Ram NAsıl Çalışır?

Bu yazımızda, çok merak edilen bir konu olan sistem RAM belleklerinin nasıl
çalıştıkları konusuna açıklık getirmeye çalışacağız. İçeriği itibariyle oldukça
teknik bir konu olan bu konuyu elimizden geldiğince anlaşılır ve sizleri
sıkmadan ele almayı hedefliyoruz. Umarım başarılı oluruz. Gelin beraberce
bellekler konusundaki keşfimize başlayalım.
Tanım


PC'lerimizdeki bellekler, sistemde yer alan işlemci ve grafik kartları gibi
veri yaratan ve işleyen birimlerin ortaya çıkardığı verilerin uzun ya da kısa
süreli olarak saklandığı işlevsel birimlerdir. Sabit disk sürücüler, sistem
RAM'leri, işlemcilerin içindeki cache diye tabir edilen bellekler, BIOS'un
saklandığı EPROM'lar, grafik kartlarının üzerindeki RAM'ler, CD'ler, disketler
v.s. hepsi PC'lerde yer alan bellek türleridir.
Bellek kavramı bu derece geniş bir konu olmasına rağmen bu yazıda konumuz
olan bir çoğumuzun oldukça aşina olduğu, hep daha fazla olmasını hayal ettiğimiz
ve hatta yeri geldiğinde overclock denemelerimize bile dahil ettiğimiz sistem
RAM'i denilen bellekler. Peki RAM ne demek? RAM, İngilizcesi
Random Access Memory,
Türkçesiyle Rastgele Erişilebilir Bellek kelimelerinin
başharflerinden oluşan bir kısaltma. Bu noktada, belleklerin RAM'ler ve
Sadece Okunabilir Bellekler yani ROM'lar
(Read Only Memory) şeklinde
sınıflandırıldığını hatırlatmak isteriz. RAM'ler veriyi saklamak için beslemeye
yani elektrik enerjisine ihtiyaç duyduğu halde ROM'lar besleme olmasa bile
veriyi saklayabilirler. Ayrıca, ROM'lar genellikle, kısaltmanın açılımından da
anlaşıldığı gibi sadece okuma amacıyla kullanılırlar. Üzerlerinde saklı verinin
kullanıcı tarafından kolayca değiştirilmemesi hedeflenir.

Anakarta takılı DIMM

RAM'lerin en başta gelen özelliklerinden birisi – ki RAM ismini almalarından
sorumlu olan da budur - sakladıkları verilere manyetik teyplerdeki ya da
CD-ROM'lardaki sıralı erişimin aksine, sırasız ve hızlı bir şekilde rastgele
erişime imkan vermeleridir. Erişimde sağladıkları hız, RAM'lerin sistemde bu
denli önemli ve performansı belirleyici olmalarında en önde gelen etkendir. Veri
barındırma kapasiteleri ve hız konusunda, merkezi işlemci üzerindeki düşük
kapasiteli ancak çok hızlı bir RAM olan cache belleklerle,
kapasiteleri günümüzde inanılmaz boyutlara ulaşmış olan sabit disk sürücüler
arasında yer alırlar ve bir çeşit tampon görevi görürler. İşletim sistemi, sabit
sürücünün yavaşlığını gizlemek amacıyla, yakın gelecekte ihtiyaç duyulabilecek
veriyi henüz ihtiyaç durumu ortaya çıkmadan sabit diskten sistem RAM'leri
üzerine yükler ve gerektiğinde hızlı bir şekilde işlemcideki cache belleğe
iletilmesini sağlar.
RAM'lerin sistem içindeki yerlerini tanımladıktan sonra simdi de teknolojinin
ve erişim protokollerinin ortaya çıkardığı RAM türlerini inceleyelim.
RAM Çeşitleri


RAM'lerin, fiziksel yapıları ve çalışma prensipleri itibariyle
mikroişlemcilerden hiç bir farkı yok. Tıpkı mikroişlemciler gibi, silikon
üzerine işlenmiş çok sayıda transistörün, bu defa ağırlıklı olarak veri
erişiminin kontrolü ve verinin saklanmasıyla ilgili belli işlevleri yerine
getirmek amacıyla birbirine bağlanmasıyla ortaya çıkmış ve nispeten daha az
karmaşık olan elektronik yapılar. Bu yüzden mikroişlemci teknolojileriyle RAM
teknolojilerini ilgilendiren konular tamamıyla ortak. RAM teknoljilerini süren
hedef, mikroişlemcilerde olduğu gibi, daha küçük transistörler
üretmek, bu sayede aynı büyüklükte bir silikon parçasına daha fazla
transistör yani daha fazla işlev sığdırmak ve silikonun daha
hızlı çalışmasını sağlamaktır. Bu amaca ulaşma yolunda karşılaşılan
engellerin çoğu üretim teknolojilerindeki gelişmelerle aşılmakta olup geri kalan
kısım ise geliştirilen daha akıllı algoritmalar ve protokollerle çözülüyor. İşte
RAM türlerini bu protokoller belirliyor.

Dizüstü PC'lerde kullanılan SO-DIMM	Masaüstü PC'lerdi kullanılan DIMM

Çoğumuz, SDR-RAM, DDR-RAM, DDR II
RAM, RDRAM ve hatta artık mazi de kalmış olsa da
EDO RAM gibi kısaltmaları duymuşuzdur. Bu kısaltmalar, RAM'e
erişmek, yani RAM'den veri okumak ya da RAM'e veri yazmak için kullanılan
protokol hakkında bize bilgi verir. Örnek olarak, günümüzde en popüler RAM türü
olan DDR bellekleri verebiliriz. Buradaki DDR
(Double Data Rate)
kısaltması, çift veri hızlı bellekler anlamında kullanılıyor.
Bir önceki nesil bellek türlerine isim veren SDR
(Single Data Rate) kısaltması
ise tek veri hızlı RAM'leri simgeliyor. Bu kısaltmaları daha
detaylı açıklayabilmek için sonraki bölümlerde değineceğimiz bazı kavramları
anlamak gerekiyor. Bu noktada, ön bilgi olarak söyleyebileceğimiz, DDR ve SDR
kavramlarının senkron olarak çalışan, yani veri akışının bir saat işaretiyle
düzende tutulduğu tip RAM'lerde, bir saat periyodu içinde gerçekleşen veri akış
hızını belirttikleri olacaktır. RD-RAM ise RAMBUS firması
tarafından geliştirilen RAMBUS veriyolu üzerinde çalışan, bazı yönlerden DDR'a
benzeyen, İngilizce'deki 'RAMBUS Direct'
kelimelerinin baş harflerinden ismini alan bir RAM türüdür.