Hafıza (Memory)? Nedir

Bilgisayarlar ve diğer elektronik cihazlarda sıklıkla duyduğumuz iki temel hafıza türü olan ROM ve RAM, cihazların performansı ve çalışma düzeni için kritik öneme sahiptir. Bu yazıda, ROM ve RAM’ in ne olduğunu, aralarındaki farkları ve çeşitli kullanım alanlarını detaylıca ele alacağız.

Bilgisayarda veya herhangi bir elektronik cihazda çeşitli programların çalıştırıldığı , geçici veya kalıcı bilgilerin bulunacağı hafıza alanlarıdır. Veri Birimi Byte’dir. Bir Byte 8 Bittir.

1 Bit 0 ya da 1’den (kapalı devre=0, açık devre=1) oluşur.
1 BYTE 1 karakterdir.
1024 BYTE = 1 KiloByte. (Kilobayt = KB)
1024 KB = 1 MegaByte. (Megabayt = MB)
1024 MB = 1 GigaByte (Gigabayt = GB)
1024 GB = 1 TeraByte (Terabayt = TB)

Bilgisayar içinde ROM ve RAM bellek olmak üzere iki çeşit bellek bulunur.

ROM Bellek ve Çeşitleri

ROM, sadece okunabilir bellekler için kullanılan genel bir ifadedir. İlk üretilen ROM sadece okunabilir özelliktedir. Daha sonra üretilen ROM çeşitleri üzerinde elektriksel yöntemlerle değişiklik yapılabilmektedir. Bu tipteki hafıza birimleri elektrik kesildiğinde dahi bilgilerin saklanması gerektiği durumlarda kullanılmaktadır. Genel olarak dört gruba ayrılır.

ROM, yalnızca okunabilen ve kalıcı veri saklama alanıdır. ROM belleğin özellikleri ise şöyledir:

• Kalıcı Depolama: ROM, cihaz kapalıyken dahi içindeki verileri saklar.
• Yalnızca Okunabilir: Genellikle üretici tarafından yüklenen verilerle doludur ve kullanıcı tarafından düzenlenemez.
• Çeşitleri: PROM, EPROM, EEPROM gibi alt türleri vardır. Bu alt türler, ROM’un nasıl programlanabileceği veya silinebileceği açısından farklılık gösterir.

ROM’un Kullanım Alanı: ROM, cihazın açılışında gereken temel işletim sistemi bilgilerini veya sabit verileri saklamak için kullanılır. Örneğin, bilgisayarınızın BIOS yazılımı ROM’da saklanır.

MPROM (masceble programmable read only memory-maske programlı ROM)

Özel bir program veya veriyi maskelemek amacıyla kullanılan üretici tarafından programlanan ROM çeşididir.

 PROM (programmable read only memory- programlanabilir ROM) 

Kullanıcı tarafından ROM programlayıcı adı verilen özel bir devre ile sadece bir defa programlanabilen ROM türüdür.

EPROM (erasable programmable read only memory- silinebilir programlanabilir ROM )

Morötesi ışık ile silinebilen, içerisindeki bilgiyi yıllarca koruyabilen ROM çeşididir. Morötesi ışık koruyucu gövde üzerindeki quartz ile kapatılmış küçük bir pencereden verilir.

EEPROM/FLASH ROM (erasable programmable read only memory- silinebilir programlanabilir ROM ) 

Devrede iken elektriksel yolla bir kısmı ya da tamamı değiştirilebilen, silinebilen ve yeniden veri yüklenebilen bir ROM türüdür.

RAM Nedir?

RAM (Random Access Memory), mikroişlemcili sistemlerde kullanılan bir tür veri depolama biçimidir. Türkçe olarak Rastgele Erişim Belleği, işletim sisteminin ve bilgisayarımızda kullanılan tüm bilgilerin ve yapılan işlemlerin geçici olarak depolandığı bellektir. RAM, içeriğini muhafaza etmesi için sürekli bir elektrik akışına ihtiyaç duyar. Geçici olduğu için içerisindeki bilgileri de bilgisayar çalıştığı sürece korur. Bilgisayarın kapanması durumunda da bu bellek içerisindeki tüm bilgiler silinir. “RAM ne işe yarar?” diye bir soru gelirse, bilgisayarda işlenecek verilerin ve programların geçici olarak saklanması için kullanılır denilebilir.

RAM, geçici veri saklama alanıdır ve cihazın işlem hızını doğrudan etkiler. RAM’in temel özellikleri şunlardır:

• Geçici Depolama: RAM, cihazın kapatılmasıyla birlikte içindeki verileri kaybeder. Bu nedenle, RAM’de saklanan veriler yalnızca cihaz açıkken erişilebilir durumdadır.
• Hızlı Erişim: RAM, veriye hızlı erişim sağladığından, cihazın işlem yaparken hızlı ve akıcı çalışmasına katkı sağlar.
• Çeşitleri: DDR, DDR2, DDR3, DDR4 gibi türleri vardır. Bu türler, hız ve verimlilik açısından farklılık gösterir.

RAM’in Kullanım Alanı: Çalışan uygulamaların ve işlemlerin geçici verilerini saklamak için kullanılır. Örneğin, bilgisayarınızda bir programı açtığınızda, bu programın geçici verileri RAM’e yüklenir.

RAM Tarihçesi

RAM bellekler geliştirilmeden önce bilgisayarlar, yüz binlerce bitlik ana bellek işlevlerini uygulamak için röleler ve farklı vakum tüp düzenlemeleri kullanıldı. Vakum tüpleri ve transistörler ile yapılan sistemler, daha küçük ve daha hızlı bellekler için sürekli geliştirildi. Başarısızlıklar da olmuyor değildi. Entegre ROM devreleri geliştirilmeden önce de adres çözücüleri tarafından yönlendirilen yarı iletken diyot matrisleri kullanılarak RAM bellek oluşturuldu.

1949 – 1952 yılları arasında geliştirilen RAM bellekler, 1970’lerin başından itibaren statik ve dinamik entegre devreler geliştirilene kadar manyetik çekirdek hafıza olarak kullanılmıştır.

Mikroişlemciler, dijital sinyal işleme (DSP) devreleri, LCD ekranlar, yazıcılar, sabit disk, dijital kameralar ve cep telefonları gibi birçok alanda kullanılan bellekler, çoğunlukla kişisel bilgisayarlarda kullanılmaktadır.

RAM Çeşitleri Nelerdir?

Verilerin korunma biçimine bağlı olarak sınıflandırılan RAM bellek, temel olarak Statik RAM (SRAM) ve Dinamik RAM (DRAM) olarak sınıflandırılır.

• DRAM: Bu bellek, bilgi alışverişi sağlayabilmek için elektrik sinyallerini, verileri barındırmak için de kapasitörleri kullanır. Bu nedenle de sürekli yenilenme ihtiyacı duyar, bir saniye içerisinde binlerce kez yenilense de SRAM’e göre daha yavaş kalır.
• SRAM: Bu bellek, DRAM’de olduğu gibi bilgileri tutabilmek için kapasitörler yerine açma-kapama anahtarları (transistör) kullanır ve yenilenmeye ihtiyaç duymaz. Bu yüzden DRAM’e oranla daha hızlı ve pahalıdır. Ayrıca daha fazla bilgi tutabilir.
• SDRAM: Bu bellek, işlemci ile eş zamanlı olarak çalışan bir RAM bellek türüdür. Girişdeki değişiklik algılanıp hızlı bir şekilde yanıtlandığı ve işlemciyi daha az beklettiği için daha sık tercih edilir.
• DDR RAM: Bu bellek içerisinde kullanılan saat sinyali SDRAM belleklerden yaklaşık iki kat daha hızlıdır. 100 Mhz DDR RAM’in veri aktarım hızı 1.600 MB/sn’dir. Bu bellekler grafik ağırlıklı işlemlerde çok başarılılardır. 64 bitlik veri yolu kullanırlar ve daha az enerji harcarlar. DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 şeklinde geliştirilmektedir.
• DRD RAM: Rambus isimli bir firma tarafından üretilen bu bellekler, 16 bitlik bir veri yolu kullanılarak yüksek hızlar üretilmiştir. Günümüzde kullanılan en son teknolojidir. 1.6 GB/sn hızındadır.
• PSRAM: DRAM’in yüksek yoğunluğu ve SRAM’in kullanım kolaylığı gibi faydalarını ortak sunan bellek, SRAM’e çok benzer yenileme ve adres kontrol devresine sahiptir. Apple ürünleri gibi birçok gömülü sistemlerde kullanılır.
• RLDRAM: Ağ oluşturma ve önbelleğe alma uygulamalarında kullanılan bellek türünden yüksek okuma-yazma oranı içeren uygulamalar için faydalanılır.
• SGRAM: Grafik bağdaştırıcılarında kullanılır ve bir seferde iki bellek sayfası açabilir. Ayrıca bit maskeleme ve blok yazma özelliği de sunan bu bellek türü, özellikle ekran kartlarında kullanılan yüksek performans hızlandırma amaçları için tasarlanmıştır.

Boyutuna Göre RAM Bellekler:

30 pinli SIMM Bellek: Eski bilgisayarlarda kullanılırdı. 486’lardan sonra üretimden kalktı.RAM belleğin ana karta
bağlandığı yerdeki pin sayısı oldukça ufaktı ve küçük boyutlu bir bellekti.

72 pin SIMM Bellek: Pentium II’lerle birlikte üretimden kalktı. Ana karta baglandığı yerdeki diş sayısı 72 idi.

168 pin DIMMBellek: Günümüz ana kartlarinda bu 168 dişli bellekler kullanılıyor. EDO veSDRAM bellek modellerinde bu boyut kullanıldı.

DRAM (Dinamik RAM)

DRAM, RAM’in temel türlerinden biridir ve özellikle bilgisayarlar ve mobil cihazlarda kullanılır. Dinamik RAM, verileri kısa süreliğine saklar ve sürekli yenilenmeye ihtiyaç duyar.

• SDRAM (Senkron DRAM): CPU’nun hızına senkronize çalışır, böylece veriye daha hızlı erişim sağlar. SDRAM, modern bilgisayarların çoğunda kullanılan DRAM çeşididir.
• DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): DDR, veri transfer hızını artırmak için aynı saat döngüsünde iki veri aktarmaya olanak tanır. DDR teknolojisi zamanla gelişerek DDR2, DDR3, DDR4 ve günümüzde DDR5 gibi nesillere ulaşmıştır. Her yeni nesil, hız ve enerji verimliliği açısından iyileştirmeler sunar.

SRAM (Statik RAM)

SRAM, veri saklamak için transistörler kullanır ve DRAM’den farklı olarak sürekli yenileme gerektirmez, bu nedenle daha hızlı çalışır. Ancak, üretim maliyeti yüksektir ve daha fazla yer kaplar. Genellikle CPU önbelleği (cache) gibi alanlarda kullanılır.

VRAM (Video RAM)

VRAM, grafik kartlarında kullanılan özel bir RAM türüdür ve görüntü verilerini saklamak için optimize edilmiştir. Grafik kartının performansını doğrudan etkileyen VRAM, özellikle yüksek çözünürlüklü grafikler ve oyunlar için önemlidir. Gelişmiş VRAM türleri:

• GDDR (Graphics DDR): GDDR, grafik kartları için tasarlanmış bir DDR SDRAM varyantıdır. GDDR5, GDDR6 gibi versiyonları bulunmaktadır. Daha yüksek hız ve bant genişliği sunar.
• HBM (High Bandwidth Memory): HBM, özellikle yüksek performanslı grafik kartlarında kullanılan, çok yüksek bant genişliği sunan bir bellek türüdür. Özellikle VRAM ihtiyacı yüksek olan uygulamalar için geliştirilmiştir.

Flash RAM

Flash RAM, kalıcı veri saklama imkanı sunan bir RAM türüdür. DRAM gibi hızlı olmasa da veri kaybını önler. USB bellekler, SSD’ler ve diğer taşınabilir depolama cihazlarında yaygın olarak kullanılır.

LPDDR (Low Power DDR)

Düşük güç tüketimi için optimize edilmiş bir DDR çeşididir ve özellikle mobil cihazlarda (akıllı telefonlar, tabletler) yaygın olarak kullanılır. LPDDR3, LPDDR4, LPDDR5 gibi nesilleri bulunur. Her yeni nesil, enerji verimliliğini artırırken performansta da gelişmeler sunar.

RAM ve ROM Arasındaki Farklar

ROM ve RAM’in Bilgisayar Performansına Etkisi

Bilgisayarın performansı, büyük ölçüde RAM kapasitesine bağlıdır; çünkü işlemci, işlemler sırasında sürekli olarak RAM’e başvurur. ROM ise, temel yazılımı sakladığından cihazın düzgün çalışabilmesi için gereklidir ancak doğrudan performansa etki etmez.

Özetle, ROM ve RAM, her elektronik cihazın vazgeçilmez bileşenleridir. ROM ve RAM’in özelliklerini anlamak, cihaz performansını değerlendirmek için önemlidir. Bu yazıda ROM ve RAM hakkında detaylı bilgi verdik; umarız, bellek türleri arasındaki farkları öğrenmenize yardımcı olmuştur.