DRAM Nedir? DRAM Özellikleri

Günlük hayatımızın her alanında bilgilerimizi depolamaya ihtiyaç duyarız. Bilgilerimizi depoladığımız belleklerin kullanım yerleri özelliklerine göre değişim göstermekte. Bu yazımızda DRAM ve SRAM bellek tiplerini inceleyeceğiz.

A- A+

20.08.2019 tarihli yazı 34324 kez okunmuştur.

DRAM SRAM Bilgi Depolama Bellek Hafıza

RAM Nedir?

Rasgele Erişilebilir Bellek anlamına gelen RAM, kişisel bilgisayarlarda hem okuma hem de yazma işlemlerinde kullanılır. RAM bir bilgisayarın performanslı çalışması için en önemli parçalardan biridir. DRAM ve SRAM olmak üzere iki çeşidi bulunan RAM’in bilgisayar içindeki verileri tutabilmesi için sürekli bir enerji ve güce ihtiyacı vardır.

DRAM Nedir?

DRAM, bir tümleşik devre içinde her bir veri bitini ayrı bir kapasitör içinde saklayan Rastgele Erişimli Bellek türüdür. Daha çok kişisel bilgisayarlarda kullanılan DRAM, RAM‘in en fazla kullanılan biçimidir. Bu bellekte bilgi alışverişi elektrik sinyalleri ile sağlanır. Bu sebeple de sürekli yenilenme ihtiyacı duyar ve bir saniye içerisinde binlerce kez yenilenir. Buna rağmen SRAM’den daha yavaştır.

►İlginizi Çekebilir: FRAM Nedir? FRAM Özellikleri

Her veri biti, bellek hücresinde bulunan küçük bir kondansatörde depolanır. Bu depolama işlemi kondansatörlerin şarj ve deşarj olma özelliği sayesinde yapılabilmektedir. Bu özellik sayesinde her bir hücre için "1" veya "0" olan iki durum sağlanabilmektedir. Enerji varken 1 durumunda olan hücre enerji boşalınca 0 durumuna döner. DRAM’lerde bilgilerin hızlı bir şekilde yenilenmesi nedeniyle, içerisinde bulunan transistörler, sürekli iletimde veya kesimde olma durumundadır. Tazelenme işleminin sürekli yapılması nedeniyle bu RAM türüne dinamik rastgele erişimli bellek ismi verilmiştir.

DRAM Nasıl Çalışır?

1966 yılında Robert Dennard tarafından icat edilen DRAM, genellikle hücre başına 1 kapasitör ve 1 transistörün kare şeklinde dizilmesiyle oluşur. Modern DRAM binlerce hücrenin enine ve boyuna dizilişiyle oluşmaktadır. Bir okuma işlemi belirli aşamalardan meydana gelir. Öncelikle seçilen hücrenin sırası aktif hale getirilir, kapasitör açılır ve o dizinin kapasitörü ile anlamlı satıra bağlanır. Anlamlı satır, saklanan sinyalin 1 mi 0 mı olduğunu ayırt eden anlamlı yükseltece yönlendirilir. Daha sonra uygun sütundaki kuvvetlendirilen değer seçilir ve çıkışa bağlanır.

Şekil 1 DRAM'de kapasitörün şarj-deşarj durumları

►İlginizi Çekebilir: FRAM Nedir? FRAM Özellikleri

Okuma döngüsünün sonunda satır değerleri mutlaka okuma sırasında boşalan kapasitörde depolanmalıdır. Yazma işlemi yapılabilmesi için kapasitörlerin anlamlı bir sırada yüklenmesi gereklidir. Böylelikle aktif olan satırda bulunan değerler birbirine bağlanır. Belirli bir hücredeki yazma işlemi sırasında değişim yapılırsa bütün satır tekrar okutulur ve gerekli olan değerler değiştirilir.

DRAM’lerin dezavantajları arasında içerisinde bulunan kapasitörlerin zamanla yük kaçırmaya başlaması yer almaktadır. Bu nedenle, bellekte depolanan verileri korumak için kapasitörlerin periyodik olarak yenilenmesi gerekir. Yenileme tıpkı bir okuma gibi çalışır ve verilerin asla kaybolmamasını sağlar. Bu yüzden DRAM hücresindeki yük her seferinde dinamik olarak yenilenir.

DRAM Nasıl Düzenlenir?

DRAM, uygulamaya bağlı olarak farklı şekillerde tasarlanabilmektedir. Şekil.3’de çoklu yerleşik DRAM yongaları içeren bir DIMM (Çift Satır Bellek Modülü) gösterilmektedir. DIMM 1 GB kapasiteye sahiptir. Etiketin üzerinde bulunan “2Rx8” ifadesinde; 2R, bu modülün 2. sırada olduğu anlamına gelirken, x8 her DRAM yongasından gelen verinin çıktı genişliğini belirtmektedir.

DRAM Yongası

►İlginizi Çekebilir: Evrensel Bilgisayar Belleği İcat Edildi

DRAM’ler ayrı ayrı adreslenebilir ve bu adresleme sıra olarak adlandırılır. Bu durumda, bir sıra dört adet DRAM yonga kümesi (seti) içermektedir. Bir DRAM modülünün sırası, bir DIMM'deki en üst düzey organizasyonu oluşturmaktadır. Bunun altında, her bir yonga birkaç sıra, satır ve sütun içeren bellek dizileri halinde düzenlenir. Şekil 2'de DRAM yongasının mantıksal tasarımı gösterilmiştir.

Şekil 2 DRAM Yongası Mantıksal Tasarım

►İlginizi Çekebilir: Dünyanın En Küçük Bilgisayar Çipi Üretildi

Her veri bankası diğerlerinden bağımsız olarak çalışır. Bağımsız çalışabilme özelliği sayesinde okuma, yazma ve ön şarj işlemleri bir diğerini etkilemeden yapılabilmektedir. Yonga seti diğer adıyla Chipset, anakart üzerinde yer alan ve anakartın beynini oluşturan entegre devrelerden oluşmaktadır. Her bir DRAM yongası bellek dizileri içeren veri bankalarına ayrılmıştır. Banka başına düşen bellek dizisi sayısı, çıktı genişliğinin boyutuna eşittir. Bu nedenle, bir x4 DRAM yongasında, dahili veri bankalarının her birinin dört bellek dizisi olacaktır. Şekil 2’de tek bir x4 bankasının bir örneği gösterilmektedir.

Şekil 2’de gösterilen gri bölüm, satır ve sütunlardan oluşan bellek dizisidir. Bellek dizisi içinde seçilen bellek birimine erişmek için bir dizi kod çözücü kullanılır. Seçilen bellek biriminin kesişiminde bulunan satır ve sütun değerleri , kondansatörlerin depoladığı yükler tarafından temsil edilmektedir.

Duyu amplifikatörleri, kapasitörler üzerinde ön şarj işlemleri gerçekleştirir ve bir bellek denetleyicisi veya CPU tarafından alınana kadar verileri depolayan bir dizi veri tamponu için mantık düzeyinde çıkışlar üretir.

SDRAM (Senkron DRAM)

SDRAM ile toplu veri aktarımı yapılabilmektedir. Bu sisteme saat işareti eklenmiştir. P2 serisi işlemcilerle birlikte kullanılmaya başlanmıştır. 100 MHz sistem hızı ile senkron olarak çalışabilmektedirler. Senkron arayüz sayesinde sistem saatine bağımlı olarak işlem yapılır ve asenkron arayüzdeki işlemci beklemesinin önüne geçilmiştir.

DDRRAM (Çift Veri Hızlı DRAM )

DDRRAM, sistem saatinin düşen ve artan kenarını kullanarak sistemin bellek hızını yükseltmektedir. Uzun yıllardır bilgisayar teknolojisi alanında kısmen değişmeden kalmış ender teknolojilerden biridir. DDR henüz çıkan ve yüksek verim elde ettiren görüntü kartlarında ve hatta bilgisayar hafızalarında DDR-SDRAM şeklinde kullanılmaktadır.

DRAM ve SRAM Arasındaki Farklar

►DRAM bellekler SRAM belleklerden daha ucuzdur. Bunun sebebi ise DRAM belleklerin hücreleri, bir transistör ve bir kondansatörden meydana gelirken, SRAM belleklerin bir hücresindeki tüm elemanlar standart transistörlerden daha hızlı olan 6 adet FET (Alan Etkili Transistör) elemanından oluşmaktadır.
►SRAM bellekler çok fazla transistör içerdiklerinden DRAM belleklere göre daha fazla alan kaplamakta ve daha fazla ısınmaktadırlar.

►SRAM’ler DRAM’lere göre fazla güç harcadığından, daha güçlü ve pahalı güç kaynağına ihtiyaç duyarlar.

DRAM ‘in Avantajları

►İçerisine çok sayıda transistör ve kondansatör yerleştirilebilir
►Bit başına düşük maliyet
►Basit bellek hücre yapısı

DRAM ‘in Dezavantajları

►Karmaşık üretim süreci
►Veri yenileme gerektirmesi

►Karmaşık harici devre gereklidir
►Geçici bellek
►Nispeten yavaş operasyonel hız

Kaynak: