlı bir şekilde bilgi alınmasını sağlamak için kullanılır. ör: ( Google arama sonuçları) Sunucu yükünü ve algılanan gecikmeyi azaltmak,

Okuma/yazma hızını artırır(diskin okuma/yazma hızını tam hıza ulaşması), DİSK ÖN BELLEK FAYDALARI Diske yazılırken olası güç kaybında(elektirik kesintisi, programın kapatılması vs. ) gerekli belgeleri saklayarak veri kaybının önüne geçmesi, Birden fazla işlemde gerekli dosyaları saklaması.

• (L 1) Seviye 1 Önbellek (2 KB - 64 KB): • Talimatlar önce bu önbellekte aranır. L 1 önbelleği diğerlerine kıyasla çok küçüktür, bu sayede diğerlerinden daha hızlıdır. • • (L 2) Seviye 2 Önbellek (256 KB - 512 KB): • Talimatlar L 1 önbelleğinde mevcut değilse, biraz daha büyük bir önbellek havuzu olan L 2 önbelleğinde görünüyor, bu nedenle biraz gecikme eşlik ediyor. • • (L 3) Seviye 3 Önbellek (1 MB -8 MB): • Her önbellek özlü ile bir sonraki seviye önbelleğine geçer. Bu, tüm önbellek arasında en büyüğü, daha yavaş olsa da, hala RAM'den daha hızlı.

• RAM ile işlemcinin aritmetik ve mantıksal işlemleri yapmakla yükümlü ALU ünitesi arasında L 1, L 2 ve L 3 cacheleri (önbellek) bulunur. • Hız bakımından L 1 > L 2 > L 3 > RAM ilişkisi vardır. • Maliyet bakımından L 1 $$> L 2 $$> L 3 $$> RAM ilişkisi vardır. Bu yüzden L 1 cache diğerlerine göre çok daha küçük olur. • L* önbellekleri genellikle işlemcinin içinde bulunur, mimariye göre değişir. • Önbellek RAM’den daha hızlıdır, işlemciye daha yakındır, ancak pahalıdır. Bu yüzden düşük boyutludur. • Önbellekler RAM’dekinden farklı bilgi tutmaz, RAM’deki bilginin bir alt kümesini tutar. L 3 RAM’in, L 2 L 3’ün, L 1 L 2’nin bir altkümesidir. • L 1, ALU’ya çok yakın bir yerde bulunur ve çok hızlıdır. • Bu yüzden L cache boyutlarının yüksek olması ciddi bir hız işaretçisidir. Dikkat edilmesi tavsiye edilir.

? ? ? ? Sorularınız?

BİZİ DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ. . .

HAZIRLAYANLAR • RAMAZAN ASAROĞLU • ALİ RIZA SELAMET • SAMET CAN ALTINTAŞ • BERNA KARAAĞAÇ • ESMA ÖZASLAN • ENES KOCAMAZ