Bellekler(RAM)

Tarihçe

RAM'in Tarihçesi

 İlk zamanlar yaygın yazılabilir RAM, 1949-1952 yılları arasında geliştirildi.Manyetik çekirdek bellek olarak birçok bilgisayarda kullanıldı.Daha sonra 1960'ların sonu ve 1970'lerin başında statik ve dinamik entegre devreler geliştirildi. İlk ana hafıza sistemleri, bugünkü RAM gibi, vakum tüplerinden oluşturulmuştur, ama sıklıkla başarısız olmuşlardır. Çekirdek hafıza, küçük ferrit elektromanyetik çekirdeklere tellerle bağlanan, eşit ulaşım zamanlamasına pek sahip değildi. Çekirdek terimi bazı programcılar tarafından RAM'lerin bilgisayarın ana hafızası anlamında kullanılmaktadır. Tüp ve çekirdek hafızanın temel konsepti günümüz RAM'lerindeki tümleşik devrelerde kullanılır. Alternatif birincil depolama mekanizmaları genellikle tek biçimli olmayan hafıza erişim gecikmelerini içerir. Gecikme satır hafızası bitleri tutmak için civa dolu tüplerde ses dalga dürtü serisi kullanılmıştır. Tambur hafıza günümüz sabit diskleri gibi sürekli yuvarlak manyetik bantlarda veriyi saklamıştır.

CORSAIR 16GB (2x8GB) Vengeance DDR4 3000MHz CL16 Dual Kit Ram

RAM, bilgisayarınızda çalışan program verilerinin, hızlı erişebilirliğini arttırmak için bilgisayar sisteminin hafızasında tutulması işine yarar. Bilgisayar sistemleri cihazlarında hafıza kelimesi çeşitli anlamlar taşıyabilir. Sabit diskte bir hafızadır, RAM da bir hafızadır. Sabit diskte veriler bilgisayar sistemini kapattığınızda da kalır. RAM hafıza ise elektrik kesildiğinde sıfırlanır ve veriler kayıt altında tutulmaz.

RAM, sabit diske göre tartışılmaz şekilde hızlıdır. Bu yüzden hızlı bir bilgisayar sistemi, RAM hızının ve kapasitesinin büyüklüğü ile direk ilintilidir. RAM kapasitesi yüksek bir makinede açtığınız 10 farklı program arasında geçiş yapmanız RAM kapasitesi düşük olana göre daha hızlı olacaktır. Çünkü yüksek RAM da program ile ilgili tutulabilecek veriler için daha fazla yer olacaktır. RAM da yer kalmadığında bu bilgiler makinenizin sabit diski üzerinden yürütülmeye başlanır.

DRAM (Dynamic Random Access Memory - Dinamik Rasgele Erişilebilir Hafıza)
RAM aslında DRAM ın en genel bilinen ismidir. 

FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM - Hızlı Sayfalama Modlu RAM)
FPM DRAM bellekte, 30pin veya 72 pin, 5Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.




EDO RAM (Extended Data Out - Genişletilmiş Veri Çıkışlı RAM)
EDO RAM bellekte, 72 pin ve 168 pin, 5Volt'luk ve 3.3Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.

SDRAM (Synchronous Dynamic RAM - Senkronize Dinamik RAM) 
Aslında DRAM ın bir türevidir, özelliği makinenizin işlemcisinin çalışma hızına göre kendini senkron çalıştırabilmesidir. Aynı zamanda işlemcinin veri birikimi için veri yolundan işlemcinin oku ve yaz komutlarınada karşılık verebilir. Yani anlayacağınız işlemcinin komut hafızası doldumu SDRAM dan yardım alabiliyor. Bu da işlemcinin iş kuyruğunu uzatmasına yardımcı oluyor demek.

SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM - Tek Veri Oranlamalı SDRAM)
SDRAM ın orjinal ve uzun yazım biçimini ifade eder. SRAM bellekler 168 ayak pini sayısına, 3.3Volt gerilim çekimine, 66Mhz, 100Mhz, 133Mhz veriyolu hızına sahip şekilde üretilmişlerdir.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM Çift Veri Oranlamalı SDRAM)
Veri transfer hızı geliştirilmiş ve veri yolu genişliği ikiye katlanmış olan geliştirilmiş SDRAM dır. DDR SDRAM larda 184 pin ayak iğne sayısı ve 2.5V luk gerilim çekimi söz konusudur.

DDR2 SDRAM
Bu DDR SDRAM ların ikinci nesil ürünüdür. DDR SDRAM lardan biraz daha farklı bir sinyal yapısına ve daha az elektrik tüketimine sahip bir mühendisliği vardır. Tabi farklı sinyal yapısı ürünüde farklı kılmış ve ana kart ile olan bağlantı ayaklarında bir artışa neden olmuştur. Buda DDR SDRAM lerde 184 pin olan ayak sayısını 240 pin adete yükseltmiştir. Daha az elektrik tüketiminden kastımız 2.5Volt'luk gerilim çekiminin 1.8Volt'a düşürülmüş olmasıdır. Bu fazla bir fark değil gibi gözüksede, RAM ın çalışma performansını doğrudan etkileyen çok büyük bir farktır. Ayrıca daha az voltaj daha soğuk çalışabilme demektir.

DDR3 SDRAM
DDR3 SDRAM in bir önceki nesilden farkı, daha fazla veri genişliği kullanabiliyor olması, 90mm üretim teknolojisinden dolayı daha az elektrik tüketiyor olması ve işlem tampon bölgesinin ikiye katlanması sonucu daha hızlı reaksiyon sürelerine sahip olmasıdır. DDR SDRAM lerin 2,5 Volt ve DDR2 SDRAM'lerin 1,8 Volt'luk kaynak gerilimi gereksinimlerine karşın DDR3 SDRAM’ler 1,5Volt’luk gerilim gereksinimleriyle DDR2'lerden %30 daha az güç harcarlar. DDR3 SDRAM’ler ve DDR2 SDRAM’ler aynı büyüklükte ve 240 pin olmak üzere aynı sayıda iğneye sahipken, elektriksel olarak uyuşmazlar ve çentikleri farklı yerlerdedir. Daha az elektrik tüketiyor dedik, işte bir önceki nesillerin 1.8V elektrik ihtiyacı vardı, bu nesil 1.5V ile çalışıyor, haliyle daha az ısınıyorlar. Daha az voltaj ile amaç enerji sarfiyatını azaltarak, özellikle notebook/mobil bilgisayar sistemleri cihazlarının pil ömrünü uzatmaktır.

DDR3L SDRAM
DDR3 Low Power bellekler, standart DDR3 bellekler ile kıyaslandığında 1.5v gerilimi yerine 1.35v geriliminde çalışıyor ve bu sayede %15 daha az güç tüketiyorlar. DDR3L bellek tipi DDR3 ile aynı sayıda 204/240 pine sahip olsa da genel olarak geriye uyumlu değildir.

DDR3U SDRAM
DDR3 Ultra Low Power bellekler, standart DDR3 bellekler ile kıyaslandığında 1.5v gerilimi yerine 1.25v geriliminde çalışıyor ve doğal olarak daha az güç tüketiyorlar. DDR3U bellek tipi DDR3 ile aynı sayıda 204/240 pine sahip olsa da genel olarak geriye uyumlu değildir.

DDR4 SDRAM
DDR4 2133-3200 MHZ hızına sahip, tam verimin sağlanması için Quad Channel’ı şart koyan RAM modelidir. Gerilimi azaltılmış, artan transfer oranları ve yüksek hızı ile çok daha verimli bir hal almıştır. DDR4 daha fazla performans sağlamasına rağmen daha az güç tüketimi ve az sistem ısınması sağlıyor. DDR4 RAM için 288 pin ve 1.2 Volt gerilim söz konusudur. DDR4 yongaları 2133MT/s (saniyede milyon transfer) ve overclock 4266MT/s arasında transfer hızına sahip, DDR3 teknolojisi 800MT/s-2133MT/s sınırlarındaydı.

RDRAM (Rambus DRAM)
Rambus adında bir firmanın ürettiği bir DRAM tipidir. Paket tabanlı komut protokolu, komut veri akış yolu, veri akış yolu, düşük voltaj ihtiyacı, yüksek ulaşabilirlik hızları gibi özellikleri vardır, fakat pek tutunamadı. RDRAM bellekte 184 pin, 2.5 Volt gerilim söz konusudur.

SIMM (Single Inline Memory Module)
RAM ın Mainboard (Anakart ) üzerine montajının yapıldığı soketin adıdır. SIMM soketin iki tipi vardır. SIMM modüllerde 72 pin ayağı, 30 pin ayağı olan iki soket tipi vardır, EDO ve FPM bellekleri monte etmek için kullanılırlar.

DIMM (Dual Inline Memory Module)
SIMM in çalışma hızının 64 bit hale getirilmiş şeklidir. DIMM de toplam 72 bağlantı ayağı vardır. 36 sı bir tarafta, 36 sı diğer taraftadır. DIMM soketler 168 pin, 184 pin, 240 pin, 288 pin yapıda olabilirler, SDR, DDR, DDR2, DDR3, DDR4 bellekleri monte etmek için kullanılırlar, aynı pin ayağına sahip RAM bellekler aynı pin yapıda DIMM sokete oturmazlar çünkü RAM belleklerdeki çeltik noktaları DIMM modüllerdeki çeltik noktaları ile uyuşmayacaktır.

SODIMM (Small Outline DIMM)
SODIMM soketler notebooklarda kullanılmak için dizayn edilmiştir, DIMM modüller ile aynı özelliklere sahip fakat boyut olarak daha küçüktürler. 72 pin SODIMM 32 bit ve 144 pin SODIMM, 200 pin ve 204 pin SODIMM modüller 64bit destekler.
FPM DRAM - EDO DRAM SODIMM 72-pin (72-pin SIMM dan farklıdır FPM ve EDO SIMM bellek takılamaz yani)
SDR SODIMM 100 pin 144 pin 
DDR1 SODIMM 200 pin 
DDR2 SODIMM 200 pin 
DDR3 SODIMM 204 pin 

MicroDIMM
Dizüstü bilgisayar sistemleri için MicroDIMM modüller ve micro mini RAM çeşitleri üretilmiştir. 
SDR MicroDIMM 144 pin, 
DDR1 MicroDIMM 172 pin, 
DDR2 MicroDIMM 172 pin
DDR3 MicroDIMM 214 pin
DDR2 MiniDIMM 244 pin 

RIMM
RDRAM bellekler için RIMM soketler 184 pin, 232 pin iğneye sahiplerdir.

SORIMM 
Dizüstü RDRAM için SORIMM soketler 160 pin iğneye sahiplerdir.

Registered Memory [Buffered Memory]
Register memory nin özelliği, hafızaya atılan verilerin yerlerinin tutulduğu bir index tablosunun hafızanın belli ve küçük bir kısmında tutularak adreslenmesi demektir. Bu tanımı donanım mühendisleri ve low level programcıların bilmesi yeterli olacaktır. Yani kısaca şöyle diyebiliriz, hafızada tutulacak bilgilerin girişi için bir program tetikte bekleyip gelenlerin yerlerini hafızasına kayıt ediyor çıkanları o hafızadaki adreslerden siliyor.

Bu tip hafızalar diğerlerine göre biraz daha yavaş calışırlar. Çünkü bilgi istekleri önce o az önce bahsettigim programın hafızasında kontrol edilir ve eğer varsa ilgili yere yönlendirilir, yoksa gönderilmez. Bundan dolayı var olan verilere ulaşmak iki arama operasyonu gerektirdiğinden biraz daha yavas işler. Bazı sistemler bu tip RAM ları zorunlu kılmıştır bazıları ise kullanmayı reddetmektedir. Ama son zamanlarda üretimde olan anakartların bir çoğu size bu ikisi arasında seçim şansı tanımaktadır. 

UnRegistered Memory [Unbuffered Memory]
Unregistered Memory de yukarıda anlattığımız gibi bir ön kontrol yoktur. Hafızadan istekde bulunulduğunda veriyi kayıtlı tüm verilerin içinde arar. Eğer bilgi varsa vardır, yoksa yoktur.

ECC Memory (Error Correction Code Memory)
Yani bu tip hafızalar oluşabilecek hafıza hatalarının bir kısmını kendi kendine düzeltebilecek bir yapıya sahiptirler. Bir ECC Memory 64-bit lik bir hafıza bloğundaki bir hatayı düzeltebilir. Aslında 64-bit hafıza bloğundaki bir çok hatayı bulabilir ama sadece 1 hatayı düzeltebilir. FPM ve EDO belleklerde hata kontrol teknolojisi parity (eşlik) olarak geçer

Peki hafıza içinde hata nasıl oluşur? Biliyorsunuz ki bu chipler elektronik bileşenlerdir. Bir elektronik maddenin içindeki ayaklar elektrik akımı ile açılıp kapanır eğer ortamda fazlaca manyetik alan var ise bu ayakların açılıp kapanmasında yanlışlıklar olabilir. 

Bu manyetik alanlar; Kozmik ışınlar, alfa ışınları, Radyo dalgaları, statik elektrik atlamaları, enerji sorunları, makine içindeki donanımların oluşturabileceği bir aksaklık, sistem çalışma saatinin yanlış ayarlanmış olması 

Non-ECC Memory (None Error Correction Code Memory)
Hafıza hatalarını denetleyen bir kontrol yapısı içermezler.

Registered ECC Memory
Hem registered ile ön kontrol hemde ECC ile hata düzeltme yapısına sahip bellek teknolojisidir. 

Full Buffered ECC Memory
Registered ECC Memory lerin sunucu tipli makinelerde daha etkin kullanılması için daha geliştirilmiş bir teknikle hata payını minumuma indirmeyi amaçlayan teknolojidir. Çünkü sunucu makineler bilginin doğruluğunu garanti etmek zorundadırlar. Ama evde kullanılan makinelerde örneğin oyun makinelerinde bu tip hafızanın kullanılması gereksiz performans kaybına neden olacaktır.

CAS Latency (Column Address Strobe Latency)
CAS (Column Adress Strobe); Bilginin kayıtlı olduğu sütuna ulaşılırken yaşanan gecikmedir. 
RAS (Row Address Strobe); Aranan bilginin kayıtlı olduğu dizeye ulaşırken yaşanan gecikmedir.
RAS-to-CAS; Bilginin var olduğu dizeden sütuna geçerken yaşanan gecikmedir.
CAS Latency DRAM hafıza içinde bulunan bilgiye ulaşabilmek için gerekli olan zaman döngüsüdür. Örneğin CAS3 tipli bir hafızanın, hafızadaki bilgiye ulaşabilmek için 3 zaman döngüsüne ihtiyacı vardır. CAS2 de aynı işi halledebilmek için 2 zaman döngüsüne ihtiyaç vardır. Zaman döngüsü hafıza içindeki veriye ulaşmak için yapılacak işlemleri belirtir, CAS3 tipli bir DRAM hafızanın veriye ulaşmak için yapacağı işlemler şunlardır; Hafızanın takıldığı anakart soketini bulmak, Hafıza satırını ve sonucunda satır numarasını bulmak, Hafıza sütununu ve sonucunda sütün numarasını bulmak. Sonucunda elimize bir satır, bir sütun bilgisi geçmiş oluyor. Bu iki verinin kesiştiği yer verinin olduğu yerin adresidir.

Virtual Memory
Virtual Memory makinenizde bulunan işletim sisteminin, bilgisayarınızın hafızasında yer kalmadığında sabit disk üzerinde bu RAM a ait olan verileri saklayacağı bir dosyayı oluşturması ve her an ulaşıma hazır tutması demektir.

Windows sistemlerde Page File, Linux sistemlerde ise SWAP denilen partion(sabit disk bölümünün) alanının adıdır. Genelde bu ayarlar işletim sistemi kurulurken, otomatik olarak sistem hafızanızın boyutuna göre ayarlanır. Ama daha sonrasında ekleyeceğiniz hafıza modülleri ile bu dosyaların boyutlarının büyütülmesi gerekebilir. İdeal bir Virtual Memory boyutu, makinenizde bulunan hafızanın 2 katı boyutunda olmalıdır. Örneğin makinenizde 2GB RAM varsa bu dosyanın boyutu 4GB olabilir genelde bu işlem işletim sistemi yönetimine bırakılır.

SRAM (Static Random Access Memory - Durağan Rasgele Erişilebilir Hafıza)
Bu SRAM denilen şey işlemcilerde CACHE diye çağırdıkları hafıza tipine denk gelmektedir. L2 cache buna bir örnektir. Bu tip ramlar DRAM a göre çok daha hızlı çalışırlar ama kullanım alanları sınırlıdır.

SRAM ın çeşitleri
Asynchronous Static RAM
Synchronous Burst Static RAM
Pipeline Burst Static RAM

NVRAM (Non Volatile Random Access Memory - Kalıcı Rasgele Erişilebilir Bellek)
Bu RAM lar şu elektronikçilerden veya bilgisayarcılardan aldığınız Flash Bellekler de kullanılan RAM lardır. Bu tip RAM lara veriler yazıldıktan sonra elektrik kesilse bile veriler kaybolmaz.

Video RAM
Video RAM, RAM ekran kartlarında kullanıldığında bu şekilde adlandırılır. 

Flash Memory
Flash Memory, elektrik olmadığında da verileri hafızasında tutabilen bir yapıya sahiptir. Aslında Flash Memory ler EPROM un bir çeşitidir. Tek fark bunlara veri yazımıda yapılabiliyor olmasıdır. 

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
Bu tip hafızalarda elektrik kesintisinde bilgi kaybolmaz, hafızanın içi temizlenip yeniden programlanabilir bir yapıya sahiptir. Ama sadece okunabilir şekilde çalışır, dinamik bir yazma işlemi gerçekleştirilemez. Makinelerimizde kullanılan anakartların BIOS (Basic Input Output System) sisteminde, yani bilgisayarın açılması ve gerekli donanımları anakartın tanıması için kullanılan küçük yazılım, işte bu EPROM içinde tutulmaktadır. Bir EPROM veriyi uzun bir süre boyunca saklayabilir.