Hafıza Birimleri ve RAM

... konulu sunumlar: "Hafıza Birimleri ve RAM"— Sunum transkripti:

1 Hafıza Birimleri ve RAM
Memory Units

2 Hafıza Türleri Hafıza Türü Veri Saklama Açılımı RAM Geçici
Random Access Memory CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor ROM Kalıcı Read Only Memory PROM Programmable ROM EPROM Erasable Programmable ROM EEPROM Electronically Erasable Programmable ROM Flash

3 RAM Nedir? RAM = Random Access Memory = Rastgele erişimli hafıza kelimelerinin kısaltılmasından oluşmaktadır. RAM, işlemcinin işleyeceği verilerin tutulduğu geçici bir depolama alanıdır. Elektrik kesildiğinde içerindeki veriler kaybolmaktadır. Bu yüzden bilgisayarda kalıcı depolama alanı olarak kullanılmaz. Bilgisayar üzerinde işlem yaparken en önemli noktalardan birisi yeterli ve kaliteli RAM’lere sahip olmanızdır. Yeterli RAM alanına sahip değilseniz düşük performansın yanında birçok yazılımı çalıştıramama gibi problemlerle de karşılaşabilirsiniz.

4 RAM Nasıl Çalışır ? RAM hesap çizelgesi (excel tablosu) gibi organize edilmiştir RAM bölümü adreslenerek, adresten okuma yada adrese yazma işlemleri yapılabilir Programlar ve veriler kullanımda olmadıkları zamanlarda yığın depolama alanında tutulur Sabit disk, USB bellek veya optik ortamlar Talep olduğunda program yığın depolama aygıtından RAM'e kopyalanır ve ardından çalışır

5 Program Komutları ve RAM
İşletim Sistemi Komutları İşletim Sistemi Arayüzü Adım 1: Windows’u açmak Web Tarayıcı Ekranı Web Tarayıcı Program Komutları Adım 2: Internet tarayıcı yazılımını açmak Word Yazılımı Program Komutları Word Yazılımı ve Web Tarayıcı Ekranı Adım 3: Word yazılımını açmak Web Tarayıcı Program Komutları Adım 2: Internet tarayıcı yazılımını kapatmak Kelime İşlem Programı Ekranı

6 RAM’e Kopyalama Programların çalışabilmesi için öncelikle RAM’e aktarılması gerekir. Bu işlemin temel amacı, CPU tarafından işlenecek veri ve komutlara çok daha hızlı bir şekilde erişilme ihtiyacıdır. CPU RAM’e sabit disklerden çok daha hızlı erişir. Eğer çağırdığınız program sahip olduğunuz RAM’den daha büyük boyutta ise, belirli aralıklarla sabit diskinizden transfer yapılması gerekmektedir. Bu özellikle büyük bilgisayar oyunları ve çok RAM kullanan tasarım programlarında karşımıza çıkabilir. RAM’in bu tarz yetersiz kalması durumlarına karşın Windows işletim sistemi PageFile servisi ile sabit diskin bir kısmını RAM gibi kullanmaya çalışır.

7 Sanal Bellek / Disk Belleği Dosyası
PageFile, yani sanal bellek veya disk belleği dosyası özelliği: Sanal bellek uygulaması, Windows işletim sisteminin bir özelliğidir. Bu dosya Windows tarafından sabit diskin bir bölümünü RAM gibi kullanılması için tasarlanmıştır. Sanal bellek kullanımın yüksek olduğu durumlarda bilgisayarımız daha yavaş çalışacaktır. Çünkü sabit diskin hızı, RAM’lere göre oldukça düşüktür. Bu bellek ayarı Windows tarafından otomatik olarak ayarlı gelmekte, ancak daha sonradan değiştirilebilmektedir. Veriler fiziksel ve sanal RAM arasında hareket edebilirler. Bu veri hareketinin çok sık olması, “disk thrashing” yani aşırı disk kullanımına neden olur. Yüksek miktarda, yeterli RAM’iniz olsa dahi, Windows sanal bellek olmadan düzgün çalışmamaktadır. Tamamen kapatsanız dahi Windows daha sonradan da hata verir ve kendisi tekrar bir miktar bölüm ayırıp kullanır. RAM OS Word Browser Disk drive Game

8 RAM Ölçüm Birimleri RAM modülleri Byte cinsinden ifade edilir
8 bit genişliğinde = byte 16 bit genişliğinde = word 32 bit genişliğinde = double word 256 MB, 512 MB, 1 GB modüller halinde satılırlar Hafıza büyüklük ölçüleri: 1 Byte (B) = 8 Bit 1 Kilobyte (KB) = 1024 Byte 1 Megabyte (MB) = 1024 KB = 1,048,576 Byte 1 Gigabyte (GB) = 1024 MB = 1,073,741,824 Byte 1 Terabyte (TB = 1024 GB = 1,099,511,627,776 Byte

9 Adres ve Veri Yolu Adres yolu, işlemcinin hangi adresten okuma isteği gönderdiğini RAM’e iletir yani RAM’i adresler Adres yolundaki hat sayısı, kullanılabilecek maksimum RAM miktarını belirler Veri yolu (external data bus) ise, adreslenmiş verinin işlemciye gönderilmek üzere konulduğu yoldur

10 RAM Yongaları Üretim teknolojisi gelişim aşamalarına göre RAM yongaları: DIP (İlk üretilen entegreler) SOJ (DIP’den sonra üretilmiştir) TSOP (Yüzey montaj çiplerdendir) CSP (Entegre bağlantı bacakları altta olacak şekilde üretilen günümüzdeki entegre yapısı) 10

11 RAM Modülü Bellek yongaları, genelde küçük bir PCB üzerindedir
Görsel olarak genelde yeşil bir PCB yüzeyine dizilmiş ufak siyah modüller halindedirler Tür ve kullanım alanına göre farklı boyut ve biçimlere sahip olabilir

12 RAM Modülünün Yapısı SPD Yongası DRAM Yongaları (FBGA)
Bağlantı PIN’leri (Gold Fingers) Çentik / Module Key PCB Kondansatörler

13 SIMM RAM Paketi 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.

14 DRAM DRAM: Dynamic Random Access Memory
Mikroskobik kapasitörler ve transistörler sayesinde 1 ve 0’ları saklayan özel bir tür yarı iletkendir (semiconductor) Tek bir yonga bu kapasitör transistor kombinasyonundan milyonlarca içerebilir En popüler bellek türüdür

15 DIMM RAM Paketi DIMM: Dual Inline Memory Module
Çift yönlü hafıza modülüdür SDRAM’ler başlangıcını DIMM modülleri olarak yapmıştır Günümüzde halen kullanılan en popüler RAM paketidir Buffering ve ECC gibi bazı ilave fonksiyonları gerçekleyebilmesi için ekstra pinleri vardır Dizüstü bilgisayarlar için SO-DIMM (Small Outline DIMM) olarak adlandırılan bir türevi bulunmaktadır

16 Single/Double Sided DIMM
DIMM RAM yongaları PCB üzerindeki tek bir yüzeyde bulunur ise bu modül “Single Sided” olarak adlandırılır Modül PCB’sinin her iki yüzeyinde de RAM yongaları varsa, bu DIMM modülü “Double Sided” bir RAM olarak ifade edilir Çift yüzeyli DIMM modülleri doğal olarak biraz daha kalındır ve bazı anakartlarda diğer slotların da dolmasına neden olabilir Anakartın desteklediği RAM türleri kapsamında, single veya double side DIMM modüllerinden hangilerini desteklediği de genelde kitapçıklarda belirtilmiştir Anakartınız “Double Sided” bir DIMM modülünü kabul etmeyebilir

17 RDRAM: Rambus DRAM Rambus firması tarafından geliştirilen bir DRAM türüdür SDRAM’lerden daha hızlı ve bir dönem Intel tarafından desteklenmiştir Modülleri RIMM ve SO-RIMM olarak adlandırılır Yüksek maliyet, lisans sorunları ve alternatif gelişmeler sebebiyle standartlaşamamıştır

18 DDR: Double Data Rate DDR SDRAM, SDRAM’in veri transferini 2 katına çıkartır RDRAM’den daha yavaş olsa da, ciddi fiyat avantajı vardır 184 pin DIMM, 200 pin SO-DIMM ve 172 Pin Micro-DIMM paketlerini kullanır Gelişmiş versiyonları gelmiş olsa da, halen kullanılmaktadır Farklı bir isimlendirme kullanılmaya başlanmıştır DDR400, 200 MHz saat frekansında çalışan 400 MHz DDR SDRAM’dir

19 DDR SDRAM Hızları Saat Hızı × 2 = DDR Hız Adlandırması (DDR hız adlandırmasında 2 ile çarpılmasının sebebi, DDR SDRAM’lerin her saat darbesinde 2 misli veri göndermesidir.) DDR Hız Adlandırması x 8 = PC Hız Adlandırması. (Her bir döngüde ise 8 byte veri gönderildiğinden dolayı bu DDR hızı da 8 ile çarpılmaktadır.) Saat Hızı DDR Hız Adlandırması PC Hız Adlandırması 100 MHz DDR200 PC1600 133 MHz DDR266 PC2100 166 MHz DDR333 PC2700 200 MHz DDR400 PC3200 217 MHz DDR433 PC3500 233 MHz DDR466 PC3700 250 MHz DDR500 PC4000 275 MHz DDR550 PC4400 300 MHz DDR600 PC4800

20 DDR2 SDRAM DDR’ın daha az enerji kullanan ve daha hızlı çalışan bazı elektriksel karakteristiklerinin geliştirilmesi ile elde edilmiştir Veriyi saklayan parça olan RAM çekirdeğinin hızı değişmemiştir Veri giriş çıkış hızı DDR’ın 2 katına çıkmıştır Artan veri trafiği için özel buffer tamponları eklenmiştir DDR ile uyumlu olmayan 240 Pin DIMM yapısını kullanır

21 DDR2 SDRAM Hızları Saat Hızı × 2 = DDR I/O Hızı
DDR I/O Hızı x 2 = DDR Hız Adlandırması DDR Hız Adlandırması x 8 = PC Hız Adlandırması Saat Hızı DDR I/O Hızı DDR Hız Adlandırması PC Hız Adlandırması 100 MHz 200 MHz DDR2-400 PC2-3200 133 MHz 266 MHz DDR2-533 PC2-4200 166 MHz 333 MHz DDR2-667 PC2-5300 400 MHz DDR2-800 PC2-6400 250 MHz 500 MHz DDR2-1000 PC2-8000

22 DDR3 SDRAM RAM çekirdeğinin hızında yine değişim yoktur
Veri giriş çıkış hızı DDR2’nin 2 katına çıkmıştır DDR2’de olduğu gibi DDR3 DIMM yapısı da geriye dönük uyumlu değildir Gelişmeler saat hızı ile sınırlı değildir Daha düşük güç tüketimi söz konusudur 22

23 DDR3 SDRAM Hızları Saat Hızı × 4 = DDR I/O Hızı
DDR I/O Hızı x 2 = DDR Hız Adlandırması DDR Hız Adlandırması x 8 = PC Hız Adlandırması Saat Hızı DDR I/O Hızı DDR Hız Adlandırması PC Hız Adlandırması 100 MHz 400 MHz DDR3-800 PC3-6400 133 MHz 533 MHz DDR3-1066 PC3-8500 166 MHz 667 MHz DDR3-1333 PC 200 MHz 800 MHz DDR3-1600 PC

24 DDR3 DIMM Yapısı ve Uyumluluk
Üreticiler yanlış RAM kullanımını önlemek için modüllerin üzerinde “module key” yani çentik bulundururlar DDR3 DIMM DDR2 DDR3 DDR2 Soket 24

25 SDRAM Teknolojisinin Gelişim Grafiği
25

26 RAM Türleri ve Modül Yapıları
Açıklaması Modül / Stick Yapısı SRAM Statik RAM - DRAM Dinamik RAM SIMM SDRAM Senkron DRAM DIMM, SO-DIMM RDRAM Rambus DRAM RIMM, SO-RIMM DDR SDRAM Çift Veri Transferli SDRAM DIMM, SO-DIMM, Micro-DIMM DDR2 SDRAM DDR SDRAM Versiyon 2 DDR3 SDRAM DDR SDRAM Versiyon 3

27 Erişim Zamanı / Access Time
Erişim zamanı, yani access time, işlemcinin bellekten veriyi okumak için gerekli olan minimum zamanı ifade eder. Bu süre nanosaniye, yani saniyenin milyarda biri ile ifade edilir. Örneklemek gerekirse, bir insanın gözünün bir kez kırpılması minimum saniyenin 10’da 1’i içinde olabilir. Aynı zaman içinde bir bilgisayar milyonlarca işlemi gerçekleştirebilmektedir. Örnek tablo saniyeden küçük zaman kavramlarını ifade eder: Birim Zaman Milisaniye Saniyenin binde biri Microsaniye Saniyenin milyonda biri Nanosaniye Saniyenin milyarda biri Picosaniye Saniyenin trilyonda biri

28 Gecikme / Latency Gecikme veya latency kavramı, RAM’in ne kadar yavaş olabileceğinin ölçümüdür. Düşük gecikmeli RAM’ler yüksek gecikmeli RAM'den daha hızlıdırlar; çünkü işlemciye daha hızlı cevap verirler. CL, “Low Latency” yani düşük gecikme seviyesini ifade eder. Örneğin CL2 düşük gecikmeye sahip, hızlı bir RAM’i ifade ederken, CL3 daha yüksek gecikmeye sahip, daha yavaş bir RAM’i ifade edecektir. CL ifadesinin yanındaki rakam, RAM’in veriyi almak için ihtiyaç duyduğu “clock cycle” a, yani saat darbesinin gösterir. Yani CL5 bir RAM’de, işlemcinin veriyi alabilmesi için 5 saat darbesi beklemesi gerekir. Günümüzde işlemciler RAM modüllerine göre çok hızlı çalıştığından daha düşük gecikmeye sahip RAM modülleri daha fazla performans sunar.

29 SPD (Serial Presence Detect)
RAM PCB’si üzerinde bulunan bir önemli bileşen de, SPD, yani “Serial Presence Detect” yongasıdır. Bu çip, sistem BIOS’una RAM hakkında bilgi verir. RAM’in desteklediği çalışma hızları, erişim zamanları ve gecikmeler, burada profiller halinde kayıtlıdır. Ayrıca üretici, üretim tarihi, seri numarası gibi bilgileri de barındırır. BlackBox ve CPU-z gibi üçüncü parti yazılımlar ile bu bilgiler okunabilir. SPD Yongası 29

30 Eşlik / Parite Kavramı Parity yani eşlik, bellek hatalarını algılamaya yarayan bir sistemdir. Yüksek hızlara çıkıldığında RAM’in düşük de olsa kötü veri döndürme ihtimali vardır. RAM, herhangi bir sebeple 1 yerine 0 döndürebilir. Ancak bu nadiren karşılaşılan bir durumdur. Bu sebeple PC kullanıcıları tarafından çoğunlukla fark hissedilmez. Ama sunucu ve iş istasyonlarında bu konu daha fazla önem taşır. Eşlik (Parity) özelliği, veride hata olup olmadığını algılar ve bu özelliği barındıran RAM’ler, hata algılamalı RAM’ler olarak bilinirler. Eşlik kavramı sadece hata olup olmadığı algılar; veride düzeltme yapılmaz.

31 ECC / Hata Düzeltme Kodu
Hata algılamalı RAM’lere bir süre sonra hata düzeltme mekanizması da ilave edilmiştir. ECC yani “Error Correction Code” olarak adlandırılan bu sistem, algılanan RAM hatalarını onarır. Daha çok sunucu sistemlerinde kullanılırlar. ECC RAM’ler için ECC uyumlu bir anakart kullanılmalıdır. ECC RAM’lerin en önemli dezavantajları yüksek maliyet ve daha yavaş çalışmasıdır. 8 Chip 9 Chip İlave Eşlik Yongası

32 Windows İşletim Sistemi RAM Önerileri
Microsoft Önerisi Sağlam Performans Yüksek Performans Windows 2000 128 MB 256 MB 512 MB XP Home 1 GB XP Professional Vista Home Basic 2 GB Vista (Diğer) > 3 GB Windows 7 *

33 Doğru RAM’e Sahip Olmak
Anakartın desteklediği RAM türü ve kapasitesini öğrenmek Kaç adet RAM modülü takılabiliyor ve kaçı boş durumda? Desteklediği RAM hızları neler? Önerilen marka ve modeller (QVL) listesi var mı? Bunun için en önemli kaynak anakart kitapçığıdır BlackBox ve CPU-Z gibi üçüncü parti yazılımları da deneyin Tüm yuvalar doluysa düşük kapasiteli modül değiştirilebilir Örneğin 256 MB’lık çıkarılıp 512 MB’lık modül takılabilir Dengeli bir sistem için slotlardaki modüllerin her anlamda dengeli olması tavsiye edilir 1 adet 512 MB, 1 adet 256 MB yerine, 2 adet 512 MB tavsiye edilir

34 RAM Seçiminde Hızlar Birden fazla RAM modülü kullanıldığında, dengeli bir sistem için modüllerin de her anlamda dengeli olması tavsiye edilir Farklı hızlarda RAM modülleri teknik olarak kullanılabilir Ancak sistem kilitlenmesi ve veri bozulmasına neden olabilir Kritik sistemlerde asla böyle bir şey denemeyin Anakartın önerdiğinden daha hızlı RAM kullanabilirsiniz RAM’ler yine de anakartın belirlediği hızda çalışır Performansta bir artış olmaz

35 RAM’le Çalışmak ve Temel Prensipler
RAM modülleri aşırı elektrostatik duyarlı bileşenlerdir PIN ve konektörlere asla direkt olarak dokunmayın Modülleri her zaman köşelerinden tutun Elektrostatik boşalmaya karşı gereken tedbirleri alın

36 DIMM Modüllerinin Takılması
Kenar sabitleyicileri açık duruma getirin Yönlendirme çentiklerine dikkat edin PIN’ler slotlara denk geldiğinde aşağıya doğru kuvvetlice itin Modül slota tam olarak yerleştiğinde, kenar sabitleyicileri eski halini alarak otomatik olarak kapanmalıdır

37 SO-DIMM Modüllerinin Takılması
Sistemin kapalı olduğuna emin olun AC bağlantısının yanı sıra bataryalar da çıkarılmalıdır Notebook RAM’leri çoğunlukla 2 bölgede bulunur Klavyenin veya arka paneldeki özel bir kapakçığın altıda yer alır Önce 45˚’lik bir açı ile RAM’i slota yerleştirin Daha sonra RAM’i aşağıya doğru bastırın ve sabitleyin

38 RAM Sayacı Yeni RAM’i taktıktan sonra, bilgisayar açılışını dikkatle izleyin Eğer RAM’i düzgün taktıysanız, POST ekranındaki RAM sayacı yeni bir değer gösterecektir Ekrandaki RAM miktarının taktığınız RAM ile uyumlu olup olmadığına bakın Ekrandaki rakamların kafa karıştırıcı olabileceğini unutmayın gibi rakamın 512 MB RAM’i gösterdiğini tahmin edin Ekran kartı paylaşımı veya sistem uyumunun zorlaması gibi sebeplerden dolayı RAM miktarının yaklaşık rakamlar gösterebileceğini unutmayın

39 Ekran Kartı Paylaşımlı Bellekler
Onboard ekran kartı bulunması durumunda karşılaşılır Daha çok dizüstü bilgisayarda karşımıza çıkar Bazı PC anakartlarında da ekran kartı onboard bulunabilir Ekran kartı için anakart üzerinde özel bir bellek bulunmaz ise, sistem RAM’lerinin bir kısmı ekran kartının kullanımı için ayrılır Bu durumlarda paylaşılacak bellek miktarı BIOS’dan ayarlanabilir Paylaşımlı kullanım durumunda Windows işletim sistemi ve bazen de POST ekranı, RAM miktarını paylaşılan RAM miktarı kadar az gösterecektir Çok nadir olsa da, onboard olmayan bazı ekran kartları da, sistem belleğinin bir kısmını kendisi için ayırabilir

40 “Dual Channel” Mimarisi
Dual Channel mimarisi çift kanal RAM’i birlikte kullanarak çıktıyı artıran bir özelliktir İlk olarak RDRAM’lerde kullanılan bir özelliktir Sadece 2 veya 4 slot gibi “çift” sayıda RAM modülü kullanıldığında aktif olur 3 adet modül bulunması “Dual Channel” ı bozacaktır Bu amaçla RAM slotlarında renk yönlendirmesi yapılmaktadır Özellik ve avantajları anakart chipset’ine göre değişir

41 RAM Hatası Belirtileri
RAM hataları çeşitli şekillerde ortaya çıkabilir; Bilgisayarın hiç açılmaması Sistem kilitlenmeleri ve sayfa hataları Eşlik ve ECC hata mesajları Mavi ekranlar (BsoD : Blue Screen Of Death) Özellikle yeni bir RAM montajı yaptığınız zaman bilgisayar hiç açılmıyor ise, RAM modülü doğru şekilde takılmamış veya arızalı olabilir. Burada unutulmaması gereken en önemli husus, bu hataların RAM ile tamamen ilgisiz bir şeye işaret etme ihtimalinin her zaman bulunmasıdır.

42 Sistemin Açılmaması Özellikle yeni bir RAM montajı yapıldığını zaman sistemin açılması ile ilgili problem yaşanıyor ise RAM’lerinizle ilgili sorun olduğunu düşünmelisiniz İki şekilde oluşabilir Sistemin hiç açılmaması (bip sesleri) POST ekranının RAM kontrolünden önce tıkanması Olası sebepler RAM modülleri slotlara düzgün yerleştirilmemiş olabilir RAM üretim hatası veya ESD (elektrostatik gerilim) sebebiyle bozulmuş olabilir

43 RAM Hatalarının Giderilmesi
RAM’den sorun olduğunu düşünüyorsanız yapabileceğiniz üç seçenek: RAM test donanımları ile RAM’leri test etmek Olası arızalı RAM’lerin, sağlam RAM’lerle değiştirilmesi. (Deneme yanılma yöntemiyle) Yazılım temelli RAM testi yapmak. Örnek yazılımlar: Memtest86 Microsoft Windows Memory Diagnostic DocMemory Diagnostic