ROM Bellekler
ROM ( Read Only Memory )
İki bellek türünden birisi olan ROM, RAM'in aksine üzerindeki bilgiler kalıcıdır.
Standart ROM üzerindeki bilgiler hiçbir yol ile değiştirilemez veya silinemez. ROM
birimine bilgi kalıcı olarak yerleştirilmiştir ve içerik kesinlikle değiştirilemez. Bilgisayarınızı
kapatsanız bile üzerindeki bilgiler gitmeyecektir. BIOS gibi bilgisayarınız için önemli
bilgilerin tutulduğu bir yapıda, özel yöntemlerle silinebilen ROM çeşidi kullanılır. BIOS
üzerinde kullanılan bilgiler oldukça önemli olduğundan ROM, habersiz olarak yapılan
kopyalama ya da silme işlemlerinin önüne geçmiş oluyor.
ROM’un bilgisayar başlatıldığında yerine getirdiği görevleri:
POST (Power On Self Test): Bütün komutların test edilmesi işlemidir.
CMOS komutlarına bağlı olarak Setup komutlarını işletir.
Donanımla bağlı olan BIOS komutlarını yerine getirir.
İşletim sistemini çağıran BOOT komutlarını yürütür.
Günümüzde ROM'un birkaç versiyonu vardır. Bu versiyonlar gerekli alanlarda, özelliklerine
uygun bir şekilde kullanılıyor.
PROM (Programable Read Only Memory-Programlanabilir Yalnızca Okunur
Bellek)
PROM’un özellikleri temelde ROM’la aynıdır. Bir kez programlanır ve bir daha
programı değiştirilemez ya da silinemez. Ancak PROM’un üstünlüğü yonganın fabrikada
yapılırken programlanmak zorunda olmayışıdır. Herkes satın alabileceği PROM
programlayıcısı ile amaca göre PROM’a bilgi yazılabilir.
Bu tip ROM’larda satır ve sütunlar arasında sigortalar (fuse) bulunmaktadır. ROM’un
programlanma işlemi, bazı sigortaların yakılması ile bazı satır ve sütunlar arasındaki
bağlantıların kesilmesi şeklinde olmaktadır. Bağlantı olan kesişimlerde değer 1,olmayanlarda ise 0 olarak algılanmaktadır.
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory - Silinebilir
Programlanabilir Yalnızca Okunur Bellek)
RAM’lerin elektrik kesildiğinde bilgileri koruyamaması,
ROM ve PROM’ların yalnızca bir kez programlanabilmeleri bazı
uygulamalar için sorun oluşturmuştur. Bu sorunların üstesinden
gelmek için teknoloji devreye girmiş ve EPROM’lar ortaya
çıkmıştır. EPROM programlayıcı aygıt yardımı ile bir EPROM
defalarca programlanabilir, silinebilir. EPROM programlayıcı,
EPROM’un üzerindeki kodlanmış programı mor ötesi ışınlar
göndererek siler. Yonganın üzerindeki pencere, parlak güneş ışığı
EPROM’u kolayca silebileceğinden programlama işleminden
sonra EPROM’un üzeri bir bantla kapatılır.
Çok yönlülükleri, kalıcı bellek özellikleri ve kolayca yeniden programlanabilirlikleri,
EPROM’u kişisel bilgisayarlarda sıkça kullanılır bir konuma getirmiştir. EPROM’un sık
rastlanan pratik uygulamalarından biri de dışarıdan gelen yazıcı ve bilgisayarlara Türkçe
karakter seti eklemektir.
EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory - Elektiksel Olarak
Silinebilen Programlanabilen Yalnızca
Okunur Bellek)
Şu anda bilgisayarınızın BIOS'unuzun kullandığı
ROM tipi EEPROM'dur. EPROM'a benzer olarak
EEPROM'da silinebilir ve yazılabilir. Adı üzerinde, silme
işini elektriksel olarak yapabiliyorsunuz. Yani ultraviyole
ışığını kullanarak bilgileri silmek o kadar zor değil.
BIOS'lar EEPROM kullanırlar. Bu sayede ana kart
üreticileri güncelleşmiş BIOS'larını yazabiliyorlar
Flash ROM Bellekler
Bu tip hafızalar, bir çeşit EEPROM olmakla birlikte hücreler arasındaki bağlantılar iç
teller ile sağlanmaktadır. Aralarındaki en önemli fark ise EEPROM’a bilgilerin byte byte
yazılması Flashlara ise bilgilerin sabit bloklar hâlinde yazılmasıdır. Yani hafızlarda her
defasında 512 byte’lık bilgi yenilenebilmektedir. Normal EEPROM’larda ise 1 byte’lık
değişiklik yapılabilmektedir. Sabit bloklar 512 bytedan 256 KB’a kadar olan bir aralıkta
değişir. Bu sabit bloklar hâlinde yazılma özelliğinden dolayı Flash Memory’i EEPROM’a
göre daha hızlı çalışmaktadır. EEPROM’un silinme işlemi tüm EEPROM için aynı anda
yapılabilmekte veya blok olarak tabir edilen bazı parçalar için silme işlemi tek seferde
elektrik alanı uygulama sayesinde gerçekleşmektedir. EEPROM’larda olduğu gibi Flash
Memory’nin de bir yaşam süresi vardır. Bu 100.000’den 300.000 kez yazmaya kadar
değişebilir.
Bütün ROM çeşitlerinin sadece okunabilir olmadığını görüyoruz. Bunun sebebi ise
gayet açık: Zamanla ROM içerisindeki bilgiler güncelleştirilme ihtiyacı duyduğunda, güvenli
yollar ile hiçbir sorun olmadığını görüyoruz. Ana kartınızın yeni standartlara açık olmasını
ve bunları desteklemesi için arada bir güncellenmesi gerekebiliyor.
RAM(Random Access Memory=Rasgele Erişimli Bellek)
Bilgisayarda verilerin geçici olarak depolandığı hafıza birimidir. CPU nun ihtiyaç duyduğu
kodları sakladığı için hızlı ve kapasitesinin çok olması performansa doğrudan etki edecektir.
Rasgele erişimli olması sayesinde belleğin sıra gözetmeksizin istenen adresindeki veriler
okunup yazılabilir. Disk, CDROM ve I/O portlarından gelen ve giden veriler geçici olarak RAM
üzerinde işlenmek üzere tutulur. RAMler üzerindeki bilgiyi tutabilmeleri için elektrik enerjisine
ihtiyaç duyarlar. Elektrik enerjisi kesildiğinde üzerlerindeki verilerde kaybolur. Örneğin bir
kelime işlem programını(word, lotus) kullanırken yazılan her şey RAM’e aktarılır. Kullanıcı onu
diske kaydedene kadar RAM de kalır. Şimdi 1 sayfa yazılmış ve diske kaydedilmemiş
farzedelim. Bu bir sayfa RAM de tutulacaktır. Tam bu sırada elektrik kesilse yazdığımız her
şey(1 sayfa) kaybolacaktır. Önemli RAM üreticilerinden Kingston, HiLevel, Corsair, Bigboy ve
Twinmos sayılabilir.
Şekil 29. Üstte DDR SDRAM ve altta SD RAM
RAM’ler dinamik hafıza yapısına sahiptir. Her bir hafıza hücresi(bir bit depolayan), bir adet
yarı iletken kondansatör ve transistordan meydana gelmiştir. Kondansatör bilgi depolar,
transistor ise bilginin okunması ve değiştirilmesi için kullanılır. Elektrik yükü prensibi ile
çalışır. Veriler elektrik yükleri ile temsil edilerek hafızada tutulur. Kondansatörde elektrik
yükü varsa 1 yoksa 0 kabul edilir. Kondansatörler iki plaka arasına yalıtkan malzeme
konulmasıyla elde edilir. Plakaların alanının(A) büyük olması ve plakalar arası uzaklığın(d)
küçük olması, depolayacağı elektrik yükü miktarını artırır. Kondansatörler uçlarına gerlim
uygulandığında sığası kadar yükü depolar. Uçlarına bir yük bağlandığında ise sahip oldukları
elektrik yükünü boşaltırlar. Sığa ne kadar büyükse, o kadar uzun sürede deşarj olurlar. Bir
kondansatör uçlarına herhangi bir yük bağlanmasa da zamanla boşalır. Yarı iletken
malzemelerden yapılan ve boyutları çok çok küçük olan kondansatör yapılar saniyede binlerce
kez, yapıları gereği, boşalmaları lazımdır. Ama hafıza kontrol devresi(memory controller)
yardımıyla hafıza hücresindeki yük boşalmadan tekrar şarj edilirler. Bu yapılarından dolayı
dinamik bellek olarak adlandırılırlar.
Şekil 30.Solda kondansatör yapısı ve sağda bir bit hafıza gözü
RAM, her bir hücresi bir transistor ve kapasitordan oluşan 2 boyutlu(satır ve sütunlardan
oluşan) matris yapıya sahiptir. Hücreler şarj edilirken hücre hücre değil, satır satır edilir.
Verileri tazeleme oranı(refresh rate) satır bazında değerlendirilir. Örneğin 2K tazeleme
oranına sahip bir bellekte 2048 adet satır tazeleniyor demektir.
Şekil 31. Hafıza hücrelerinin yerleşimi
Şimdi RAM hafıza yapıları ile ilgili önemli tanımlamaları ve parametre isimlerini verelim.
Precharge: Okuma ve yazma öncesi hafıza gözlerinin şarj edilmesi için kullanılan bir terimdir.
CAS(Column Address Strobe) Latency(Sütun Adresleme Darbe Gecikmesi): SDRAM üzerinde
istenen bir sütunun adreslenmesi için harcanan darbe işaret(clock cycle) sayısıdır. Gecikmeyi
ifade eder. CL2(CAS2) ifadesi, 2 saat darbesinde, CL3(CAS3), 3 saat darbesinde gerçekleştiği
anlamına gelmektedir. Gecikme ne kadar az ise bellek o kadar hızlıdır.
RAS(Row Address Strobe) Latency(Satır Adresleme Darbe Gecikmesi): CAS gibi SDRAM
üzerinde istenen bir satırın aktif olabilmesi için gereken darbe işaret sayısıdır. Az olması
belleğin hızlı olduğunu gösterir.
RAS to CAS: RAS ve CAS işlemleri arasındaki bekleme darbe miktarını gösterir. Veri depolama
performansı ile ilgilidir.
RAS Precharge: Precharge ve aktif komutları arasındaki darbe işareti cinsinden zaman farkını
gösterir. Precharge komutu RAM’i meşgul gösterirken aktif komutu ise RAM’in okuma yazmaya
açık olduğunu gösterir. Precharge durumundaki bir hafıza gözü okuma ve yazma işlemlerine
tepki gösteremez.
Activ to Precharge: Aktif ve precharge durumları arasındaki toplam geçen süredir ve
maksimum değeri aşağıdaki eşitlikle bulunur.
Active to Precharge = CAS + Rast o CAS + RAS Precharge
NOT: RAM’in performansına ilişkin verilen, bekleme süreleri aşağıdaki formatta sunulur.
Rakamların düşük olması RAM’in hızlı olduğunu gösterir.
Şekil 32. Hafıza zamanlama belirtim biçimi
SPD(Serial Presence Detect): RAM üzerinde bulunan ve içerisinde RAM le ilgili zamanlama ve
frekans parametrelerini tutan EEPROM hafıza yapıdır. Amaç bilgisayar açıldığında BIOS’a RAM’i
tanıtmaktır.
Bank: Hafıza soket veya modüllerinden oluşan sanal bir birimdir. Bir bellek 2 veya daha fazla
banka sahip olabilir. Günümüzde bellekler daha çok 4 banka sahiptir. Hafızada bir bilgiye
ulaşmak için bank, satır ve sütun adreslerinin bilinmesi gerekmektedir. Burada amaç eş
zamanlı olarak bir bankta veriler işlenirken diğer bank aynı anda tazelenebilmektedir(şarj). Bu
işlem dolayısıyla bant genişliğini ve performansı artırmaktadır.
Bursting: Hafızaya ardışık veri aktarımı veya hafızadan ardışık veri transferi sırasında her bir
hafıza gözünün okunması veya yazılması için onay verilmesini beklemeden belirli
uzunluktaki(burst length) verinin transferini gerçekleştirmeyi sağlar. Bu teknikle performans
artmış olur.
Günümüzde DDR SDRAM(double-data-rate synchronous dynamic random access memory), DDR2
SDRAM, DDR3 SDRAM ve SDRAM yapıda hafıza ürünleri kullanılmaktadır. Anakartın desteğine göre RAM seçimi yapılmalıdır.
Bilgisayarda RAM ihtiyacı olduğunda işletim sistemi tarafından HDD üzerinde RAM gibi
kullanılmak üzere virtual memory(sanal bellek) diye adlandırılan bir alan ayrılır. Bundan sonra
bu alan, ek RAM olarak kullanılır. Bu durum tüm açık uygulamalarda gözle görülür bir
yavaşlamaya hatta donmalara neden olur. Bir işlemci RAM’i 200 ns’de işlerse HDD ayrılan bu
alanı 12.000.000 ns’de işler. Bu demektir ki; işlemci RAM üzerinden 3.5 dakikada bitirdiği aynı
işi, HDD ile 4.5 ayda bitirecekti.
SDRAM(Synchronous Dynamic RAM): 64 bit veri genişliğine sahiptir. Günümüz bellek
yapılarından en az band genişliğine sahiptir. DDR çeşit RAM’ lerin temelini oluşturur ve
onlardan en az iki kat yavaş çalışır. Dinamik bellek yapısındadır. 168 pine sahiptir.
DDR SDRAM: 64 bit veri genişliğine sahiptir. Veri transferi için, saat(clock) işaretinin alçalan ve
yükselen kenarlarını kullanan yapıya sahip, SDRAM çeşididir. Dolayısıyla SDRAM’ e göre iki kat
hızlıdır. 184pin yapıdadır.
DDR2 SDRAM: 64 bit veri genişliğine sahiptir. DDR SDRAM ile aynı yapıda olup aynı saat hızında
çalışırlar. Aralarındaki fark latency(istenen adrese ulaşmak için harcanan zaman) değerinin
DDR da daha büyük olması ve daha fazla güç gereksinimidir. Ayrıca burada belleğin, I/O bus
frekansı DDR’a göre iki katı hızda çalışmaktadır. 240 pin yapıya sahiptir.
DDR3 SDRAM: 64 bit veri genişliğine sahiptir. DDR yapıya sahiptir. Fakat en az güç
gereksinimine sahiptir. DDR2 ye göre dahili geçici hafıza miktarı büyüktür. DDR3’ ün, I/O bus
frekansı DDR2’ye göre iki katı hızda çalışmaktadır. 240 pin yapıya sahiptir.
RAM Parametreleri
Kapasite: Bir bilgisayarda performansı artırmanın en temel kuralı ne kadar RAM o kadar
performans demektir. Ayrıca benchmark(performans) testlerinde işletim sistemi ve veritabanı
yönetim sistemleri daha fazla RAM miktarlarında disk erişiminin azaldığı ve hafızaya daha fazla
verinin alınarak kullanıldığı görülmüştür. Böylece çalışan veya çalıştırılacak olan uygulamaların
tepki süresi kısalır. (Kingston 2007).
Bilgisayar kullanımı sırasında uzun süre beklemeler, HDD’nin, kullanıcının neden olduğu disk
işlemi olmadan sürekli çalışması, uygulamaların uzun yanıt verme süreleri veya bir
uygulamanın diğerleri kapatılmadan çalışmaması gibi durumlar RAM yetersizliğinin
belirtileridir. Bilgisayara eklenecek RAM miktarı işletim sistemine göre değişiklik arz eder.
Mesela ihtiyaç duyulan RAM miktarı açısından Win98
oyunlar, çizim programları, resim düzenleme programları, tasarım programları en fazla
kapasite miktarına ihtiyaç duyan uygulamalardır.
Hız: Bir işlemci RAM üzerindeki veriye ihtiyaç duyduğunda hafıza kontrol
devresine(MCH=Memory Control Hub) istekte bulunur. MCH bu isteği RAM’e aktarır ve MCH veri
okunmaya hazır olduğunda bunu CPU’ya rapor eder. CPU-MCH-RAM-MCH-CPU arasında
gerçekleşen bu işlemler RAM’in ve veriyolunun yapısına göre değişiklik gösterebilir. RAM’in
aldığı bi talebe karşılık vermesi için geçen süreye Access Time denir. Hafıza modülleri 80-50ns
arasında değişen Access Time sürelerine sahiptir. Sürenin kısa olması modülün hızını gösterir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder