BTP 106 Bilgisayar Donanımı 4. Grup Slayt Ödevi DRAM, SRAM (Önbellek) Nedir ? (15.03.2016)

... konulu sunumlar: "BTP 106 Bilgisayar Donanımı 4. Grup Slayt Ödevi DRAM, SRAM (Önbellek) Nedir ? (15.03.2016)"— Sunum transkripti:

1 BTP 106 Bilgisayar Donanımı 4. Grup Slayt Ödevi DRAM, SRAM (Önbellek) Nedir ? (15.03.2016)

2 Ram Nedir ? "Random Access Memory" yani rastgele erişimli bellek demektir. Veri depolanabilir, silinebilir, okunabilir, değiştirilebilir. Elektrik kesintisi veya makineyi kapatma durumunda Ram bellekteki tüm bilgiler silinir. Başka bir deyişle RAM bellek sıfırlanır. Bellek, bilgisayarın direk olarak performansını etkileyen bir birimdir. Bilgisayarda yaptığımız işlemler burada işlenir ve Harddisk e kaydedilir. Bilgisayarınız ne kadar hızlı olursa olsun belleği düşükse çok yavaş çalışır. Bellek MB (Mega Bayt) cinsinden gösterilir.

3 RAM KAÇA AYRILIR ? Ram 6 ya ayrılır bunları sıralayacak olursak;  DRAM (Dynamic RAM)  EDO RAM (Extended Data Output RAM)  EDO DRAM (Extended Data Out Dynamic RAM)  SRAM (Static RAM)  SDRAM(Synchronous DRAM)  VRAM (Video RAM)

4 DRAM (Dynamic RAM) Her bir elektrik akımını yani veriyi, bir kondansatör ve bir transistörden oluşan bir depolama hücresinde tutar. Kondansatörler, depolamış oldukları elektriksel yükü çok çabuk kaybetme eğilimindedirler. DRAM’e “dinamik” RAM denmesinin sebebi, veriyi elinde tutabilmek için her saniyede yüzlerce kez tazelenmek ya da yeniden enerji ile doldurulmak zorunda olmasıdır.

5 EDO RAM (Extended Data Output RAM) Temel olarak bir DRAM çeşidi olmakla birlikte standart DRAM’den daha hızlıdır. EDO RAM 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 olmasını sağlar. Yukarıda anlattığımız standart DRAM’in ” 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. 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

6 EDO DRAM (Extended Data Out Dynamic RAM) EDO RAM’den bazı kaynaklarda EDO DRAM (Extended Data Out Dynamic Random Access Memory) olarak da söz edilmektedir. E Xtended D ata O ut D inamik R Andom Access Memory, bir tür DRAM geleneksel DRAM daha hızlıdır. Bir seferde sadece tek bir veri bloğuna erişebilir geleneksel DRAM aksine, EDO RAM o CPU da önceki bloğu veren, aynı zamanda bellek sonraki bloğu getirmektedir.

7 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 duser.

8 SDRAM(Synchronous DRAM) Çok daha yüksek saat hızlarını desteklemektedir. SDRAM, sistem veri yolu ile ayni frekansta çalışır ve CPU’dan talep geldiği zaman otomatik olarak senkronizasyonu sağlar. 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

9 VRAM (Video RAM) Ekran (Grafik) kartlarında kullanılan RAM ler biraz daha farklıdır. Ekran kartları, görüntü verilerini aynı anda ve çok hızlı bir biçimde grafik hafıza ile ekran arasında taşımak zorundadır. Bu yüzden grafik hafızaların büyük bölümünde çift port bulunur; bu port’lar sayesinde grafik hafıza veri gönderme ve alma sürecini aynı anda yürütebilir. Ekran kartının hafıza büyüklüğü ekran çözünürlüğünü ve renk derinliğini yakından etkiler.

10 EDO DIMM NEDİR? EDO DIMM kavramı İngilizce " Extended Data Out Dual İn-line Memory Module" kelimelerinin baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. Türkçe'de Genişletilmiş veri çıkışlı çift sıralı bellek modülü" anlamına gelmektedir.

11 SRAM İLE DRAM KARŞILAŞTIRILMASI SRAM (statik RAM) bellekler, DRAM belleklerden daha hızlı ve daha güvenli olan (ama onun kadar yaygın olmayan) bir hafıza çeşididir. SRAM bellekler, DRAM belleklerden oldukça pahalıdır. DRAM belleklerin bir hücresi, bir transistör ve bir kondansatörden meydana gelirken, SRAM belleklerin bir hücresindeki tüm elemanlar standart transistörlerden daha hızlı olan FET transistörden (ortalama 6adet) oluşmuştur.

12 SRAM bellekler, çok transistörlü bir bellek grubu olduğundan aşırı ısınma oluşturacaktır, bu nedenle sistem daha yüksek soğutma gerektirecektir. Bu da gürültü oluşturacaktır. SRAM'ler DRAM'lere nazaran daha fazla güç harcadığından, daha güçlü ve pahalı güç kaynağına ihtiyaç duyarlar. SRAM'ler, DRAM'lerin ihtiyaç duyduğu tazeleme operasyonuna ihtiyaç duymazlar; çünkü elektronik yükü orijinal konumunda tutan bir depolama hücresi esasına (ki bu DRAM'in yöntemidir) dayanmayıp, akımın belli bir yönde sürekli taşınması prensibi esas alarak çalışırlar. Sonuç olarak; SRAM çok pahalı, çok hızlı bir RAM çeşididir. Günümüzde işlemcilerin Tampon Belleği SRAM'dir. (Örneğin Coppermine işlemcilerde Statik RAM olan 256Kb Full-Speed L2 Cache bulunur). Fakat SRAM, DRAM'e oranla çok daha pahalı olduğundan işlemcilerde az miktarda kullanılır.

13 Bit – Byte Tanım Bilgisayar dünyasının en çok karıştırılan iki kelimesi olmalarının nedeni aynı şeyi temsil ediyor olmaları ve okunuşlarının “bit” ve “byte” olması olabilir. Okunuşları o kadarda karıştırılacak gibi değil diyebilirsiniz, fakat tam olarak ne anlama geldiklerini bilinmeden kullanıldığında, 8 katı fark oluşturduğunu belirtelim. Bit’in bilgisayar dilinde 0 ve 1’i temsil eder. Byte, 8 Bit’ten oluşur ve 0’dan 255’e kadar olan sayıları ifade edebilir. Mb Megabit’i temsil ederken MB Megabyte’ı temsil eder. 1GB = 1024MB(Byte) = 8192 KB(bit).

14 Ram Kapasiteleri Kısaca Tarihçe; İlk zamanlar yaygın yazılabilir RAM, 1949-1952 yılları arasında geliştirildi. Manyetik çekirdek bellek olarak birçok bilgisayarda kullanıldı. MHz ise Ram belleklerin hızını ifade eden birimdir. Ne kadar yüksek olursa o kadar hızlıdır. Tabi 2000 MHz bir Notebook Ram almadan önce kendi bilgisayarınızın kapasitesine bakmalısınız çünkü desteklemeyebilir. Türkiye'de satılan dizüstü bilgisayarlarda destekleyen bellek değeri genelde 1600 MHz'dir. RAM'lerde Mhz neleri etkiliyor? Bir program kurarken programın kurulma hızını Bir Oyuna girerken oyunun yükleme ekranının dolma hızını

15 Ram Bellekdeki CL Nedir ? "Column Address Strobe Latency"dir. "Cas Latency" de diyebileceğimiz bu değer, bellekteki geçikme süresidir. Gecikme süresi ne kadar düşük olursa bellek o kadar hızlıdır. Bunu monitörlerdeki gecikme süresine benzetebiliriz. Monitörün gecikme süresi ne kadar düşükse, görüntüler o kadar hızlı tazelenir. Bu yüzden bellek alırken de CL değeri düşük olan bellekler tercih edilmelidir. Frekans arttıkça CL değeri de artar. Çok yüksek frekanslı bellekleri düşük frekansta çalıştırırken CL değerini de overclock ile düşürebilirsiniz. Mesela 2133 MHz CL9 olan bir bellek, 1333 MHz hızda CL6 hızında çalışabilir. Ya da tam tersi. CL değerini artırdığınızda bu defa belleğin frekansını daha rahat bir biçimde artırabilirsiniz.

16 DDR RAMLER Günümüz teknolojisinde kullanılmakta olan DDRRAM'lar bilgisayarlarımız için gerekli performansı sağlamak için üretilmiştir. Günümüz teknolojisi DDRRAM'ların kontrolü altındadır. DDRRAM teknolojisini anlatmaya başlamadan önce bilmemiz gereken önemli bir terime değinmek gerekir. Bu terim Dual Channel'dir. Dual channel teknolojisi kendinden önceki teknoloji olan single channel(tek kanal) teknolojisi gibi işlemciye verileri aktarmayı tek bir kanal yoluyla değil de bunu çift kanal ile yoluyla yapmaktadır. Buda single channel(tek kanal) teknolojisinden iki kat daha fazla veri aktarımı sağlıyor.

17 DDR2 x DDR KARŞILAŞTIRMA DDR2 ile DDR bellekler fiziksel boyut olarak neredeyse aynıdır. Fakat farklı pin sayıları ve çentik yapılarına sahiptirler(DDR 184 Pin DDR2 240 pin). DDR 2 farklı çentik yapıda olması yapısına uygun olmayan yuvalara takılmasını ve ya hasar görmesini engeller. DDR2 teknolojisinin DDR teknolojisinden daha yüksek hız, daha düşük güç harcaması ve daha az ısı kaybı gibi üstün özelliklere sahiptir. Yonga paketlemesinin değiştiği görülmektedir. Kapasitelerindeki büyük bir artış vardır. Bütün gecikme değerleri artmıştır. Burada şöyle bir soru aklımıza gelebilir "gecikme değerleri artmasına rağmen nasıl hız ve performans artışı sağlanıyor. Gecikme değerlerinin artmasının sebebi belleklerin ön toplama tamponlarının artırılmasıdır. Kısaca tamponları dolduracak veriye erişmek daha fazla zaman alıyor. Fakat bu tamponların artırılması daha fazla bilginin hazırda bekletilmesi demektir ve ayrıca yol hızının artırılması bu gecikme değerlerine rağmen performans artışı sağlar.

18 DDR3 x DDR2 KARŞILAŞTIRMA Öncelikle DDR3'ün DDR2 ye göre avantajlarından bahsedelim. Daha önce DDR ile DDR2 karşılaştırmada da bahsettiğimiz gibi performans artışı sağlamak için bant genişliği artırılmalıdır. DDR3'ler DDR2'lere göre daha yüksek bant genişliğine sahip ve buna bağlı olarak performans artışı sağlanmıştır. Daha az besleme gerilimine ihtiyaç duyar bu da laptoplar için bulunmaz bir nimettir. Laptoplarda daza az pil kullanımı demek daha uzun pil ömrü demektir. DDR3'lerin diğer önemli bir avantajı ise daha düşük miktarda ısınmasıdır. Daha az ısınması bize ne gibi avantajlar sağlar. Overclock yapma imkânı daha fazladır. DDR3'lerin dezavantajlarına gelince daha yüksek gecikme değerlerine sahip olması bunun sebebi daha öncede bahsettiğimiz gibi ön toplama hücrelerinin artırılmasıdır. Diğer bir dezavantajı ise eş hızdaki DDR2'lere göre daha pahalı olmasıdır. Aslında DDR ile DDR2 teknik özellik karşılaştırmasında görülen durumların birçoğuna burada da karşılaşıyoruz. Günümüzde DDR4-DDR5 Ramler Çıkmıştır.

19 Güncel Bazı Ramler ve Markaları HyperX FURY DDR4 Bellek HyperX® FURY DDR4, en zorlu savaşların bile üstesinden gelebilir. Sunucu platformunu otomatik olarak algılayarak, yayınlanan en yüksek frekansa otomatik olarak hız aşırtması yapar (2666 MHz'e 1 kadar) — Böylece tahribatı otomatik olarak önlemiş olursunuz. FURY DDR4, oyununuz hararetli bir şekilde devam ederken 2.666 MHz'de bile 1.2V'de çalışarak serinliğini korur. Yüksek hızlara ulaşmak için voltaj değişikliği yapmanıza gerek kalmaz. Böylece, sistemdeki diğer donanımlara daha fazla güç kalır. FURY’nin ince, asimetrik siyah renkli ısı dağıtıcısı sıcaklığı dağıtarak serinliğinizi korumanıza ve oyunda parlamanıza yardımcı olur.

20 HyperX Impact DDR3 Bellek HyperX® Impact bellek, dünyanın en hızlı SO-DIMM frekansı olan 2666MHz ile her zaman yüksek performans sunar ve oyununuzu geliştirir. Takıldığı platformu otomatik olarak algılar ve sistem BIOS ayarlarınızı değiştirmenize gerek olmaksızın belirtilen en yüksek frekansa 1 (2400MHz 2 'ye kadar) otomatik olarak hız aşırtması yapar. Böylece AMD ya da en yeni Intel CPU teknolojilerini kullanan dizüstü bilgisayarlarda ve diğer küçük yapıdaki sistemlerde, henüz bir acemi bile olsanız hiç zorlanmadan mükemmel performans elde etmenizi sağlar.

21 DIMM NEDİR? İngilizce "Dual Inline Memory Module" kelimelerinin baş harflerinden oluşmaktadır. Türkçe'de "Çift Sıralı Bellek Modülü" anlamına gelmektedir. DIMM; 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.

22 2x1GB RAM DIMM

23 2x128MB RAM DIMM

24 SIMM NEDİR ? Single Inline Memory Module (SIMM) iki farklı büyüklükteydi ve birbirlerinden anakarta bağlanmak için kullandıkları ayak sayıları ile ayrılıyorlardı. 30 ayak veya 72 ayak. Her iki çeşit de FPM ve EDO RAM uygulamalarıydı. Anakartlar bu çeşitlerinin birini ya da her ikisini birden kullanabilmek üzere tasarlanıyordu, ama farklı teknolojilerde olmamaları kaydıyla. Diğer bir deyişle 30 ayak ve 72 ayak SIMM soket’leri bulunan bir anakartınız olsa dahi ya sadece FPM ya da sadece EDO RAM kullanmak zorundaydınız.

25 2X32 MB RAM SIMM

26 4MB RAM SIMM

27 DIMM SIMM FARKI 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.

28 ÖNBELLEK Ön bellek, işlemcinin hemen yanında bulunan ve ana belleğe oranla çok düşük kapasiteye sahip olan bir yapıdır. Cache bellek, işlemcinin sık kullandığı veri ve uygulamalara en hızlı biçimde ulaşmasını sağlamak üzere tasarlanmıştır. İşlemcinin ön belleğe erişmesi, ana belleğe erişmesine oranla çok kısa bir süredir.

29 ÖNBELLEĞİN ÇALIŞMA MANTIĞI Önbelleğin çalışma mantığı oldukça basittir. Veriyi işlemcinin çekirdeğine mümkün olduğunca yakın tutarak işlemcinin daha uzaktaki yavaş bellek birimlerine erişme zorunluluğunu en aza indirirler

30 ÖNBELLEK KULLANIMININ FAYDALARI İşlemcilerin yaptığı işlemler sistem belleğinden(Ram) çok daha hızlı olduğu için sistem belleği hız olarak yetişemez. Yetişemediği için sistemin daha yavaş çalışmasına sebep olur. Bu engeli aşmak için Cache kavramı ortaya çıkmıştır. Bilgiler Önbelleğe yerleşip işlemciye daha hızlı yetiştirmek suretiyle çalışır.

31 L1-L2-L3 NEDİR L* önbellekleri genellikle işlemcinin içinde bulunur, mimariye göre değişir. Önbellek RAM’den daha hızlıdır, işlemciye daha yakındır, ancak pahalıdır. Bu yüzden düşük boyutludur. L1, L2 ve L3 cache (genellikle) işlemci ile bütünleşiktir. Bu önbellekler hızlı erişim için RAM’in o an için en aktif bölgelerinin bir kopyasını tutarlar Önbellekler RAM’dekinden farklı bilgi tutmaz, RAM’deki bilginin bir alt kümesini tutar. L3 RAM’in, L2 L3’ün, L1 L2’nin bir altkümesidir.

32 L1-L2-L3 FARKLARI L1 Önbellek: En hızlı önbellektir. En hızlısı olduğu için yapımı pahalı ve çok az miktarda bulunur. L2 Önbellek: En hızlı 2 önbellektir. Yani L1'den yavaştır. Yapımı L1'e göre ucuzdur. az miktarda bulunur. L3 Önbellek: En yavaş önbellektir. Yapımı kolay ve ucuz olduğundan çok fazla miktarda bulunur.