Hafıza Birimleri ve RAM

1. Hafıza Birimleri ve RAM Memory Units

2. Genel Bakış • Bu bölümde aşağıdakileri öğreneceksiniz • Hafıza ile ilgili temel kavramları • RAM’in fiziksel yapısı ve çalışma prensipleri • RAM türleri • RAM’in çalışması ile ilgili özel durumları ve kavramları • RAM seçimi ve montajı • RAM hataları ve sorun giderilmesi

3. Temel Kavramlar • Hafıza veya bellek kelimeleri daha üst düzey ifadelerdir • RAM bir hafıza türüdür • CMOS, ROM, EPROM, Flash ve benzerleri de birer hafıza türüdür • Günlük kullanımda RAM, hafıza ve bellek kelimeleri yoğunlukla aynı kavramı ifade etmekte kullanılır • Doğru sınıflandırmayı bilmeniz önemlidir • Diğer hafıza birimlerine değinecek olsak da asıl konumuz bilgisayarın ana hafızası olan RAM’dir

4. Hafıza Türleri

5. RAM Nedir? • RAM = Random Access Memory • İşlem sırasında kullanılacak verilerin saklandığı alandır • Kalıcı depolama amacıyla kullanılmaz • Performans ve yazılım desteği açısından yeterli ve kaliteli RAM’e sahip olmak kritik derecede önemlidir

6. RAM Nasıl Çalışır ? • RAM hesap çizelgesi (excel tablosu) gibi organize edilmiştir • RAM bölümü adreslenerek, adresten okuma yada adrese yazma işlemleri yapılabilir • İşlemciler bölümünde öğrendiklerinizi hatırlamaya çalışın… • 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

7. 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 veWeb Tarayıcı Ekranı Adım 3: Word yazılımını açmak Web Tarayıcı Program Komutları Adım 2: Internet tarayıcı yazılımını kapatmak Kelime İşlemProgramı Ekranı

8. RAM’e Kopyalama • Neden RAM’e kopyalama yapılır? • Temel amaç, veri ve komutlara CPU’nun daha hızlı erişebilmesidir • CPU RAM’e sabit disklerden çok daha hızlı erişir • Çalıştırılan program RAM’den büyük ise ne olur? • Belirli aralıklarla sabit diskten transfer yapılır • Genelde oyunlar ve ileri tasarım programlarında söz konusudur • Windows işletim sistemi PageFileservisi ile sabit diskin bir kısmını RAM gibi kullanmaya çalışır

9. Sanal Bellek / Disk Belleği Dosyası • Windows işletim sisteminin bir özelliğidir • Sabit diskin bir bölümünün RAM gibi kullanılması için tasarlanmış özel bir dosyadır • RAM’lerden yavaş çalışır • Boyutu otomatik olarak ayarlı gelir ve sonradan değiştirilebilir • Veri fizikselve sanal RAM arasında hareket edebilir • Çok sık hareket olması“disk thrashing” yani aşırı disk kullanımaneden olur • Büyük RAM’iniz varsabile PageFile çalışır RAM OS Disk drive Game Word Browser E-mail

10. 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 ölçülerini tekrar hatırlayınız: • 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

11. Adres ve Veri Yolu • Adres yolu, işlemcinin hangi adrestenokuma isteği gönderdiğini RAM’e iletiryani 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

12. RAM Kapasitesi • RAM’ler bir excel tablosu gibi organize edilmiştir; • RAM genişliği; bu tablodaki sütun sayısı kabul edilebilir… • RAM derinliği; bu tablodaki satır sayısı kabul edilir… • Genişlik ve derinlik kavramları bit’ler türünden ölçülür • Program ve veriler, 8 Bit (1 Byte) boyutunda bellek parçaları halinde depolanır • Fiziksel boyut ile yonganın iç organizasyonu doğrudan bağlantılı değildir • Yoğunluk = Genişlik x Derinlik • Bit cinsinden kapasite • Kapasite = Yoğunluk / 8 • Klasik kullanılan RAM kapasitesi

13. RAM Yongaları • Üretim teknolojisi gelişimine göre RAM yongaları değişmiştir • DIP • SOJ • TSOP • CSP

14. 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

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

16. SIMM RAM Paketi • SIMM: Single Inline Memory Module • Tek sıralı hafıza modülüdür • Artan RAM ihtiyacına karşın PCB üzerine RAM yongalarınınyerleştirildiği ilk çözümdür • 32 bit dış veri yoluna sahiptir • 64 bit dış veri yoluna sahip sistemlerde en az 2 tane modül kullanılması zorunlu idi

17. Dinamik ve Statik RAM • Dinamik (DRAM) • Düşük maliyet, küçük mimari yapı ve makul derecede hız sunar • Genellikle sistem hafızası olarak kullanılır • Yüksek kapasiteli ve esnek çözümler sunar • Statik (SRAM) • Daha yüksek hız ile birlikte, daha yüksek maliyetlidir ve daha büyük mimari bir yapı kullanır • Genellikle küçük boyutlu olarak, ön bellek amacıyla kullanılır • Daha çok devreye entegre durumdadır ve değiştirilmesi zordur • SRAM’in periyodik olarak yenilenmesi gerekmezken, DRAM için periyodik yenileme gereklidir Güncellendi

18. 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

19. Asenkron ve Senkron DRAM’ler • DRAM: Asenkron • Sistem saati ile senkron değildir • Veriye erişim ve okuma için uygun zaman kullanılır • SDRAM: Senkron • Sistem saati ile senkrondur • İşlemci veya MCC, verinin ne zaman alınmaya hazır olduğunu bilir • Veriye ulaşım bir ya da daha fazla saat darbesi içersinde gerçekleşir • Asenkron DRAM’ler den daha hızlıdır

20. 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) olarakadlandırılan bir türevi bulunmaktadır

21. 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 türlerikapsamında, single veya double side DIMM modüllerinden hangilerinidesteklediği de genelde kitapçıklarda belirtilmiştir • Anakartınız “Double Sided” bir DIMM modülünü kabul etmeyebilir

22. RDRAM: Rambus DRAM • Rambus firması tarafından geliştirilen bir DRAM türüdür • SDRAM’lerden daha hızlıdır ve bir dönem Intel tarafından desteklenmiştir • Modülleri RIMM ve SO-RIMM olarak adlandırılır • SIMM → DIMM / SO-DIMM → RIMM / SO-RIMM • Her bellek yuvasının; slotun doldurulması gerekir • Kullanılmayan yuvarlar süreklilik RIMM (CRIMM) modülü ile kapatılır • Yüksek maliyet, lisans sorunlarıve alternatif gelişmeler sebebiyle standartlaşamamıştır

23. 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

24. DDR SDRAM Hızları • Saat Hızı × 2 = DDR Hız Adlandırması • DDR Hız Adlandırması x 8 = PC Hız Adlandırması

25. 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

26. 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

27. DDR3 SDRAM • RAM çekirdeğinin hızında yine değişim yoktur • Veri giriş çıkış hızı DDR2’nin 2 katına çıkmıştır • DDR2’de olduğugibi DDR3 DIMM yapısı da geriyedönük uyumludeğildir • Gelişmeler saathızı ile sınırlıdeğildir • Daha düşük güç tüketimi söz konusudur

28. 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

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

30. SDRAM Teknolojisinin Gelişim Grafiği

31. Ara Özet RAM Türleri ve Modül Yapıları

32. Erişim Zamanı / Access Time • Erişim zamanı, işlemcinin bellekten veriyi okumak için gerekli olan minimum zamandır • Nanosaniye (saniyenin milyarda biri) ile ifade edilir • İnsan gözünün bir kez kırpılması minimum 1/10 saniye içinde olabilir • Aynı zaman içinde bir bilgisayar milyonlarca işlemi gerçekleştirebilir

33. Gecikme / Latency • RAM’in ne kadar yavaş olabileceğinin ölçümüdür • Düşük gecikmeli RAM’ler yüksek gecikmeli RAM'den daha hızlıdır; çünkü işlemciye daha hızlı cevap verir • CL, “Low Latency / Düşük Gecikme” seviyesini ifade eder • CL2 düşük gecikmeye sahip, hızlı bir RAM’i ifade eder • CL3 daha yüksek gecikmeye sahip, daha yavaş bir RAM’i ifade eder • CLX bir RAM, veriyi almak için X “clock cycle” a ihtiyaç duyar • CL5 bir RAM’de, işlemcinin veriyi alabilmesi için 5 saat darbesi beklemesi anlamına gelir • Günümüzde işlemciler RAMmodüllerine göre çok hızlı çalıştığı unutulmamalıdır

34. SPD (Serial Presence Detect) • Modül PCB’si üzerinde yer alan bir yongadır • 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 no gibi bilgileri de barındırır • Üçüncü parti yazılımlar ile bu bilgileri okunabilir SPD Yongası

35. Eşlik / Parite Kavramı • Yüksek hızlarda RAM’in kötü veri döndürme ihtimali vardır • Herhangi bir sebeple 1 yerine 0 döndürebilir • Nadiren karşılaşılan bir durumdur • PC kullanıcıları tarafından çoğunlukla fark hissedilmez • Sunucu ve iş istasyonlarında daha fazla önem taşır • Eşlik (Parity) özelliği, veride hata olup olmadığını algılar • Bu RAM’ler hata algılamalı RAM’ler olarak bilinirler • Eşlik kavramı sadece hata olup olmadığı algılar; veride düzeltme yapılmaz

36. ECC / Hata Düzeltme Kodu • Hata algılamalı RAM’lere bir süre sonra hata düzeltme mekanizması da ilave edilmiştir • ECC: Error Correction Code • Daha çok sunucu sistemlerinde kullanılırlar • ECC RAM’ler için ECC uyumlu bir anakart kullanılmalıdır • Yüksek maliyet ve yavaşlık dezavantajları vardır 8 Chip 9 Chip İlave Eşlik Yongası

37. Buffered/Registered DRAM • PC anakartlarında genelde 4 adet RAM slotu bulunur • 4 fiziksel yuvadan fazlası bazı ciddi elektriksel sorunlar çıkartır • Çok miktarda RAM modülü kullanan özel anakartlar vardır • İş istasyonları, sunucular • Elektriksel zorluğu aşmak için RAM ile CPU (veya MCC) arasında aracı olarak davranan tampon (buffer)yonga bulunur • Bu yongaya sahip RAM’ler buffered veya registered olarak adlandırılır • Buna uyumlu bir anakartasahip olmalısınız

38. RAM İhtiyacının Tespit Edilmesi • Genelde daha fazla RAM, daha fazla performans anlamına gelir • Daha fazla RAM’in gerekli olduğunu gösteren 2 belirti vardır • Özellikle birden fazla program açıkken genel sistem yavaşlığı • Aşırı sabit disk kullanımı veya “disk thrashing”… • Disk thrashing, PageFile kullanımının aşırı fazla olması, özellikle de program geçişlerinde yavaşlama ile beraber aşırı disk kullanımıdır • Kontrol etmeniz gereken iki nokta vardır • RAM boyutu önerilen düzeyde mi? • PageFile kullanımı uygulamalar açık ve kapalı olması durumunda nasıl değişiyor?

39. Windows İşletim Sistemi RAM Önerileri • Microsoft’un minimum RAM önerileri, çok düşüktür * Windows 7 sistem gereksinimleri bu slayt hazırlanırken kesin olarak açıklanmamıştır.

40. RAM Miktarının Öğrenilmesi • Bilgisayarım > Özellikler • WinKey + Pause/Break • Ctrl+Shift+Esc

41. Demo: RAM Miktarını Öğrenmek 1

42. Demo: RAM Miktarını Öğrenmek 2

43. 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

44. 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

45. 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 karşıgereken tedbirleri alın

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

47. Demo: DIMM Modüllerinin Takılması

48. 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

49. Demo: SO-DIMM Modüllerinin Takılması

50. 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 • 524582912 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