Türkçe Bilgi , Ansiklopedi, Sözlük

Çeşitli konularda makaleler içeren ve kullanıcıların yorum yazarak bilgi eklediği genel bilgi ve başvuru sitesi

Youtube

Kanalımıza abone oldunuz mu?

Youtube kanalımıza abone olarak hem sitemize destek olabilirsiniz hem de bilgilendirici videolarımızdan haberdar olabilirsiniz.

Hemen Abone Ol!

İletişim Bilgisi

Aşağıdaki bilgileri kullanarak site hakkında bize ulaşbilirsiniz

Telefon: +90 536 686 91 70

[email protected]

Ram'ler hakkında...

Makale Sayfaları
Ram'ler hakkında...
Sayfa 2
RAM'ler

SDRAM'in ortaya çıkıp tozu dumana katmasının ardından ortalık sakinleşmeye başladı gibi. Kendi kendimize, “Acaba gelecek büyük RAM dalgası ne?” diye sormaya başladık bile. Sanırım teknolojinin ultra hızlarda gelişmesine alıştık, bunu artık eskisi kadar yadırgamıyor ve anında sırada neyin olduğunu merak etmeye başlıyoruz. Teknoloji ve insan etkileşimi dedikleri şeyin bir yansıması da bu olsa gerek. Neyse, biz en iyisi, adaptasyon süreci üzerinde silikon çiplerin etkisini sorgulamayı bir kenara bırakalım ve gelin bu ay hangi sorulara cevap aramışız hep birlikte ona bakalım.

1 Bilgi işlem jargonunda DRAM, SRAM, EDO RAM ve SDRAM olarak karşımıza çıkan ifadeler ne anlama gelmektedir? Bu RAM çeşitlerini birbirinden farklı kılan şeyler nelerdir?
DRAM, Dynamic Random Access Memory (Dynamic RAM–Dinamik Rasgele Erişimli Hafıza) için bir kısaltmadır. (“Rasgele Erişim” ifadesi, bilgisayarın işlemcisinin, hafızanın ya da verinin tutulduğu bölgenin herhangi bir noktasına –direkt olarak– erişebileceğini belirtmek için kullanılır. IBM bir ara “random access” yerine “direct access” [doğrudan erişim] ifadesini kullanmayı tercih ediyordu.) Bu tür hafızalar veriyi tutabilmek için sabit bir elektrik akımına ihtiyaç duyarlar, bu yüzden depolama hücrelerinin her saniyede yüzlerce kez (ya da her birkaç milisaniyede bir) tazelenmesi –yani elektronik yüklerle yeniden yüklenmesi– gerekir. DRAM'in doğasındaki “dinamiklik” işte buradan gelmektedir. DRAM, her bit'i, bir kondansatör ve bir transistörden oluşan bir depolama hücresinde tutar. Kondansatörler, depolamış oldukları elektriksel yükü çok çabuk kaybetme eğilimindedirler. Bu da elektronik tazeleme ihtiyacını doğurur.

SRAM (Static RAM), DRAM'den daha hızlı ve daha güvenilir olan (ama onun kadar yaygın olmayan) bir hafıza çeşididir. SRAM'lere statik denmesinin sebebi, DRAM'lerin ihtiyaç duyduğu tazeleme operasyonuna ihtiyaç duymamalarıdır; çünkü elektronik yükü orijinal konumunda tutan bir depolama hücresi esasına (ki bu DRAM'in yöntemidir) dayanmayıp, akımın belli bir yönde sürekli taşınması prensibini esas alarak çalışırlar. SRAM'ler –genellikle– sadece ön hafıza (cache) olarak kullanılır. Bunun altında iki temel sebep yatar. SRAM'lerin üretim maliyetlerinin DRAM'lerinkine oranla çok daha yüksek olması birinci sebebi teşkil eder. İkinci temel sebep olarak ise SRAM'lerin DRAM'lerden çok daha hızlı olması gelir. DRAM'ler minimum 60 nanosaniyelik erişim sürelerini (access time) destekler; bu süre SRAM'ler söz konusu olduğunda ise 10 nanosaniyeye kadar düşer (1 nanosaniye = 1 saniyenin milyarda biri). Ayrıca SRAM birbirini izleyen iki erişim arasında duraklama ihtiyacını hissetmezken DRAM'in iki ardışık erişimi arasında bir bekleme süresi vardır. Bu yüzden SRAM'in devir süresi (cycle time) de DRAM'in devir süresine nazaran çok daha kısadır.

EDO RAM (Extended Data Out[put] RAM) temel olarak bir DRAM çeşidi olmakla birlikte standart DRAM'den daha hızlıdır. EDO RAM'den bazı kaynaklarda EDO DRAM (Extended Data Out[put] Dynamic Random Access Memory) olarak da söz edilmektedir. EDO RAM (ya da EDO DRAM), bir seferde sadece bir veri bloğuna erişebilen standart DRAM'den farklı olarak, bir hafıza (ya da veri) bloğunu işlemciye gönderdiği sırada bir sonraki veri bloğuna erişme işlemini de başlatabilmektedir. Bu da onun standart DRAM'den yüzde 10 veya 15 daha hızlı olmasının yolunu açar. Çünkü, yukarıda standart DRAM'i anlatırken sözünü ettiğimiz “ardışık iki erişim arasındaki bekleme süresi”nin hız üzerindeki olumsuz etkileri, RAM'in CPU'ya veri gönderirken aynı anda bir sonraki veri bloğuna da erişme teşebbüsüne başlaması ile azalmakta ve veri aktarım performansı doğal olarak yükselmektedir. Yani EDO RAM sayesinde veri transferinin senkronizasyonu işlemi, sıradan RAM'lerle yaşanan duruma göre daha süratli ve daha kolay yürütülebilmektedir. Bunun neticesinde EDO RAM'lerin erişim süresi 50 nanosaniyeye kadar düşebilmektedir. EDO RAM hem SIMM hem de DIMM modüllerde kullanılabilir. Standart DRAM ise –genellikle– sadece SIMM modüllere sahip olan PC'lerde bulunmaktadır. Bir ya da iki yıl evveline kadar üst seviye PC sistemlerinin RAM seçimi EDO idi. Ama önce Pentium MMX sonra da Pentium II çağının başlangıcı ile EDO gelişmiş sistemlerin yüksek hafıza performansı taleplerine cevap veremez oldu.

Yeni bir DRAM türü olan SDRAM (Synchronous DRAM–senkronize DRAM), geleneksel hafıza çeşitlerinin sunduğu hızlardan çok daha yüksek saat hızlarını (100 MHz'yi, hatta daha da üstünü) desteklemektedir. SDRAM, sistem veriyolu ile aynı frekansta çalışır ve CPU'dan talep geldiği zaman otomatik olarak senkronizasyonu sağlar. (Sistem veriyolu [system bus], işlemciyi ana hafızaya bağlayan veriyoludur. Bazı kaynaklarda kendisinden işlemci veriyolu [CPU bus] veya kontrol veriyolu [control bus] olarak da söz edilmektedir.) SDRAM ile sistem saati arasında tesis edilen bu senkronizasyon sayesinde, veri erişimi ve tazeleme sırasında, CPU'nun boş boş oturup hafızanın kendisine yetişmesini beklemek zorunda kalması sonucunda oluşan zaman kayıpları minimuma düşürülmektedir. SDRAM teknolojisinin CPU ile hafıza arasında daha verimli bir iletişime imkân veren bu mimarisi, SDRAM'i EDO RAM'den daha hızlı bir hafıza türü haline getirmiştir.

SDRAM, hafızayı iki ya da daha fazla dahili hafıza dizisine ayırır; bu işlemin amacı dizilerden birine bir erişim olduğu anda sıradaki dizinin erişim için hazırlanmasını sağlamaktır (buna “burst mode” metodunun bir varyasyonu gözüyle bakmak mümkündür aslında). SDRAM'in veriyi ilk olarak okuduğu sırada ulaştığı rasgele erişim hızı EDO RAM'in erişim hızı ile aynıdır; ama sıra müteakip karakterlerin ya da hücrelerin okunmasına geldiğinde SDRAM, EDO RAM'e 5-6 tur bindirmekte ve 10 nanosaniyelik erişim süreleri sunabilmektedir (daha net olmak gerekirse, bu erişim süresinin –yaklaşık olarak– 7 ns ile 12 ns arasında değiştiğini söyleyebiliriz). Veriye 10'ar nanosaniyelik aralıklarla erişilebilmesi demek, çevrim (ya da devir) süresinin 10 nanosaniye olması demektir. Yani her 10 ns'de 1 devir gerçekleşmektedir. Bu da her {[10 nanosaniye] x [1 milyar]}'da (yani her 10 saniyede) 1 milyar çevrim ve her 1 saniyede de 100 milyon çevrim anlamına gelir. Son cümlemizin ikinci kısmına dikkat edecek olursanız, orada aslında 100 MHz'in tanımını yaptığımızı görürsünüz. Sanırız, “SDRAM 100 MHz'lik veriyolu hızlarını destekliyor” ifadesini artık daha anlamlı bulacaksınız. Yani aslında 10 ns'lik SDRAM ve 100 MHz'lik SDRAM derken yaptığımız şey aynı anlamı iki farklı şekilde ifade etmek oluyor.

SDRAM mimarisinin bir parçası olan senkronizasyon ile veriye çok daha hızlı bir biçimde erişilebilmesi, bilgisayar sisteminizin genel performansına direkt olarak olumlu bir şekilde yansır. SDRAM'in, kendisine nazaran daha eski olan hafıza teknolojileri karşısındaki bu üstünlüğü genel sistem performansınız söz konusu olduğunda kritik bir önem taşır. SDRAM, EDO'nun pabucunu dama atmış ve artık günümüz PC'lerin hafıza standardı olmuştur. SDRAM'in “senkronize” mimarisi aynı zamanda, önümüzdeki bir iki yıl içinde görmeye başlayacağımız çok daha yüksek veriyolu hızlarını desteklemeye de elverişlidir. Burada unutulmaması gereken bir nokta, 66 MHz'lik veya daha düşük sistem veriyolu hızlarında çalışan pek çok eski sistemin SDRAM'in hediye ettiği yüksek performans nimetinden tam anlamayla yararlanamayacağı gerçeğidir. Bu arada biz de, SDRAM'in hızına ayak uydurmakta güçlük çeken veriyolları sayesinde, “bir zincir en zayıf halkası kadar sağlamdır” sözünü “bir PC en yavaş veriyolu kadar hızlıdır” şeklinde değiştirebiliyoruz. 100 MHz'lik sistem veriyolu kullanan PC'lerin yaygınlaşmasıyla SDRAM'in eski teknolojileri silip süpürmesi kaçınılmazdır.

SDRAM'ler –genellikle– sadece DIMM modüllerde kullanılır. Bunun haricinde, bazı anakartlar EDO ve SDRAM'lerin birlikte kullanılmasına müsaade etmektedir, ne var ki bu yaygın bir uygulama değildir. Zaten eğer sistemden performansı en küçük zerresine kadar almak istiyorsak, ikide bir SDRAM'leri çelmeleyecek olan EDO'ları bir kenara bırakmalı ve sadece SDRAM'leri kullanmalıyız.

2 Yukarıda DRAM'leri anlatırken elektronik tazeleme diye bir şeyden bahsettiniz. Bu tam olarak nedir?
Derinlemesine inceleyecek olduğumuzda, bilgisayar hafızasının hafıza ya da depolama hücrelerinden oluşan bir matris şeklinde organize edildiğini görürüz. (Bu organizasyona “DRAM dizisi” [DRAM array] adı verilir.) Matris sahasını bir satranç tahtası ve hafıza hücrelerini de satranç tahtasındaki kareler olarak düşünebilirsiniz. Hafıza hücreleri, matrisin satır ve sütunlarının kesişmesi neticesinde oluşmaktadır. Matris sütunları aynı zamanda hafıza çipinin I/O (Input/Output–Giriş/Çıkış) genişliği ile de bölünür. Örneğin, 2Mx8'lik bir DRAM'de kabaca 2000 satır, 1000 sütun ve sütun başına 8 bit'lik bir veri hattı genişliği vardır; böyle bir düzenleme sonucunda toplam 16 Mb'lik (16 milyon bit) bir kapasite elde edilir.

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 halinde veriye anında ulaşılması mümkündür. Ne var ki DRAM, geçici (ya da uçucu, volatile) bir hafıza türüdür; yani tutmakta olduğu veriyi elinden kaçırmaması için sürekli elektrik gücüyle beslenmek zorundadır. Güç kesildiği anda RAM'deki veri kaf dağının ardına gider.

Yukarıda da belirttiğimiz gibi DRAM'e “dinamik” RAM denmesinin sebebi, veriyi elinde tutabilmek için her saniyede yüzlerce kez tazelenmek ya da yeniden enerji ile doldurulmak zorunda olmasıdır. Tazelenmek zorundadır çünkü hafıza hücreleri, elektrik yüklerini depolayan minik kondansatörler içerecek şekilde dizayn edilmiştir. Bu kondansatörler, kendilerine yeniden enerji verilmediği takdirde yüklerini kısa sürede kaybedecek olan çok minik enerji kaynakları olarak görev yaparlar. Aynı zamanda, hafıza dizisinden verinin alınması ya da okunması süreci de bu yüklerin hızla tüketilmesine katkıda bulunur; bu yüzden hafıza hücreleri verinin okunmasından önce elektrikle yüklenmiş olmalıdırlar.

Elektronik tazeleme ya da kısaca tazeleme (refresh), bir hafıza çipindeki hücrelerin yeniden yüklenmeleri, ya da yeniden enerji ile doldurulmaları sürecidir. Hücreler, bir defada bir satır olacak şekilde tazelenir (genellikle her tazeleme çevriminde bir satır). “Tazeleme oranı” (refresh rate) ifadesi, hafızanın tazelenmesi sırasında geçen süreyi değil, DRAM dizisinin tamamının tazelenmesi için elden geçirilmesi gereken toplam satır sayısını gösterir (meselâ, 2000 [2K] veya 4000 [4K] satır). “Tazeleme çevrimi” (refresh cycle) ifadesi ise bir satırın tazelenmesi sırasında geçen zamanı belirtebileceği gibi aynı zamanda tüm DRAM dizisinin tazelenmesi sırasında geçen zamana da işaret edebilir.

3 “Cache memory” nedir? Yükseltilebilir mi? Ve “Hız Tuzağı”...
Cache memory (ön hafıza; kısaca cache de denebilir) verinin geçici olarak tutulduğu statik hafıza dilimidir; veriyi CPU'nun talebi doğrultusunda anında kullanıma sunabilir. İşlemcinin neredeyse hiç beklemeden istediği veriyi elde etmesi uygulama performansını artıran önemli bir faktördür. Intel Pentium'ların yanı sıra diğer birçok işlemcide de dahili ön hafıza bulunur. Buna Level 1 cache denir ve değiştirilemez. CPU'ların çoğu şimdi bir de Level 2 ön hafızasına sahiptir. Level 2 cache ana sistem hafızası tarafından kullanılır. Ön hafıza DRAM'lerden çok daha hızlıdır.

Birinci soruda RAM türlerini anlatırken de söylediğimiz gibi ön hafıza bir SRAM çeşididir ve tazeleme ya da senkronizasyon gibi işlemlere ihtiyaç duymaz. SRAM, CPU'nun talep ettiği bilgiyi neredeyse hiçbir bekleme olmaksızın, anında işlemciye ulaştırır. Ön hafızayı upgrade etmek ancak sisteminizdeki cache memory soketinin kendisine erişime izin vermesi ve daha geniş, ikincil bir cache seçeneği sunması ile mümkün olabilir. Eğer sisteminizde bir Pentium II varsa, cache'i yükseltmek için işlemciyi değiştirmeniz gerekir, bunun sebebi cache'in Pentium II sistemlerinde işlemci ile aynı çatı altında olmasıdır.

Bu genel bilgilerin ardından şimdi de kısaca ön hafıza mantığını izah etmeye çalışalım. Bilgisayar uygulamaları, genel olarak, bir program kodunun belli bir bölgesi etrafında bir müddet gezinirler, sonra başka bir kod bölgesine geçerler ve biraz da orada takılırlar; bu işlem çalışma süresince böyle devam eder gider. Veriler söz konusu olduğunda da benzer bir durum geçerlidir. Cache denetleyici önce bilgisayarın kullanımına bakarak hangi hafıza bölgesi ile ilgilenmesi gerektiği hakkında bir fikir edinir, ardından CPU'nun az sonra hafızadan talep edeceği bilginin hafızanın hangi bölgesinde tutulmakta olduğunu tahmin eder. Sonra, yavaş dinamik hafızanın bu bölgesine gider ve oradan bir miktar veriyi tuttuğu gibi yaka paça içeri atar (cache denetleyicinin ana hafızadan alıp cache'e aktardığı bu bilginin hacmi cache'in toplam boyutu kadar değildir, çok daha azdır). Peki bundan sonra ne olacaktır? Eğer cache denetleyicinin tahmini doğru çıkarsa CPU, talep ettiği veriyi almak için yavaş olan ana hafıza ile uğraşmak zorunda kalmayacak, veri cache'de anında CPU'nun emrine sunulacaktır.

Yalnız dikkat edin! Yukarıdaki paragrafta “eğer cache denetleyicinin tahmini doğru çıkarsa...” diye bir laf ettik ve sonrasında neler olacağını buna dayanarak söyledik. Peki ya cache denetleyici yanılırsa? İşte o zaman bir hız tuzağına yakalandık demektir. Çünkü CPU tekrar yavaş DRAM'e geri dönmek ve ekstra bekleme süreleri yaşayarak acı çekmek zorunda kalacaktır. Neyse ki cache'ler pratikte %80 ilâ 99 oranında doğru tahminlerde bulunurlar.
<< Önceki - Sonraki Sayfa >>

Görüşün Nedir?

Karakter Sayacı:
0