Bilgisayar Donanımı Bellekler 36 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya BELLEKLER BELLEK YAPISI Mikroi şlemcili sistemlerde bilgilerin geçici veya daimi olarak saklandı ğı alanlara bellek adı verilir. Sisteme girilen bilgilerin bir yerde depolanması ve gerekli ğinde alınıp kullanılması için bir birim gerekliydi. Kaydedicilerin yapısından onaya çıkılarak bloklar haline getirilen kaydedici grupları bellekleri meydana getirdi. Bellekler elektronik ve manyetik olmak özere kendi aralarında ikiye ayrılmaktadır. Elektronik yarı iletken bellekler di ğer devre elemanlarıyla birlikte sistemin içerisinde tutulurken, manyetik elemanlar sistemin haricinde yedek veri depolama elemanları olarak adlandırılmı şlardır. Günümüzde kullanılan yarı iletken bellekler, yüksek yo ğunluklu, hızlı eri şim ve çevrim zamanına sahip olup fiyatları eskiye nazaran oldukça ucuzdur. Bu tip bellekler ebat ve güvenirlilik bakımından çekirdek belleklerden daha üstündürler. Yarı iletken bellekler üretim i şlemleri ve teknolojileri bakımından kendi aralarında üç gruba ayrılırlar. Bunlardan ikisi hariç di ğerleri Bipolar (iki kutuplu) veya MOS yarı iletken teknolojisini kullanırken di ğer ikisi, Şarj kuptajlı cihaz (CCD) ve EPROM bellek tipleri tamamen MOS teknolojisiyle üretilmektedir. Bellek üretim sınıflandırması a şa ğıdaki Şekilde görülmektedir. BÖLÜM 2 37 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Bipolar bellek çipleri, PN maddesiyle olu şturulan direnç, diyot ve iki kutuplu elemanlardan meydana gelir. Günümüzün temel bipolar bellekleri standart TTL ve Schottky TTL elemanları tarafından olu şturulmaktadır. TTL tipi elemanların en tipik özellikleri, yüksek hızlı olu şları, ölçülü kapasitesi,yüksek güç tüketimi, dü şük düzeyli gürültü oranı ve pahalı olu şlarıdır. . Kelime Uzunlu ğu: Bir bilgisayar farklı sayıdaki mantıksal 0 veya 1'lerden meydana gelen çe şitli tipteki komutları i şler 8-bit kapasiteli bir bilgisayar 2 8 = 256 farklı komuta sahiptir. Bu durumda bir bellek alanı 8-bitlik ifade edilirken bu bellek alanını kullanan mikroi şlemcili sisteme de 8-bitlik sistem denir. Günümüz bilgisayarlarında çok özel olanlar hariç artık 64-bitlik sistemler ortak hale gelmi ştir. Bellek kapasitesi denilince, bellekte depolanabilen en fazla bellek kelimesi (word) akla gelir.Tek ba şına 0 veya 1 (Binary digit) olarak anılır ve sayısal sistemlerde en küçük bilgi birimidir. Bu bitlerin dört adeti bir araya gelince nibble denilen yarım bayt ortaya çıkar. Sekiz adet bitin bir araya gelmesiyle sayısal sistemlerin tabanını temsil eden bayt ifadesi ortaya çıkmı ştır. Eski sistemlerde bellek kapasitesi çok küçük oldu ğundan bit, nibble ve bayt adı s ık kullanılmaktaydı. Artık günümüz sayısal bilgisayarlarında kapasite olarak, bayt, kilobayt, megabayt ve gigabayt ve terabaytlar kullanılmaktadır. E ğer bir bellek 1 Kilobaytlık bir kapasiteye sahipse bu, 1024 adet 8-bitlik kelime demektir.Sayısal sistemlerde 1 kilo, 2 10 = 1024, 1 Mega 1024 Kilo ile ifade edilir.Bellek kapasiteleri genelde 1Kx4 veya 1Kx8 olarak dü şünülür.Bunun anlamı, 4- bit kelimeli 1024 bellek alanı, 8-bit kelimeli 1024 bellek alanıdır. Bellek Modülü : Bellek kelimesinin uzunlu ğundan ba şka bilgisayarın önemli bir karakteristi ği de bu bellek kelimesinin bellekle nerede yer aldı ğını gösteren (adreslenmesinde kullanılacak) bit ifadesidir. 1 baytlık bir düzenle 256 farklı bellek adreslenebilir demektir. Şekilde iki tek bitlik bellek çiplerinin bir araya getirilerek olu şturulmu ş bir bellek modülü görülmektedir. 8-bitlik bir mikrobilgisayarda 16-bit adresleme yolu bulundu ğu dü şünülürse, 2 16 = 65536 (2 n = mantıksal 65535, buradan adres yolu hat sayısıdır) adet 8-bitlik adresleme kapasitesi var demektir. Böylece en dü şük adres 00000000000000002=000016, en büyük adres ise, 11111111111111112 = FFFF16'dır.Bu adres sahası genel olarak onaltılık tabanda ele alınırlar. 38 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Adresleme : Bellek adresini meydana getiren bitlerin sayısı bilgisayar bellek kapasitesine ba ğlıdır. E ğer sistemimiz 64K'lık bir bellek kapasitesine sahipse bellek adresi 16 bitle (2üssü16=65536 Bayt=64K) temsil edilir. Sistemdeki tek bir bellek çipini yazma ve okuma anında seçmek kolay olabilir fakat, birden fazla modül veya çip kullanıldı ğında yazma veya okumanın hangi modülde olaca ğı çip üzerinde ayrı ayrı tanımlanması gerekmektedir. Ram Bellekler ( Random Access Memory, -Rastgele Eri şilebilir Bellek ) Şekil l.a.l.l: Sistemin bellek kullanım sırası Yan iletken bellekler arasında rasgele eri şimli bellekler (RAM-Random Access Memory) kadar hızlı geli şen ba şka bir bellek grubu yoktur. Bu ba şarının arkasındaki sebeplerden biri, MOS teknolojisinin kullanılmasıdır. Di ğer bir adı hem oku hem yaz olan bu belleklerde veri geçici olarak tutulmaktadır. Mikroi şlemcili sistem ilk açıldı ğında kendisini veriyle yüklemek için hazır vaziyette beklemektedir. İşlem sırasında üzerlerindeki bilgileri saklarlar fakat, güç kesildi ğinde bilgiler kaybolur. Şekilde görülen bir bit 4096 kelimelik RAM çipinin blok diyagramında bellek dizisi 64 sıra x 64 sütun matris depolama hücresi şeklinde olu şmu ştur. Depolama hücreleri tek bir transistör ve depo kapasitörü vasıtasıyla yürütülmektedir. 39 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Bir program çalı ştırdı ğınız zaman, bu programın bir kısmı RAM'e yüklenir. RAM' e yüklenen programa siz bir de ği şiklik yapsanız bile bunu kaydetmedikçe o bilgi bilgisayarınızdan elektri ği kesti ğinizde yok olacaktır. Örne ğin hesap tablosunu açtınız ve 2-3 sayfalık bir tablo olu şturdunuz. Bu tablo diske kayıt edilene kadar RAM'de saklanır. Dolayısı ile 2-3 sayfalık bir tablo olu şturup da bunu kayıt etmezseniz, ani bir elektrik gitmesinde yaptıklarınız bo şa gidecektir. Bellek bilgisayarın çalı şan yüzeyidir ve do ğrudan i şlemciye ba ğlı çalı şır. Bir programı çalı ştırmak istedi ğinizde, program belle ğe yüklenir; harf yazdı ğınızda, harf bellekte saklanır. Bu nedenle bilgisayardaki bellek miktarı, çalı ştırılacak programın büyüklü ğünü belirler. İlk RAM çipi 1961'de Intel firmasınca yapıldı. RAM, Random Acces Memory (Rasgele Eri şimli Bellek) deyiminin kısaltılmı şıdır. Günümüzde birçok de ği şik bellek türü vardır. Daha fazla RAM, aynı anda çalı şan bir çok programın daha hızlı çalı şması demektir. Günümüzde Multi - Tasking özelli ğine sahip İşletim sistemleri kullanıyor. Yani; bir yandan Internet'te gezerken di ğer yandan yazı yazıp, müzik dinleyebiliyoruz. Aynı anda çalı ştırılan program ne kadar fazla ise o kadar fazla bellek sistemi rahatlatacak demektir. Daha fazla RAM daha rahat çalı şma ortamı. Günümüzün standart DRAM tipi 168pin yapıya sahip Dua! Inline Memory Modülleridir. Şekil1.a.1.2: SDRAM örne ği 40 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Siyah çipler bellek modülleridir. Altındaki ye şil tabaka ise PCB (Printed Circuit Board = Baskılı Devre). PCB üzerine bildi ğiniz gibi RAM modülleri yerle ştiriliyor. PCB'nin her iki tarafından da RAM modülleri bulunabiliyor. E ğer her iki tarafta da bellek modülleri bulunuyorsa Double Sided (çift taraflı), tek tarafta bellek modülleri kullanılıyorsa Single Sided (Tek Taraflı) RAM diyoruz Statik Ram Statik RAM, bipolar ve MOS teknolojisi uygulanarak yapılan bir bellek elemanıdır. Bu tip RAM'larda daha çok NMOS ve CMOS tekni ği kullanılmaktadır. Adından da anla şıldı ğa gibi, elektrik uygulanır uygulanmaz veri depolama yetene ğine sahip olan statik bipolar RAM hücresi, iki ayrı çift emiterli transistörün birbirine çapraz ba ğlanmasıyla meydana gelmi ştir. Bipolar RAM'la MOS RAM arasında belirli bir ayrılık vardır. Bipolar RAM'ın tek bir hücresinde iki transistör ve akım sınırlayıcı iki direnç kullanılırken, bir MOS RAM hücresi tamamen N kanal MOSFET transistörlerden meydana gelmekledir, böylece bipolardaki karma şıklık MOS'ta yoktur. Statik RAM'lerde bellek hücresi flip-flop'ları içerir. Flip flop (FP) içindeki bilgi, enerji kesilmedikçe depolanmaya devam eder. İste ğe göre yeniden silinir ya da depolanabilir. SRAM, DRAM' e göre çok daha pahalıdır ve i şlemcilerde az miktarda kullanılmasının sebebi budur. İşlemci için adap edilmi ş olan Level1 Cache SRAM' dır. Bilgisayar bir istekte bulun u ğu zaman, ilk olarak Level ı Cache'e bakılır. E ğer istenen komut orda ise i şlemci çok hızlı bir şekilde bilgiyi SRAM'den alır ve Level2 Cache'e bakmak için zaman harcamaz. Level 1 ve Level 2 SRAM Cache'ler i şlemcinin hızını etkileyen en büyük faktördür. Dinamik Ram Kapasitörlü dinamik bellekte veri, belle ğe verilen enerjinin 2-3 ms içerisinde kesilmesi halinde kaybolur. Bunun için verinin gerçek de ğerini bellekte koruyabilmesi için ara sıra tazelenmesi gereklidir. DRAM'in avantajı, az güç harcaması ve ucuz olu şudur. SRAM'da oldu ğu gibi DRAM'da da tek hir bellek hücresi dört hat arasına sıkı ştırılmı ştır. Bellek matrisine göre bu hücreler dizi biçiminde ço ğalmaktadır. Şekilde görülen diyagramda veri okuma ve yazma soldan sa ğa do ğru, giri ş ve çıkı ş hatları yukardan a şa ğıya do ğru düzenlenmi ş olup, hücre bu hatlara a, b, c ve d noktalarından ba ğlanmı ştır. Hücreyi olu şturan üç transistörden sadece birisi depolayıcı (Saklayıcı-D) olarak tasarlanmı ştır. Bu Transistör bir bitlik bilgiyi üzerinde tutarken, depolama C kapasitörü vasıtasıyla yapılır. 41 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Hücreye veri depolamak için yaz hattı ve giri ş hattı birlikte mantıksal 1 yapılır. Yaz hattındaki akım Y transistöründe b'den a'ya bir akım geçi şi sa ğlarken giri ş hattındaki akım, bu transistörün a noktasından e noktasına geçerek C kapasitörünü doldurur. Böylece yaz ve giri ş, hatlarının yüksek düzeyde tutulması bellek hücresine mantıksal 1 yazılmasına sebep olmaktadır. Hücreden mantıksal 1 okumak için oku hattı aktif hale getirilerek 0 okuma transistörü üzerinde akım c'den f'ye, f'den de d'ye do ğru akım akar. Kapasitör üzerindeki dolu gerilim D transistörü ve R transistörünün f ve d noktası üzerinden çıkı ş hattına çıkar. DRAM'ların flip-flop'lu RAM'lara nazaran birkaç avantajı vardır: 1. Çok az elemana gerek duyuldu ğundun yapısı çok basittir. 2. Üretimi ucuzdur. 3. Okuma veya yazma yokken çok az enerji harcarlar. Bu avantajlarına kar şılık bir de dezavantajı vardır. Kapasitör üzerindeki ilgi zamanla transistörlerin üzerinden sızma yapmasından dolayı de ğer yitirir ve belli bir gerilimin altına dü ştü ğünde verinin ne oldu ğu belli olmaz. Bu durumda kapasitör üzerindeki bilgi her 2 ms.'de bir düzenli olarak tazelenmelidir. Bu tazeleme i şlemi ek bir devre gerektirir. Ço ğu dinamik RAM geni şletilerek sistem saatinden sürülen yenileme sayıcısı (refresh counter) ile desteklenir. SDRAM temel olarak zamanlama(timing) ve tıpkı CPU’da oldu ğu gibi çalı şma hızı gibi karakteristik özellikler ta şır. Bugün en yaygın olarak kullandı ğımız SDRAM tipleri 100 veya 133 MHz'lerden hangisinde çalı ştı ğını belirten PC100 ve PC133'lük olanlardır. Biraz daha derinlere indi ğimiz zaman ise "CAS latency", "RAS to CAS delay” ve "RAS percarge time" gibi ba şka teknik özellikler ile daha kar şıla şırız. Belleklerde veriler sütun ve satır koordinatları ile yerle şirler. İşte burada verinin hangi sütuna oldu ğunu CAS, hangi satıra oldu ğunu ise RAS söyler. Bu son teknik özellikler genelde 3 haneli biçimde yani örne ğin 3-3-3 ya da 3-2-2 gibi de ği şik şekillerde gösterilir. Bu sayılar ne kadar dü şük olursa performans da o denli yüksek demektir. Bunlardan ba şka bir de her bellek modulünün ns (nanosaniye) cinsinden söylenen bir de ba şka hız birimi vardır. Genelde PC100 SDRAM'Ler için bu LO ns'dir. PC 133 DRAM'ler de ise, 7.5 ns ve 7 ns'lik modüller ta şıyan bellekler bulunabilir. Senkronize DRAM ya da S-DRAM sistem saat hızında çalı şabilen yeni bellek tipidir. Bu önemlidir çünkü CPUların dı ş saat hızları giderek artmaktadır. Ana bellek ile CPU 42 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya arasındaki fark büyümektedir ve bu fark yalnızca S-DRAM'de giderilebilmektedir. Bu durum yüksek teknolojili sistem üreten firmalar için S-DRAM'i sistem belle ği olarak kullanmaya uygun hale getirir. Bunun bir çok anlamı vardır; Şekil1.a.1.4 - SD-RAM örne ği İlk olarak S-DRAM zamanlama sinyalini direkt olarak CPU üzerinde yapar. Bu durum CPUnun belle ğe ihtiyaç duydu ğu herhangi bir anda kullanabilmesini mümkün kılar. CPU belle ğinin, S-DRAM belle ğine göre kendi iç saat çevrimini bekleme zorunlulu ğu yoktur. Bu S-DRAM'in niçin senkronize RAM oldu ğunu açıklar. İkinci olarak S-DRAM ‘in içindeki bellek bankası ikiye bölünmü ştür. Bu ikili sistem, M İB’nin tüm zamanlarda bilgi yerle ştirmesine olanak sa ğlar. Üçüncü olarak bellek CPU’nun bir ba şka saat çevrimini beklemeksizin aralarındaki direkt hattan sıralı bilgi aktarımına olanak sa ğlar. S-DRAM'e kadar yapılanlar DRAM teknolojisinin üzerinde yapılan oynamalar iken, şimdi SRAM’ler EDO ve DRAM teknolojisinin rakibi ve seçene ği olmu ştu. Şekil1.a.1.5 - S-DRAM Yuvası (168 pinli DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) DDR SDRAM teknolojisi günümüzde yeni kullanılmaya ba şlanılan bir bellek teknolojisidir. Teorik olarak DDR SDRAM bellekler SDRAM belle ğin sundu ğu bant geni şli ğinin iki katını sunuyor. Bu RAM senkronize yani sistem veri yolu hızı ile aynı hızda çalı şmaktadır. Bant geni şli ğini iki katına çıkaran özellik ise saat vuru şlarının yükselen ve alçalan noktalarından bilgi okuyabilme yetene ğinin olmasıdır. SDRAM' da ise bilgi alma yönU saat vuru şlarının yükselen noktalarındandır. Buradan yola çıkarak teorik olarak 133 MHz hıza sahip olan DDR bellek 266 MHz hıza sahip olan SDRAM bellek ile aynı performansı verecektir. 43 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya PC 133 SDRAM veriler için 1,1 GBps bant geni şli ği sunuyor. Buna kar şılık aynı özellikteki DDR SDRAM bant geni şli ğini 2,1 GBps 'a çıkarıyor ki bu di ğerinin hemen hemen iki katı de ğerinde. Buradan yola çıkarak 200 MHz'de çalı şan bir DDR SDRAM'in 3,2 GBps'lık bir genel sistem bant geni şli ği sunaca ğını söyleyebilir. DDR SDRAM yapısı içinde SDRAM' e benzer olarak DIMM modüllerini kullanır. DIMM'in yapısı gere ği, geni ş veri çıkı şı ve hızı sunan 64 bit'lik veri ba ğlantısı kullanılır. Buna ra ğmen DDR SDRAM'ler günümüzdeki SDRAM kontrolcüleri ile uyumlu de ğildir. DDR SDRAM'leri kullanabilmek için çipset ve ana kart üreticilerinin DDR SDRAM için uyumlu aygıtlarını üretmeleri gerekmektedir. Örne ğin AMD, Athlon tabanlı sistemler için DDR bellek deste ği olan AMD-760 çipsetinin tanıtımını yaptı ve bir çok üretici DDR SDRAM modülünü üreteceklerini açıkladı. VIA ise gelecekte, Intel i şlemciler için DDR SDRAM'leri destekleyen chipsetler üretece ğini açıkladı. Önümüzdeki aylarda (2000 yılının sonbaharında) sistem üreticilerin genel sistem belleklerinde DDR SDRAM kullanmaları bekleniyor. Günümüzde DDR SDRAM modülleri ta şıyan aygıt olarak GeForce 256 ekran kartı gösterilebilir. GeForce 256 ekran kartının iki farklı çe şidi bulunmakta. DQR SDRAM modeli SDRAM / SGRAM modeli olanına duruma göre %25-30 arasında bir performans farkı olu şturur. DRDRAM (Direct Rambus DRAM) INTEL'in yardımı ile hayata geçirilmi ş olan bu bellek teknolojisi aynı miktardaki SDRAM' den çok daha pahalı. Normal i şlemler' ve testlerde RDRAM performansı SDRAM' e göre pek bir artı ş olmaması gelece ğin bellek teknolojisinin DDR SDRAM olmasını kolayla ştıracak gibi. Şüphesiz bunun en önemli etkeni ba şarılı SDRAM bellek teknolojisi. Intel RAMBUS teknolojisi üreticilerinden. Bu yüzden INTEL geli şen i şlemci teknolojisi ile birlikte RDRAM kullanılmasını istiyor. Fakat RDRAM'in yüksek fiyatı ile birlikte üreticileri i820 çipsetinin genelde SDRAM'li versiyonunu çıkarmaya ba şladılar. Bu arada bazı büyük sistem üreticileri (DELL gibi) yüksek fiyatlı sistemlerinde Intel' in yeni çipsetini ve RDRAM kullanmaya ba şladı. Şekil1.a. 1.7 - 184 pinli RDRAM örne ği 44 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya RDRAM'in neden kullanılıyor oldu ğu sorusunun cevabı ise yenilikçi bellek teknolojisi ta şımasıdır. 16 bit geni ş bir veri yolu hızı sunan Direct Rambus Kanalı bellek hızının 400 MHz'e kadar çıkmasına olanak tanıyor. DDR SDRAM gibi çift taraflı okuma yapabilece ğinden bu hız 800 MHz'e e şit oluyor. Biraz önce DIMM modüllerini kullanan SDRAM ve DDR SDRAM' in 64 bit veri yolu ba ğlantısı kullandı ğından bahsetmi ştik. Fakat RDRAM 16 bitlik bir veri yolu üzerinde çalı şıyor. Veri yolu geni şli ğinin daha dar olması nasılolur da daha fazla bant geni şli ğine izin verir? Bunun cevabı RAMBUS'un çalı ştı ğı h ızda saklı. Zira daha dar veri yolu geni şli ği daha fazla hıza imkan tanıyor. Teorik olarak RAMBUS 1,6 GBps de ğerinde bir bant geni şli ği sunabiliyor. Genel olarak tablo halinde PC100 DIMM modülü ile, RIMM modülü arasındaki farkları tablo halinde incelenecek olursa, bilgiler daha kalıcı olur. Anla şılaca ğı üzere RDRAM DIMM modüllerini kullanmıyor. DIMM modülleri yerine RIMM (RAMBUS Inline Memory Module) kullanıyor. Boyutları hemen hemen DIMM ile aynıdır ve üretim maliyeti de aynıdır. PC'lerimizdeki bellekler, sistemde yer alan i şlemci ve grafik kartları gibi veri yaratan ve i şleyen birimlerin ortaya çıkardı ğı verilerin uzun ya da kısa süreli olarak saklandı ğı i şlevsel birimlerdir. Sabit disk sürücüler, sistem RAM'leri, i şlemcilerin içindeki cache diye tabir edilen bellekler, BIOS'un saklandı ğı EPROM'lar, grafik kartlarının üzerindeki RAM'ler, CD'ler, disketler v.s. hepsi PC'lerde yer alan bellek türleridir. Band Geni şli ği Yonga setlerinde, ekran kartlarında, i şlemcilerde, internet ba ğlantılarında, kısaca verinin ta şındı ğı her ortamda bu kavram geçerlidir. Tanımlamak gerekirse, bant geni şli ğ, bir ortamda verinin ne kadar hızlı ta şındı ğının ölçüsüdür. Kısaca, birim zamanda ta şınan veri miktarıdır. Bu tanımı belleklere uygulayacak olursak, bellek modülümüzle anakart arasında belli bir süre içerisinde ne kadar veri alı şveri şi gerçekle şebiliyor sorusunun cevabı bant geni şli ğidir. RIMM Modülü PC100 DIMM Modülü Sistem Veri Yolu Frekansı 133 Mhz 100 Mhz Çalı şma Voltajı 2.5 V 3.3 V Çalı şma Frekansı 800 Mhz 100 Mhz Max. Bant Geni şli ği 1.6 GB / Saniye 800 Mb /Saniye Veri Çıkı şı 16 – Bit / Seri 64 – bit / Parelel 45 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Önceden bahsetti ğimiz gibi, DIMM’ler, anakarta 168 bitlik bir port üzerinden ba ğlı ve bunun 128 biti veri için ayrılmı ş durumda. SDR bellekleri ele alırsak, saat i şaretinin her yükselen kenarında modül ve anakart arasında 128 bitlik veri transferi oldu ğu ve modülün saat frekansının birimi olan Hertz (Hz)’in aslında bir saniye içinde kaç saat periyodu sı ğdı ğını bize söyledi ği dü şünülürse, saat frekansıyla 128-bit’i çarptı ğımızda, bir saniyede (birim zamanda) kaç bit (ne kadar veri) ta şındı ğı kolayca hesaplanır ve bu da bize bit/saniye cinsinden bant geni şli ğini verecektir. Mesela, belle ğimizin saat frekansı 166 MHz (Mega Hertz) olsun. Bu durumda SDR belle ğimizin bant geni şli ği : Band Geni şli ği=128bit * 166MHz = 21248000000 bit/saniye = 2656000000 byte/saniye =2.47 Giga Byte/saniye (GB/s) olarak hesaplanabilir. RAM' deki bilgiler geçicidir. Yani, bilgisayarınızda o anda çalı şan programların, gerekli bilgileri RAM' de saklayarak daha sonra gerekti ğinde kullanım için geri aldı ğı bir alandır. Di ğer bir de ği şle bir geçici bellek görevindedir. Bilgiler gerekti ğinde kullanılır. Gerekmedi ği zaman silinir. RAM üzerindeki bilgiler kısa ömürlüdür. Bilgisayarınızı kapattı ğınızda RAM' deki bilgiler 8-10 sn içersinde siliniyor. Bilgilerimizi uzun ömürlü olarak saklamak istiyorsak, manyetik alana kayıt yapan sabit diskleri kullanıyoruz. 36 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya RAM NASIL ÇALI ŞIR? RAM i de bilginin saklanması için sürekli bir elektrik enerjisine ihtiyaç vardır. Bunu da bilgisayar açık oldu ğu zaman anakart (Mainboard) üzerinden temin eder. Dolayısıyla bilgisayarınızı kapattı ğınızda sürekli elektrik enerjisini alamaz ve RAM'de saklanan bilgiler yok olur. DRAM üzerindeki her modül üzerinde verileri kısa süreli olarak tutan kapasitörler bulunmaktadır. Bu veri RAM'in tutabilece ği bir bitlik 1 ve O de ğerleridir. E ğer kapasitörler yarımdan fazla şekilde şarj edilmi şse 1, yarım veya daha az bir şekilde şarj edilirse O de ğerini alır. Kapasitörler ku şkusuz üzerindeki şarjı çok çabuk kaybederler. Dolayısı ile bu şarj kaybından sonra bilgi kaybı olur. Bundan dolayı DRAM'lerde yenileyici devre dedi ğimiz yapılardan bulunur. SRAM' de ise her modülün yapısında ise 2 ile 4 transistör bulunur ve bir bit1ik 0 ve 1 de ğerlerini tutar. İşlemci bir bilgi i şlediğinde, bu bilgiye daha sonra kolayca eri şmek için onu RAM'e saklar. Bu i ş yapılaca ğı zaman İşlemci Sistem veri yolu - RAM modülüne giden yolu izleyen "yazma" sinya1ini gönderir. RAM bu bilgiyi belli bir adreste saklar. Bu adres ileride gelecek olan bilgi istemleri için gereklidir. Bellek belli sayıda adreslerle parçalanmı ştır. Her adreste bir grup rakam saklanır ve bu rakamlar bilgisayar tarafından bir grup olarak ele alınır. Bir adreste saklanan rakamlar grubu genelde bellek olarak adlandırılır. Bellekteki bir adrese bir numara atanır ve bu adres daha sonra bu numara ile aranır. Bir kelimeyi bir grup elemanından elde etmek için geçen süreye eri şim zamanı (Access time) denir. Eri şim zamanı da bilgilerin saklanıp tekrar ça ğırılmasında çok etkilidir. Bilginin ça ğrılması ne kadar hızlı olursa bilgiye ula şmakta o kadar hızlı olur. RAM TÜRLER İ BOYUTLARINA GÖRE RAM BELLEKLER 30 pinli SIMM Bellek : Eski PCIlerde kullanılırdı. 4861lardan sonra kullanımdan kalktı. RAM belle ğin ana karta ba ğlandı ğı yerdeki pin sayısı oldukça ufaktı ve küçük boyutlu bir bellek tipiydi. 72 pin SIMM Bellek: Önce 1995 yılında Pentium ile ( Pentium 75, 90,100 vs.) kullanılmaya ba şlandı. Ancak Pentium II’lerle birlikte kullanımdan kalktı. Ana karta ba ğlandı ğı yerdeki di ş sayısı 721iydi. 168 pin DIMM Bellek: Günümüz ana kartlarında bu 168 di şli bellekler kullanıyor. EDO ve SDRAM bellek modellerinde bu boyut kullanıldı. 184pin R-DIMM Bellekler: Günümüzde Intel ana kartlarında tercih edilen bu bellekler 184 pinlidir. 37 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya ÜZER İNDEK İ YONGALARA GÖRE RAM BELLEKLER Standart RAM Bellek : Günümüzde artık kullanımdan kalkmı ş durumdadır. Eski 386 ve 486 mikro i şlemcili bilgisayarlarda kullanılan kullanılmı ş RAM türüdür. Pentium mikro i şlemciler çıkınca yerini EDO türü daha kapasiteli RAM'lere bırakmı ştır. EDO RAM Bellek (Enhanced Dynamic Output) : 72 pinlik slotlara takılırlar. EDO RAM' lerin erişim süreleri ise 60-70 ns (nanosaniye) arasında de ği şmektedir. Bu RAM'ler, DRAMılardan daha hızlıdır, 486 makinelerden sonra gelen Pentium i şlemcili makinelerde kullanılmaya ba şlanmı ştır. 1995 sonlarına kadar da bu böyleydi. Ancak, MMX teknolojisiyle bir\ikte yava ş-yava ş SDRAM'lere geçilmeye ba şlandı ve günümüzde de yerini tamamen S-DRAM' lere bıraktı. Yeni çıkan PH ve PHI ana kartlarda artık EDO RAM için bir slot ayrılmıyor. SDRAM Bellek : 10-12 ns hızında ve 66 MHz veri .yolu hızlannda piyasaya girdi. Daha sonra 100 MHz veri yolunu kullanan i şlemcilerle birlikte PC 1 00 standardında, 6-8 ns hızında olanlan çıktı. Bugün PC133 olanlan yaygın şekilde kullanılıyor. Daha sonra detaylı şekilde açıklanacak. DDR-SDRAM (Donble Data Rate SDRAM) : DDR SDRAM bellekler SDRAM belle ğin sundu ğu bant geni şli ğinin iki katını sunuyor. Bu RAM senkronize yani sistem veri yolu hızı ile aynı hızda çalı şmaktadır. RAMBUS DRAM (RDRAM) : Aynca Intel tarafından geli ştirilen RD DRAM bellekler de var. SDRAM'ın üzerine kondu ğu plakaya DIMM deniyordu. Yeni plaka1ara RIMM deniyor. Daha sonra detaylı şekilde açıklanacak. ÖZELL İKLER İNE GÖRE RAM BELLEKLER Pariteli RAM Bellek : Bilgi 0 ve 1'ler halinde belle ğe ula ştı ğında fazladan bir yonga ikili sayı düzeninde hesap yapıp toplam rakam yanlı ş gelirse veriyi geri gönderip tekrar hesap yapılmasını sa ğlıyor. Hata Düzeltmeli (ECC RAM) Bellek : Yanlı ş bilgiyi anladı ğında hatanın hangi O ve 1'de oldu ğunu çözüp düzeltiyor. SPD'1i RAM Bellek: 100 ve 133 MHz veri yolunu kullanan sistemlerde bellekteki yongaya giderek durumunu sorguluyor; yonganın hız ve özelliklerini ö ğreniyor. Anakart bunu destekliyorsa gerekli bilgileri kullanarak kom şu RAM'ler ile arabuluculuk yapıyor. RAM HIZLARININ GEL İŞİM İ 1994 ile 1995 yıllarından yani 486 i şlemciler zamanından beri, sistem veri yolu hızı, hızlanan i şlemciler kar şısında sürekli geri kalmaya ba şlamı ştı. O zamanlarda, Intel, i şlemcilerini sadece 33-50 MHZ hızlarında üretebiliyordu. O günün şartlarına 38 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya göre daha yukarı ç ıkılamadı, ama buna şöyle bir çözüm getirildi : Sistem veri yolu çarpanı. 486 DX2/50s ve 486 DX2/66S i şlemcileri, Intel'in sistem veri yolu çarpanı sistemini uyguladı ğı ilk i şlemcilerdi. 486 DX2/66s i şlemcisinin sitem veri yolu hızı 33 MHz idi, ama 66 MHz hızda çalı şabilmesi için 2.0X çarpanı uygulanmı ştı. Bu yöntem kabul edilebilir bir yöntem gibi görünüyordu. Bir çok yönetici Intel 'in sistem veri yolu çarpanını uyguladı ğı 33 MHZ sistem veriyolu hızının (2.0X ile efektif olarak 66 MHz gibi performans gösteriyor) 33 MHz'lik bir i şlemci kadar performanslı olmayacağında kanaatindeydi. Fakat zamanla bu ki şiler yanıldı, ve 486 DX2/66 i şlemcisi, 486 DX/33 i şlemcisinde hızlı bir i şlemci idi. Dolayısı ile, Intel ve di ğer i şlemci üreticilerinin sistem veri yolu çarpanı ile i şlerine devam etmeleri sa ğlanmı ş oldu. Ama çarpan sayısı arttıkça performanstan tam verim sa ğlanamıyordu. 486 DX4/100 (gerçekte DX3/100 olacak: 33 MHz X 3.0x) gibi bir i şlemcinin, sadece 100 MHz' de (çarpan sistemi uygulanmamı ş) çalı şan bir i şlemciden yava ş olaca ğı sonunda Intel' de kabul etti. Sonuç olarak, i şlemci hızları sürekli artarken, sistem veri yolu hızı aynı paralelde artı ş gösteremedi ve günümüz sistemlerindeki yava ş bellek, genel performansın dü şmesine sebep oldu. GENEL DURUM Günümüzdeki i şlemcilerin saat çarpanı 10.0x'a kadar çıkmı ş durumda. Şu ana kadar, daha hızlı bir bellek alt sistemine bu kadar çok ihtiyaç duyulmamı ştı. Günümüz PC'lerine baktı ğımızda, genel olarak bellek sistemlerinde SDRAM kullanılması gerekli. (RDRAM'lı i820 ve i840 yonga setleri, piyasanın çok az bir bölümünü olu şturuyor.) SDRAM (Senkronize DRAM), adı üzerinde senkronize, yani sistem veri yolu hızı ile aynı hızda çalı şan anlamında. Günümüzde 100 MHz'lik i şlemcilerden 133 MHz'lik i şlemcilere geçi ş oldu ğunu ve sistem bellek bant geni şli ğinde %33 'lük bir hızlanma olaca ğını dü şünürseniz, bir çözüm var gibi. Ancak basit olarak, SDRAM hızının arttırılması tatmin edici düzeyde bir performans artı şı beraberinde getirmiyor. 133 MHz'de çalı şan SDRAM'ler küçük bir artı şı ifade ediyor. Örne ğin 133 MHz'de çalı şan bir SDRAM belle ğin sunaca ğı maksimum veri bant geni şli ği 1,064 MB/sn. Elimizde, saniyede kullanabilece ğimiz 1066 MB'lık bir veri bant geni şli ği var. Di ğer taraftan ise, 133 MHz sistem veri yolu hızında çalı şan bir i şlemcinin saniyede 1 GB, AGP 4X veri yolunun saniyede 1 GB, 33 MHz'de çalı şan PCI veri yolunun ise saniyede 132 MB 'lık bir bant geni şli ğine ihtiyacı var. Bunların hepsi birlikte 2.1 GB yapıyor. Yani sistem bizden saniyede 2.1 GB veri istiyor ama biz 1,066 MB'ını verebiliyoruz. Bu çalı şmaları yava şlatıcı bir durum. Burada 100 MHz'de ve 133 MHz'de çalı şan bir SDRAM'in ne kadar veri bant geni şli ği sundu ğunu şöyle hesaplanır. (100 MHZ Çalı şma Hızı) X (64-bit veri yolu) X (118 bit ba şına dü şen byte) = 800 MB/sn ula şılabilir bellek bant geni şli ği. Sistem veri yolu hızı 133 MHz'e çıktı ğında ise bellek bant geni şli ğinde %33 'lik bir artma söz konusu. (133 MHz Çalı şma Hızı) X (64-bit veri yolu) X (118 bit ba şına dü şen byte) = 1064 MB/sn ula şılabilir bant geni şli ği. Bu hızı yeni bant geni şli ği ile artırmak hem pahalı hem de sistem geli şmesini engelleyici olaca ğından ve de günümüzün PC'lerinin bellek bant geni şli ğinin sistem 39 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya performansına bir darbo ğaz yarataca ğından dolayı yeni bir bellek teknolojileri geliştirmek gerekli. Bunun için yakın gelece ğin standart bellek teknolojisini belirleyecek iki aday var : 1. AMD ve VIA'nın en büyük destekçisi oldu ğu DDR-SDRAM 2. Intel'in destekledi ği ve i8XX (i815 hariç-üstü ) serisi yonga setlerinin desteklediği RAMBUS teknolojisi. Bellek bant geni şli ğini arttırmak için iki yöntem bulunuyor: Veri yolu geni şli ğini arttırmak: Daha fazla veri pin'i eklenerek, aynı anda transfer edilen veri miktarı arttırılabilir. Fakat bu bir yere kadar devam ediyor. Pin sayısı arttıkça üretim maliyeti artacak, sürekli ana kart modelinde de ği şiklikler olacak, güç gereksinimleri farklılık gösterecek. Saat hızını artırmak: Saat hızı iki katına çıkarılarak aynı anda transfer edilen veri miktarı arttırılabilir. Bu da bir noktaya kadar. Yüksek saat hızlarında güvenli veri transferi gerçekle şir mi tartı şılır. Güvenlik sorunu halledilebilir ama bunun için çok daha kaliteli PCB’ler (Baskılı Devre), bellek modülleri kullanılması gerekecek ve üretim maliyetini daha çok arttıracak. ROM Bellekler(Read Only Memory- Yalnız Okunabilir Bellek) Bilgisayarlar komutları ve verileri depolamak için RAM bellekler kullanırlar. Çalı şma sırasında RAM' lar aynı zamanda ara de ğerlerin ve sonucun saklanmasında da kullanılır. Çalı şma bittikten sonra elde edilen de ğerler RAM' dan ba şka manyetik ortamlı bellek elemanlarında saklanmalıdır. Çünkü, RAM'lar bilgileri sistemde güç oldu ğu müddetçe üzerinde tutarlar. Sistemde sürekli olarak kalması istenen bilgilerin yava ş çalı şan manyetik depolama ortamlarında saklanması yerine iç belleklerde güç kesilse dahi kalması maksadıyla sadece okunan bellekler denilen ROM (sadece okunabilen bellek) bellekler geli ştirilmi ştir. ROM bellekler genelde sistemin çalı şmasını kontrol eden bir dizi i şletim sistemi komutunun veya logaritmik ve trigonometrik tabloların saklanmasında kullanılırlar. 40 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya ROM tipi belleklere bilgisayar kartlarının üretimi sırasında üretici firmalar tarafından sistemi destekleyen programlar bir defa olmak üzere yazılırlar. Bu tip çipler bilgisayar kartlarına takıldıktan sonra sisteme, sadece bilgi vererek çalı şırlar. ROM'lara yapıları itibarıyla veri yazma imkânı yoktur. Mikroi şlemci, sistemin her açılı şında açılı ş bilgilerini ROM bellekte hazır halde bulur. Bir defa kullanılan bu tip bellekler daha sonraları kullanıcılar tarafından da programlanabilecek şekilde üretilir. Kullanıcı uyarladı ğı sistemine uygun yazdı ğı i şletim sistemi programını kendisi Programlanabilen ROM (PROM) belle ğe yazabilecektir. Mikroelektronik teknolojisindeki hızlı geli şmeler sayesinde hem silinebilen hem yazılabilen ROM bellek tipleri geli ştirildi. EPROM denilen bu bellekler morötesi veya güne ş ı şı ğına tutularak silinip tekrar geri yazılabilmektedir. Bu belle ği silmek için uzun süre geçmesi gerekti ğinden daha sonra Elektrikle silinip tekrar programlanabilen ve günümüzde oldukça yaygın kullanılan EEPROM bellekler üretildi. İki basit ROM teknolojisi vardır. Bunlar bipolar ve MOS'dur. Bipolar eri şim hızı yakla şık olarak 50-90 ns. iken, MOS ROM belleklerin eri şim zamanı büyüklük derecesi olarak daha yüksektir. PROM tipi bellekler her iki teknolojiyi kullanırken EPROM'lar sadece MOS teknolojisini kullanır. Rom Yapısı Sadece okunan bellek, seçilerek olu şturulan açık ve kapalı tek yönlü kontaklar dizisidir. Şekilde görülen 16-bitlik dizide adres hattının yarısı kodlanarak dört satır hattından birisinin enerjilenmesinde di ğer yarısı da sütun seçiminde ve sütun sezici yükselticilerden birisinin yetkilendirilmesinde kullanılır. Satır ve sütun hatlarının aktifle ştirilmesiyle kapalı olan kontakla birle şen sıra hattı mantıksal 1, açık kontaklar mantıksal olarak 0 kabul edilir. Sadece okunan bellek tiplerindeki birinci farklılık, hücrenin tasarımında kapalı veya açık kontakların biçimlendirilmesidir. Maskeli ROM kontakları, yarı iletkenin son üretim a şamasında küçük iletken jampırlarının eklenmesi veya eklenmemesi şeklinde yapılır. Bipolar programlanabilir ROM'lardaki kontaklar, kullanıcı tarafından üretildikten sonra açık devre haline getirilebilen sigorta maddesinden yapılır. Entegre devreler (lC), silikon katmanların bir dizi foto maskeleme, yarı iletkenin istenmeyen yerlerin kimyasal yöntemlerle giderilmesi, örnek bile şimlerini olu şturmak ve katman yüzeyleri arasındaki bile şimleri gerçekle ştirmek için yayılma gibi i şlemler uygulanarak fabrikasyon üretimiyle yapılır. a ) Sigorta hücresi b ) Nikel-Krom sigortanın atı ş anı 41 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Programlanabilir ROM Kullanıcı tarafından kendi örnek modellerine göre elektrikle programlanabilen ROM'ların üç tipi vardır. İlk PROM nikel krom karı şımından meydana gelen sigorta teknolojisiyle yapılmı ştır. Nikel ve krom maddesi, PROM içerisindeki sütun hatlarının çok ince film şeklinde birle ştirilmesi için kullanılır. Yüksek bir akım bu ba ğlantının açılmasına yani satır ve sütun hattının patlamasına sebep olur. Bu bellek tipindeki hücre Şekil 'de görüldü ğü gibi, bir anahtar transistör ve nikrom sigortadan meydana gelmekledir. Nikel krom sigortanın patlatılması sırasında olu şan yol ayrımı açıklı ğının tam sa ğlanamamasıdır. Bazı hatlarda tam bir açıklık sa ğlanırken bir veya birkaç sigorta patladı ğı halde metal bile şmesi olabilmekledir. PROM'un ikinci bir sigorta modeli polikristalin denilen silikon maddeden yapılan bellektir. Bipolar ROM'larda bu madde hariç nikelkrom sigortalarda oldu ğu gibi aynı özellikleri içerir. Bu tip bellekle sigortayı attırmak için 20-30 mA'lik akımlı bir dizi geni ş bir darbeler kullanılır. Üçüncü bipolar PROM tipi kısa devre ba ğlantısıdır. Bu hücrede D1 diyodu ters polarlandırılma sırasında üzerindeki ters yönlü yüksek elektron akım baskısı, alüminyum atomlarının emiter konta ğından emiter-baza do ğru geçmesine sebep olurken aynı zamanda emiter-bazı kısa devre yapar. EPROM Bellek Maskeli ROM veya PROM kullanıldı ğında, e ğer bellek de ğeri de ği ştirilecekse veya ba şlangıç programlamasında bir hata yapılmı şsa, bu tip hataları deği ştirmek veya yeniden programlamak mümkün de ğildir. Buna benzer istenmeyen durumları ortadan kaldırmak için üreticiler EPROM denilen silinebilen ve yeniden programlanabilen bellek tiplerini geli ştirdiler. EPROM çipleri üzerinde içerisindeki program veya de ğerleri silmek için bir pencere açılmı ştır. Bu pencereden program belli bir zaman güne ş ı şı ğına veya morötesi ı şınlara tutularak silinmektedir. Bu bellekleri programlamak için EPROM programlayıcı denilen özel cihazlar geli ştirilmi ştir. 42 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya MOS teknolojisinde bir transistörü iki kapıyla yapılandırmak mümkündür.Birincisi transistörün çalı şıp-çalı şmamasını sa ğlayan seçme kapısı, di ğeri taban ile seçme kapısı arasına konulan serbest kapıdır. Serbest kapıya şarj gerilimi, seçme kapısı enerjilendi ğinde ve transistör kayna ğına geniş bir darbe uygulanmasıyla elde edilen izolasyon oksitli yüksek enerjili elektronların enjeksiyonuyla sa ğlanır. Serbest kapıda tutulan şarj, transistörü seçme kapısı aktiflendi ğinde çalı şmaktan korur. Bu eleman üzerinde 1 bitlik bilgi tutmada kullanılabilir. EPROM'un sıra seçim hattına uygulanan pozitif bir sinyal e ğer serbest kapı şarja tutulmamı şsa Q transistörü çalı şır. Bu durum G/Ç hattına ba ğlı olan sezici devre tarafından mantıksal 1 olarak yorumlanır. EPROM belleklerin ı şı ğa duyarlı ortamlarda silinmesinin zaman alıcı olması ve fazladan bir silici cihaz gerektirmesi bunların yerine daha sonraları EEPROM denilen elektrikle silinip programlanabilen ROM'lar yapılmı ştır. Özel olarak yapılan bir cihazdan verilen uygun gerilimlerle çok kısa bir sürede silinebilir. Bu bellek cihazının mahsurları, EEPROM'u programlamak için bulundu ğu devredeki yerinden çıkartmak ve silmek için farklı gerilimlerin kullanılmasıdır. Fla ş Bellekler Son zamanlarda sistem kapandı ğında içindeki bilgileri yok etmeyen ve adına fla ş bellek denilen çiplerinin piyasaya sürülmesinle birlikle, ta şınabilir (portable) bilgisayarlarda bu elemanlar bir floppy veya sabit disk olarak kullanılmaya ba şladı. Fla ş bellekler prensip olarak EEPROM tipi belleklere benzemekle birlikte sadece hücresinde kullanılan tünel oksit maddesi EEPROM'dan daha incedir. Programlama ve silme geriliminin 12 Volt olmasıyla, herhangi bir problemsiz programlama ve silme çevrimi gerçekle ştirilebilir. Bellek hücre dizisiyle birlikte ek olarak fla ş bellekte kontrol devreleri ve kaydediciler vardır. Bu yapısından dolayı programlama ve silme i şlemi farklı yollardan yapılır. Fla ş bellek veriyi kaybetmeyecek şekilde DRAM veya SRAM bellek tiplerinin elastikiyetine yakın bir formda programlanır. 43 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Fla ş belle ğin ana parçasını hücreler dizisi olu ştururken etrafı, hücre adres sinyalini alarak sıra ve sütun kod-çözücülere aktaran adres tamponuyla sarılıdır.Sıra ve sütun kod-çüzücüsü bir veya birden çok bit hattı çiftini seçer. Okunan veri dı şarıya veri giri ş-çıkı ş tamponu vasıtasıyla çıkarılırken yazmak için adres tespitiyle birlikte bu tampon ve G/Ç kapı devresi kullanılır. 1 Mbitlik bir fla ş bellek yakla şık 2µs'de programlanır. Fakat EEPROM'a göre silme i şlemi çipten çipe de ği şir. Fla ş belle ğin silinmesi, fla ş kontrol devresi ve silme gerilim anahtarları tarafından bellek hücre dizisine uygulanan darbelerle gerçekleşir ve yaklaşık 1 mikrosaniye içinde belle ğin tamamı bilinebilmektedir. Programlama, okuma ve silme i şlemi harici bir mikroi şlemci tarafından fla ş kontrol devresindeki komut kaydedicisine yazılan 2-baytlık komutlarla gerçekleştirilir. Fla ş bellekle kullanılan komutlar ve özellikleri şöyledir: a) Belle ği oku b) Veri tanımlama kodunu oku c) Sil/Sil kurulumu d) Sil - sa ğlamasını yap e) Program/Program kurulumu f) Program - sa ğlamasını yapar Fla ş belleklerin az yer kaplaması, yüksek kapasiteli olu şu ve az enerji harcamasından dolayı yakın zamanlarda ta şınabilir bilgisayarlarda floppy ve sabit disklerin yerine kullanılmaya ba şlamı ştır. Disk veya disketlerdeki elektrik şokları, hassasiyet, mekanik arıza ve nem gibi mahsurlar fla ş bellek kartlarında mevcut de ğildir. Sabit bir diskle veri transfer oranı saniyede 1 Mbayt'ken fla ş kartta 16 Mbayt'tır. 10 Kbayt'lık gruplar halinde verinin yazılması sabit diskle 46 ms. çekerken fla ş kartta 06 ms. çekmektedir. 1995 itibarıyla 40 Mbaytlık fla ş kartlar satılmaktadır. Fla ş bellekler artı olarak: 1. ROM'dan kod alınıp DRAM'da i şletimden dolayı olu şan gereksiz i şlemleri ortadan kaldırması ve tasarımda uçmayan bir yedek depolama sa ğlamasından DRAM+ROM ikilisinin yerme. 2. Batarya yedeklemeli RAM (SRAM)'ların yerine batarya kullanmadan, 3. EPROM'ların yerine devre-içi tekrar programlanabilir olmasından dolayı h ızla yayılmı ştır. 44 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya Bellek Adresleme ve Adres Çözme Tekni ği E ğer kullanılan sistemde tek bir bellek çipine gerek varsa veya gerek duyulan bellek kapasitesini tek bir çip sa ğlıyorsa bellek adreslemesi yani adres çözme tekni ği çok kolay olacaktır. Sistemde birden çok bellek çipinin kullanımı ile çiplerin hangisinden okuma veya hangisine yazma yapılaca ğının belirlenmesinde uygun adres çözme tekni ği kullanılmak zorunludur. 8-bitlik 6502 mikroi şlemcisi kullanan sitemlerde 16 adet farklı adres yolu belirli adresleri tanımlamada kullanılır. Bu adres hatlarından yüksek de ğerlikli olanlar bellek çiplerinin tanımlanmasında kullanılırken di ğerleri seçilen çipteki tam bellek alanının bulunmasında kullanılmakladır. 16-bitlik adres yoluyla adres kod-çözücü kullanmadan tek bir çip üzerindeki 65536 adet adres alanı tanımlanabilir (2 16 = 65536 = 64K). E ğer sistemin adres uzayında kendine has yer tutan dört adet eleman (iki adet RAM, bir adet ROM ve bir adet G/Ç çipi) kullanılmak isteniyorsa, mevcut adres hatlarından yüksek de ğerlikli dört adres hattı dört çipten birisinin seçimi için ya do ğrudan çip seçme olarak ya da adres kod-çözücüsüne çip seçme sinyali üretmesi için giri ş olarak ayrılır. Geri kalan 12 adres hattı çip üzerindeki bellek alanlarının bulunmasında kullanılır. Dört adet çip 4K x 4 = 16K yaparken geri kalan adres hatları sistemdeki RAM tipi çiplere veya ba şka ROM'lara ayrılabilir. Adres kod-çüzücüsü kullanılmadan birden fazla çip kullanılarak bellek adreslenmesinde bir anda sadece tek bir bellek çipi do ğrusal bir seçimle aktif yapılabilir.Yani çip seçimi için ayrılan yüksek de ğerlikli adres hatları A15, A14, A13 ve A12'den sadece birisi mantıksal 1 olabilir. Aynı anda iki çipin birden mantıksal 1 ile seçilirse, aranan adresin hangisinde oldu ğu bilinemeyece ğinden sistem kilitlenecektir. Tabloda görüldü ğü gibi, Yüksek de ğerlikli adres hatlarından aynı anda bir tanesinin mantıksal 1 ta şımasıyla sadece bir çip seçilebilir. Buna göre yüksek de ğerlikli adres hatlarından A12 mantıksal 1 di ğerleri (A13, A14 ve A15) mantıksal 0 oldu ğunda, di ğer adres hatlarına göre 1000H-1FFFH adresler arası seçilmi ş olur ve bellek haritasına göre bu adresleri RAM 1 kullanmaktadır. Di ğer adres hatlarına konulan bitler bu adresler arasını temsil eder. Üçüncü olarak A14 adres hattının 1 olmasıyla 4000H-4FFFH adresler arası seçilir ve bu 45 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya adresi G/Ç çipi kullanmakladır. Dördüncü durumda A15 adres hattı mantıksal 1 oldu ğunda 8000H - 8FFFH adresler arası seçilir ve bu alanı ROM çipi kullanmakladır. Meselâ, bu tip bir olu şumda 1012H adresinden bir veri okumak için 0001000000010010B bilgisi 16-bitlik adres yoluna konulur. Burada 12. adres biti 1. RAM çipini i şaret ederken di ğerleri gerçek adres alanını gösterir. Bu sırada i şlemciden R/W ile mantıksal 1 gönderilerek veri yoluna alınır. Adres kod-çözücüsüz bu sistemdeki problem, yukarıda kullanılan adres bloklarının (bellek haritası) dı şında kalan bo şluklara sistem tarafından eri şilememesidir. E ğer kullanılmayan alanların bulundu ğu adreslerden birisi seçildi ğinde, aynı anda iki veya daha fazla çip seçilebilir. Bu adresleme tekni ği küçük mikrobilgisayarlar için geçerli olabilir fakat, büyük bellek kapasitesi isteyen sistemler, için için yetersiz kalabilir. Büyük sistemler için bazı adres kod-çözme formları gereklidir. Bu tekniklerde mantık kapıları veya adres kod-çözücü çipleri birkaç yüksek de ğerlikli adres hatlarını de şifre ederek birçok bellek çiplerinin seçilmesinde kullanılır. Şekilde ilk kullanılan adres kod-çözücülerinden 74LS138 ve i şlev tablosu görülmektedir. Adres kod-çözücüdeki E1, E2 ve E3 giri şleri kod-çözücü çipin yetkilendirilmesinde kullanılırken A, B ve C giri şleri bellek çiplerinin seçiminde kullanılmaktadır. 74LS138, 3'ten 8'e adres kod-çözücü çipinin do ğruluk tablosuda görüldü ğü gibi E1 ve E2 uçlarındaki sinyalin mantıksal 1 olması çiplerin seçilmesini engeller. Şekil - Adres hattının adres çözücüde kullanımı ve do ğruluk tablosu Yetkilendirme giri şleri uygun düzeyde tutulduktan sonra A, B ve C giri şlerindeki sinyal de ği şimleri adres kod-çözücü çıkı şlarından aynı anda sadece birisinin mantıksal 0 çıkmasını sa ğlar. Bu 0 de ğeri, bulundu ğu hatta ba ğlı olan bellek çipinin seçilmesini mümkün kılar. Dört adet 4K'lık EPROM'un kullanıldı ğı bir sistemde 16K'lık bellek alanında bir adresin seçilmesi için üç giri şli ve sekiz çıkı şlı bir adres kod-çözücü kullanmak yeterlidir. 46 B İLG İSAYAR DONANIMI Kaya 16-bit adres yolunda 2 (16-2) =2 14 =16384 bellek alanının hepsini kullanmak için 4 adet 16K'lık bellek çipi kullanmak gereklidir.