Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Grup no: 3 Üyeler :İlke-Emre-Eray-Bilal. İ Ç İ NDEK İ LER  Bellekler Nasıl Çalışır?  Bellek Hızı  Erişim Zamanı(Access Time)  Sistem Saati(System.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Grup no: 3 Üyeler :İlke-Emre-Eray-Bilal. İ Ç İ NDEK İ LER  Bellekler Nasıl Çalışır?  Bellek Hızı  Erişim Zamanı(Access Time)  Sistem Saati(System."— Sunum transkripti:

1 Grup no: 3 Üyeler :İlke-Emre-Eray-Bilal

2 İ Ç İ NDEK İ LER  Bellekler Nasıl Çalışır?  Bellek Hızı  Erişim Zamanı(Access Time)  Sistem Saati(System Clock)  En Yüksek Performansı Elde Etmek  Ön Bellek (Cache Memory)  Ön Bellekler Nasıl Çalışır?  Ön Bellek Seviyeleri  Anakart Erişimi  Girişikleme (Interleaving)  Bursting  Pipelining  Cas to Ras Nedir?(Cloumb/Row Address Stroube)

3 Bellekler Nasıl Çalı ş ır? - BELLEK İŞ LEMC İ ile B İ RL İ KTE NASIL ÇALI Ş IR?- İşlemci – CPU bilgisayarın beyni olarak kabul edilen kısmıdır. Tüm veri işleme işlemleri burada yapılır. Yongaseti - Chipset işlemciyi destekler. İçerdiği çeşitli kontrolörler ile işlemci ve sistemdeki diğer bileşenler arasındaki veri alışverişinin nasıl yapılacağını belirler. Bazı sistemlerde birden fazla yonga seti bulunur. Bellek kontrolörü - yonga setinin bir parçasıdır ve bu kontrolör bellek ile işlemci arasında bilgi akışını düzenler. Veriyolu - Bus, bilgisayar içerisinde bulunan ve işlemci - CPU, bellek ve tüm input/output cihazların bağlı olduğu birbirine paralel çeşitli kablolardan oluşan yapıya verilen addır. Veriyolunun tasarımı yada veriyolu mimarisi - bus architecture, verinin anakart boyunca hangi hız da ve hangi miktarda veri akabileceğini belirtir. Sistem üzerinde çeşitli veriyolu tipleri bir arada bulunur bunun sebebi farklı bileşenler için farklı hızda veriyolu olmasının gerekmesidir. Bellek veriyolu - memory bus, bellek kontrolörü ile bilgisayarın bellek soketleri arasında çalışır. Yeni sistemlerde iki ayrı kısımdan oluşan bir bellek mimarisi kullanılır. Frontside bus (FSB) adı verilen kısım işlemci CPU ile ana bellek arasında ve backside bus (BSB) adı verilen kısım bellek kontrolörü ile L2 cache arasında çalışır.

4 Bellekler Nasıl Çalı ş ır? - BELLEK HIZI- İşlemci, bellek üzerindeki bir bilgiye ihtiyaç duyduğunda; bellek kontrolörü tarafından düzenlenen bir komut oluşturur. Bellek kontrolörü komutu belleğe gönderir ve işlemciye bilgininin ne zaman iletileceğini bildiren bir veri gönderir. İşlemci, bellek ve bellek kontrolörü arasında sürekli devem eden bu döngü, veriyolu hızı ve diğer faktörlerin yanısıra bellek hızına da bağlıdır. Bellek hızı bazen Megahertz (MHz) olarak, bazen de nanosaniye(ns) ile ifade edilen erişim zamanı - access time ( verinin iletilmesi için gereken zaman) birimleriyle ölçülür. Ne şekilde ifade ediliyor olursa olsun, Megahertz yada nanosaniye, bellek hızı, belleğin kendisine iletilen komuta ne kadar hızlı yanıt verebildiğini gösterir. ACCESS TIME - ERİŞİM ZAMANI (NANOSANİYE) Erişim zamanı belleğin kendisinden istenen veri için gelen komuta yanıt verme süresidir. Bellek yongaları ve modüllerin erişim zamanları 50ns ile 80ns arasında değişmektedir. Erişim zamanı değerlerinde (bu değerler nanosaniye cinsindendir), düşük değerler yüksek hızları göstermektedir. Aşağıdaki örnekte, bellek kontrolörünün bellekten veri istemesi ve belleğin bu isteğe yanı vermesi 70ns sürmekte. İşlemci veriyi ortalama olarak 125ns'de almakta. Sonuç olarak işlemcinin bir veri için istem yapması ile bu verinin işlemciye iletilmesi arasında geçen toplam süre - 70ns'lik bir bellek kullanıldığında - 195ns'dir. Bu süre içerisinde bellek kontrolörü bilgi akışını düzenlemekte ve gerekli veri işlemci ile bellek arasında veriyolu üzerinde iletilmektedir.

5 Bellekler Nasıl Çalı ş ır? -MEGAHERTZ (MHZ) – Synchronous DRAM teknolojisinin ilk kullanıldı ğ ı dönemlerde, bellek yongalarında kendilerini bilgisayarın sistem saati - system clock ile senkronize biçimde çalı ş tırma yetenekleri vardı. Bu da hızın, megahertz yada saniyedeki milyon devir cinsinden ölçülmesini kolayla ş tırıyordu. Çünkü bu hız sistemin herhangi bir i ş lem yapmadı ğ ı durumlardaki hız ile aynıydı. Böylece farklı bile ş enlerin hızlarını kar ş ıla ş tırmak ve i ş lemlerini senkronize hale getirmek de oldukça kolay hale geliyordu. Hız konusunu daha iyi anlayabilmek için sistem saati - system clock kavramının anla ş ılması gerekmektedir. SYSTEM CLOCK - S İ STEM SAAT İ Bilgisayarın sistem saati anakart üzerinde bulunur. Bilgisayarın tüm bile ş enlerine aynı ritimde sinyaller gönderir, tıpkı bir metronom gibi. Bu ritim a ş a ğ ıda çizildi ğ i gibi karesel olarak ifade edilebilecek dalgalar biçimindedir: Gerçekte ise bu sinyaller osiloskop ile gözlendi ğ inde a ş a ğ ıda çizildi ğ i gibi görünmektedir: Resimdeki her dalga bir saat devrini - clock cycle göstermektedir. E ğ er bir sistem 100Mhz'de çalı ş ıyorsa bunu anlamı saniyede 100 milyon saat devri yapıldı ğ ıdır. Bilgisayarda yapılan tüm i ş lemler saat devri ile ölçülür ve her i ş lemin belirli saat devirleri sürelerinde yapılmaktadır. Örne ğ in bir bellek istemi i ş lenirken; bellek kontrolörü i ş lemciye istenilen verinin altı saat devri içerisinde iletilece ğ ini bildirir. İş lemci yada di ğ er cihazlar; sistem saatinden daha hızlı yada daha yava ş çalı ş ıyor olabilirler. Farklı hızlardaki bile ş enlerin bir arada senkronize biçimde çalı ş ması için bir çarpan yada bölen faktörü kullanılır. Örne ğ in 100MHz'lik sistem saati 400MHz'lik i ş lemci ile çalı ş ıyorsa, her cihaz; bir saat devrinin i ş lemcide gerçekle ş en dört saat devrine göre gerçekle ş ti ğ ini kabul eder. Ve i ş lemlerini senkronize etmek için dört çarpan faktörünü kullanırlar. Bir çok ki ş i i ş lemcinin hızının bilgisayarın hızı oldu ğ unu kabul eder. Ama ço ğ u kez sistem veriyolu ve di ğ er bile ş enler farklı hızlarda çalı ş ır.

6 Bellekler Nasıl Çalı ş ır? -EN YÜKSEK PERFORMANSI ELDE ETMEK- Bilgisayar i ş lemcilerinin hızları son yıllarda büyük bir hızla artmı ş tır. İş lemci hızının artması elbette bilgisayarın performansı arttırmaktadır. Ancak i ş lemci bilgisayarın parçalarından yalnızca biridir ve çalı ş abilmek için di ğ er bile ş enlere ihtiyaç duymaktadır. Çünkü i ş lemci tarafından i ş lenecek veri mutlaka bellek tarafında yazılmalı yada okunmalıdır. Sistem performansı; bilgilerin i ş lemci ve bellek arasındaki iletim hızına ba ğ lıdır. Bu yüzden hızlı bellek teknolojileri tüm sistem performansı etkilemektedir. Ancak artan bellek hızları çözümün sadece bir parçasıdır. İş lemci ile bellek arasındaki bilginin alı ş veri ş i sırasında geçen süre genellikle i ş lemcinin bu i ş lemi yapma süresinden daha uzundur. Bu bölümde anlattı ğ ımız teknoloji ve yöntemler bellek ile i ş lemci arasındaki bilgi alı ş veri ş ini daha hızlı hale getirmek için tasarlanmı ş lardır.

7 ÖN BELLEK - CACHE MEMORY Ön bellek - Cache memory, i ş lemcinin hemen yanında bulunan ve ana belle ğ e oranla çok dü ş ük kapasiteye (genellikle 1MB'dan az) sahip olan bir yapıdır. Cache bellek i ş lemcinin sık kullandı ğ ı veri ve uygulamalara en hızlı biçimde ula ş masını sa ğ lamak üzere tasarlanmı ş tır. İş lemcinin ön belle ğ e eri ş mesi, ana belle ğ e eri ş mesine oranla çok kısa bir süredir. E ğ er aranan bilgi ön bellekte yoksa i ş lemci ana belle ğ e ba ş vurur. Yani önce ön belle ğ e bakmak çok kısa bir zaman alır. Bunu ş öyle açıklayabiliriz, yiyecek bir ş eyler almak için markete gitmeden önce buzdolabını kontrol edersiniz, e ğ er istedi ğ iniz yiyecek dolapta varsa markete gitmezsiniz, yoksa bile olup olmadı ğ ını anlamak sizin bir anınızı alır. Önbellek kullanımında tüm programlar,bilgiler ve veriler için geçerli olan temel prensip "80/20" kuralıdır. %20 oranındaki hemen kullanılan veri ve i ş lem zamanının %80'ini kullanır. (Bu %20'lik veri e-posta silmek yada göndermek için ş ifre girme, sabit diske dosya kaydetme yada klavyede hangi tu ş ları kullanmakta oldu ğ unuz gibi bilgileri içermektedir. Bunun tersi olarak geri kalan %80'lik veri de i ş lem zamanının %20'sini kullanır. Ön bellek sayesinde, i ş lemci tekrar tekrar yaptı ğ ı i ş lemler için zaman kaybetmez. -ÖN BELLEK - CACHE MEMORY NASIL ÇALIŞIR- Ön bellek adeta işlemcinin "top 10" listesi gibi çalışır. Bellek kontrolörü işlemciden gelen istemleri önbelleğe kaydeder, işlemci her istemde bulunduğunda ön belleğe kaydedilir ve en fazla yapılan istem listenin en üstüne yerleşir buna " cache hit " adı verilir. Önbellek dolduğunda ve işlemciden yeni istem geldiğinde; sistem, uzun süredir kullanılmayan (listenin en altındaki) kaydı siler ve yeni istemi kaydeder. Böylece sürekli kullanılan işlemler daima önbellekte tutulur ve az kullanılan işlemler önbellekten silinir.

8 ÖN BELLEK - CACHE MEMORY - ÖN BELLEK SEVİYELERİ- Günümüzde birçok önbellek i ş lemci yongası üzerine yerle ş tirilmi ş olarak satılmaktadır. Bunun yanı sıra önbellek, i ş lemci üzerinde, anakart üzerinde ve/veya anakart üzerinde i ş lemci yakınında bulunan, ön bellek modülünü barındıran ön bellek soketi halinde de bulunabilir. Ne ş ekilde yerle ş tirilmi ş olursa olsun, ön bellek i ş lemciye yakınlı ğ ına göre farklı seviyeler ile adlandırılır. Örne ğ in, i ş lemciye en yakın ön bellek Level 1 (L1) Cache bir sonraki L2, sonraki L3 biçiminde adlandırılır. Bilgisayarlarda önbellekler dı ş ında da, önbelle ğ e alma i ş lemi yapılır. Örne ğ in; sistem bazen, belle ğ i sabit disk sürücüsü için bir ön bellek gibi kullanabilir. Ancak elbette bizim ş u anda anlattı ğ ımız bu tür bir uygulama de ğ il. Anlatmaya çalı ş tı ğ ımız "cache" teriminin bellek ve di ğ er depolama teknolojileri için de kullanılan bir terim oldu ğ udur. Ş imdi ş unu merak ediyor olabilirsiniz, önbellek madem bu kadar yararlı bir yapı neden bütün belleklerde kullanılmıyor. Bunun bir tek sebebi var, ön belleklerde SRAM bellek yongaları kullanılır, bu yongalar hem çok pahalıdırlar hem de belleklerde ş u anda kullanılan DRAM'e kıyaslandı ğ ında aynı hacimde daha az veri depolayabilmektedir. Önbellek sistemin performansını artırır ancak bu i ş levi belli bir noktaya kadar sürdürebilir. Önbelle ğ in sisteme asıl faydası, sık yapılan i ş lemleri kaydetmektir. Daha yüksek kapasiteli önbellek, daha fazla veri depolayabilecektir; ancak sık kullanılan i ş lemlerin sayısı sınırlıdır. Yani belli bir seviyeden sonra önbelle ğ in geri kalan kapasitesi arada sırada kullanılan i ş lemleri depolamak için kullanılır. Bunun da sisteme ve kullanıcıya hiçbir faydası olmaz. İşlemcinin ana bellekten istediği veriyi alması 195ns kadar bit süre alır. aynı veriyi önbellekten alması ise 45ns sürer.

9 ANAKART YERLE Şİ M İ Sizin de anladı ğ ınız gibi bellek modüllerinin anakart üzerinde bulundukları yer ve yerle ş imleri sistem performansını do ğ rudan etkilemektedir. Çünkü bellek, i ş lemcinin çalı ş ması sırasında gerekli verileri iletir bu verilerin iletim hızı da tüm sistem performansını etkilemektedir. Ve i ş lemci ile bellek arasındaki veri alı ş veri ş i oldukça karma ş ık bir yapıda gerçekle ş ir, i ş lemci ile bellek arasındaki mesafe bu karma ş ık sürecin zamanını do ğ rudan etkiler. Bu nedenle i ş lemci ile bellek arasındaki mesafe sistem performansını etkileyen önemli bir faktördür. -G İ R İŞİ KLEME - INTERLEAVING - Giri ş ikleme - interleaving terimi i ş lemcinin iki yada daha fazla bellek bankı ile ileti ş ime geçti ğ i süreci ifade etmek için kullanılır. Interleaving teknolojisi genellikle sunucu ve i ş istasyonları gibi büyük sistemlerde kullanılır. Bu teknoloji ş u ş ekilde çalı ş ır: i ş lemci bir bellek bankını her defasında adresledi ğ in de bellek bankının kendini " sıfırlaması - reset " için bir saat devrine ihtiyacı vardır. İş lemci ilk bellek bankı kendini sıfırlarken ikinci bellek bankını adresleyerek i ş lem süresini kısaltır. Interleaving i ş lemi, performansı arttırmak için bellek yongaları içerisinde de gerçekle ş ebilir. Örne ğ in SDRAM yongaları içindeki bellek hücrelerinin e ş zamanlı olarak çalı ş an iki ayrı " hücre bankı - cell bank " olu ğ unu kabul edelim. İ ki hücre bankı arasında gerçekle ş en interleaving i ş lemi kesintisiz bir veri akı ş ı sa ğ lar. Bu da bellek devrinin süresini kısaltarak veri iletim hızını arttırır. - BURSTING - Bursting, zaman kısaltma amaçlı bir di ğ er teknolojidir. Bursting'in amacı i ş lemciye istedi ğ i verinin yanı sıra isteyebilece ğ i verileri de sunmaktır. Böylece i ş lemci belle ğ e bir kez eri ş ti ğ in de ihtiyacı olan bilgiler dı ş ında bu verinin ardından ihtiyaç duyaca ğ ı bir grup veri de ardı ş ık olarak i ş lemciye verilir. Bu sayede zamandan tasarruf edilmi ş olur, çünkü i ş lemcinin istedi ğ i veririn hemen ardından hangi veriyi isteyebilece ğ i istatistiksel olarak bellidir. Böylece i ş lemci ardı ş ık veriler için her defasında belle ğ e ba ş vurmak zorunda kalmaz. Bursting, farklı bellek tiplerinde veri okuma ve yazma sırasında kullanılabilir. -PIPELINING - Pipelining, bir görevin farklı a ş amalara bölünerek her a ş amada bir kısmının tamamlandı ğ ı bir bilgisayar i ş lemi sürecidir. Karma ş ık bir görevin küçük görevlere bölünerek yapılması olarak da açıklanabilecek pipelining, bu i ş lemin yapılmadı ğ ı süreçlere göre daha yüksek bir performans artı ş ı sa ğ lamaktadır. Ardı ş ık düzenleme de diyebilece ğ imiz pipeline i ş lemi ba ş ladı ğ ında, a ş ama sayısı ne kadar fazla olursa olsun bu i ş lemin yapılmadı ğ ı uygulamalara göre daha hızlı bir süreçtir. Bursting ve pipelining yöntemleri, EDO teknolojisinin geli ş mesi ile popüler hale geldiler. Bu yöntemleri kullanan EDO yongalarına "Burst EDO" yada "Pipeline Burst EDO" yongaları adı verilir.

10 CAS TO RAS NED İ R? -Latency ( Gecikme) ile ne anlatılmak isteniyor ?- Dü ş ünün ki, bir emir verdiniz. Bu emir verildikten sonra, yerine getirilinceye kadar bir süre geçer. İş te harcanan bu süreye gecikme (latency) adı verilir. Yani "Gecikme", bellekteki bir adresten bilgi al dedi ğ inizde, bilginin bulundu ğ u bu adrese ula ş ılmasına kadar geçen zamana ve adrese ula ş ıldıktan sonra da bilginin toparlanıp alınmasına kadar geçen zamana verilen addır. Belleklerde iki türlü gecikme vardır. Bunlar RAS ve CAS gecikmeleridir. Bunları daha iyi anlamak için belleklerin nasıl çalı ş tıklarına bir göz atalım. Bir emir verildi ğ inde i ş lemci, ilk olarak belle ğ in dizesine (row) RAS sinyali göndererek bilginin belle ğ in dize kısmında olan yerini belirler (adresler). Bu adresleme sırasında geçen bo ş zamana RAS gecikmesi adı verilir. Daha sonra birkaç saat devri beklenir. Bu bekleme sırasında geçen bo ş zamana RAS-to-CAS Gecikmesi denilir. Ardından istenilen bilgiyi bir bütün haline getirmek için sütun adreslemesi yapılır. Bu sırada geçen bo ş zamana ise CAS gecikmesi adı verilir. Sonuçta verilen emir üzerine adreslenen bilgiye ula ş ılırr. Kısaca; Bir belle ğ in, sütun ve dizelerden olu ş an bir “ızgara” ş eklinde oldu ğ unu, bilgilerin de bu ızgara ş eklinde olan hücrelerin içersinde saklandı ğ ını, dolayısıyla da her bilginin bir dize ve sütun adresinin oldu ğ unu dü ş ünürsek; RAS ( Row Address Strobe) bilginin bellekte bulundu ğ u dizeye geçilinceye kadar harcanan bo ş zaman, CAS (Column Address Strobe) ise bilginin anlamlı bir bütün haline getirilmesine kadar harcanan bo ş zamandır. Bu açıklamalardan sonra CAS-2'nin 2 saat devri, CAS-3'ün ise 3 saat devri beklemek anlamına geldi ğ i açıktır. -CAS-2, CAS-3 den %33 daha mı hızlıdır ?- Hayır ! Belki bellek performansına çok hassas olan uygulamalarda bir hızlanma olsa da bu beklenen kadar hızlı de ğ ildir. Bellek performansı ise birkaç ana etmene ba ğ lıdır : -Bellekteki bir dizede bulunan bir bilgiyi, bazen sütuna ta ş ımak gerekebilir. O zaman performans, CAS gecikmesinden daha çok, RAS-to-CAS gecikmesinin süresine ba ğ lıdır. E ğ er belle ğ e tek blok halinde, büyük bir bilgi ardı ardına yazılacak ise, CAS sinyali sadece B İ R KERE aktif hale getirilir ve daha sonra hiçbir etkisi kalmaz. -Bellekteki bilgilere ula ş mak için gerekli olan adresleme bilgileri genelde i ş lemcilerin tampon belleklerinde bulundukları için CAS sinyalinin gecikme süresinin 2 veya 3 olması bu tür durumlarda bir fark yaratmaz. -Yani, belle ğ in CAS-2 olmasının CAS-3 e göre yarataca ğ ı performans farkını, bellek performansından çok etkilenen programlar çalı ş tırdı ğ ınızda görebilirsiniz. -CAS-2 Bellekler CAS-3 belleklere göre her zaman daha hızlı çalı ş ırlar. Örne ğ in kaliteli bir CAS-2 bellek ile oldukça yüksek hızlara çıkabilmek mümkündür. Overclock yapacak kullanıcılar için de bu konu oldukça önemlidir.


"Grup no: 3 Üyeler :İlke-Emre-Eray-Bilal. İ Ç İ NDEK İ LER  Bellekler Nasıl Çalışır?  Bellek Hızı  Erişim Zamanı(Access Time)  Sistem Saati(System." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları