RAM (Rastgele Erişimli Bellek), işletim sisteminin ve programların mevcut verilerinin tutulduğu ve işlemci tarafından hızlıca erişildiği bir bilgi işlem donanımıdır. RAM bilgisayardaki ana bellektir ve sabit disk sürücüsü (HDD), katı hal sürücü (SSD) veya optik sürücü gibi diğer depolama türlerinden okuma ve yazma anlamında çok daha hızlıdır. Random Access Memory (RAM) geçicidir (volatile). Yani veriler bilgisayar açık olduğu sürece tutulur ve bilgisayar kapatıldığında silinir. Bilgisayar yeniden başlatıldığında işletim sistemi ve diğer dosyalar HDD'den veya SSD'den RAM'e yeniden yüklenir.
RAM ne iş yapar?
RAM geçici olduğundan kalıcı verileri depolamaz. RAM bir insanın kısa süreli belleğine ve sabit disk ise bir kişinin uzun süreli belleğine benzetilebilir. Kısa süreli bellek hızlı çalışmaya odaklanmıştır, ancak sınırlı sayıda bilgiyi hatırlayabilir. Bir kişinin kısa süreli hafızası dolduğunda, beynin uzun süreli hafızasında (HDD) saklanan bilgilerle kendini tazeler.
Bilgisayar da bu şekilde çalışıyor. RAM dolduğunda, işlemcinin RAM'deki eski verileri yeni verilerle değiştirmek için tekrar tekrar sabit diske gitmesi gerekiyor. Bu işlem bilgisayarın çalışmasını yavaşlatıyor. Bilgisayarın sabit diski tamamen dolduğunda artık daha fazla veri saklayamaz ancak RAM bellekte bu asla görülmez. Sistemin yavaşlamasına neden olan sabit disktir.
RAM nasıl çalışır?
RAM'e verilen rastgele erişim terimi, bellek adresi olarak da bilinen herhangi bir depolama konumuna doğrudan erişilebilmesinden geliyor. Rastgele Erişimli Bellek terimi önceleri sıradan çekirdek belleğini çevrimdışı bellekten ayırmak için kullanılırdı.
Çevrimdışı bellek manyetik bant demektir. Bu bantta bir veriye ancak bantın başından başlayarak adresin sırayla tespit edilmesiyle erişilebilir. RAM'de ise veriler doğrudan belirli konumlardan alınıp saklanabilir. Sabit disk ve CD-ROM gibi depolama türleri de doğrudan veya rastgele erişime sahipler ancak rastgele erişim terimi bu depolama türleri için kullanılmıyor.
RAM, her bir kutuda 0 veya 1 sayılarının saklandığı bir kutu kümesine benzetilebilir. Her kutu, belirli bir sütun ve satırda bulunur ve buna "benzersiz adres" denir. Birkaç kutunun birleşimine dizi ve dizideki her bir kutuya hücre deniyor.
Belirli bir hücreye ulaşılacağı zaman, RAM denetleyicisi sütun ve satır adresini yonga içine oyulmuş ince bir elektrik hattından aşağı gönderir. Bir RAM dizisindeki her satır ve sütun kendi adres hattına sahip olduğundan okunan her veri ayrı sinyal hattından geri döner.
RAM fiziksel olarak küçüktür ve mikroçip formundadır. Aynı zamanda saklayacağı veri miktarı bakımından da ufaktır. Tipik bir bilgisayarda 8 gigabyte RAM bulunurken, sabit diskte 10 terabayt bulunabilir. Telefonlar için de aynısı geçerli.
RAM mikroçipleri, bilgisayarın anakartındaki yuvalara takılan bellek modüllerinin üstüne istiflenir. Ardından anakart yuvalarını işlemciye bağlamak için veri yolu yani bir dizi elektrik yolu kullanılır.
Öte yandan bir sabit disk, verileri vinil plağa benzeyen mıknatıslı bir yüzeyde depolar. SSD ise RAM'den farklı olarak verileri geçici olmayan (nonvolatile) bellek yongalarında saklar ve bu nedenle güç kesildiğinde silinmezler.
Çoğu bilgisayar, kullanıcıların belirli bir sınıra kadar RAM modülleri eklemesine izin verir. Daha fazla RAM eklendikçe işlemcinin sabit diskten daha az veri okuması sağlanır ve sistem daha az yavaşlar. RAM erişim süresi nanosaniye düzeyindeyken, depolama belleği erişimi süresi milisaniyelerde seyreder.
RAM hızı ve zamanlaması
3-4-4-8, 5-5-5-15, 7-7-7-21 veya 9-9-9-24 gibi zamanlamalarda küçük değer her zaman daha iyidir ancak DDR4'ün sunduğu yüksek hızlarla birlikte CAS gecikmesi gibi kavramlar artık önemsiz hale geldi. Hız tarafında bilinmesi gereken tek şey bir DDR4-2400 belleğin 1200 MHz hızında veya DDR4-3000 belleğin 1500 MHz hızında çalıştığıdır. Hız hesaplanırken rakam yarıya bölünüyor (DDR, çift veri hızlı anlamına gelir). 1 MHz hız saniyede 1 milyon devir demek.
Kaç GB RAM yeterli?
Bir bilgisayar veya telefonda ne kadar RAM'in gerekli olduğu kullanıcının ne yaptığına bağlı. Örneğin video düzenleme yaparken sistemin en az 16 GB RAM'i olması gerekir, ancak daha fazlası da makul. Adobe, Photoshop CC ile fotoğraf düzenleme yapmak için bir Mac sistemin en az 3 GB RAM'i olmasını öneriyor. Bununla birlikte, kullanıcı aynı anda diğer uygulamalarla da çalışıyorsa 8 GB RAM bile yeterli olmayabilir.
RAM çeşitleri
RAM iki çeşide sahip:
- Dinamik Rastgele Erişimli Bellek (DRAM), tipik bilgisayar RAM'idir ve daha önce belirtildiği gibi, depolanan verileri saklamak için gücün sürekli açık olması gerekir.
- Her DRAM hücresindeki yük elektrik kondansatörde tutulur. Bu veriler sürekli olarak her birkaç milisaniyede bir elektrik yükle yenilenerek kapasitördeki sızıntılar telafi edilir. Transistör, kapasitördeki değerin okunmasını veya yazılmasını belirleyen köprü görevi görür.
- Statik Rastgele Erişimli Bellek (SRAM), verileri saklamak için sürekli güce ihtiyaç duyar ancak DRAM'in yaptığı gibi sürekli olarak yenilenmesi gerekmez.
- SRAM'de yük kapasitörde tutulmuyor bunun yerine transistör kullanılıyor. Bir pozisyonun 1 ve diğer pozisyonun 0 olduğu bir anahtar gibi çalışır. Statik RAM'de bir bit veriyi depolamak için birkaç transistör gerekirken, dinamik RAM'de yalnızca bir transistör kullanılır. Sonuç olarak, SRAM yongaları, eşdeğer kapasiteli DRAM'den çok daha iri ve daha pahalılar.
SRAM önemli ölçüde daha hızlıdır ve DRAM'den daha az güç tüketir. Fiyat ve hız farkları nedeniyle statik RAM'in yalnızca küçük bir miktarı bilgisayarın işlemcisinde önbellek (L1, L2 ve L3) olarak kullanılıyor.
RAM'in tarihçesi: RAM ve SDRAM farkı
RAM başlangıçta eşzamansızdı çünkü RAM mikroçiplerinin saat hızı bilgisayar işlemcisinin hızından farklıydı. İşlemciler daha güçlü hale geldikçe RAM, işlemcinin veri taleplerini karşılayamadı ve bir problem doğdu.
1990'ların başında dinamik RAM'in (ya da SDRAM) gelişiyle saat hızları senkronize oldu. Bilgisayar belleğinin işlemci girdileriyle senkronize edilmesi bilgisayarları daha hızlı görevleri gerçekleştirir hale getirdi.
Ancak bu ilk tek veri hızlı SDRAM (single data rate, SDR SDRAM) yetersizliğini çabuk gösterdi. 2000'li yıllarda çift veri hızlı senkronize Rastgele Erişimli Bellek (double data rate, DDR SRAM) geliştirildi. Böylece veri her saat döngüsünde iki kez taşındı, başlangıçta ve sonda.
DDR SDRAM; DDR2, DDR3, DDR4 ve DDR5 ile dört kez daha gelişti ve her yeni versiyon beraberinde daha yüksek veri hızları ve düşük güç kullanımı sağladı. Bununla birlikte, her DDR sürümü daha önceki sürümlerle uyumlu değildir çünkü her versiyonda veriler daha büyük gruplar halinde saklanıyor.
GDDR SDRAM
Grafik çift veri hızlı (GDDR) SDRAM, grafik ve video kartlarında kullanılıyor. DDR SDRAM gibi, bu teknoloji de her CPU saat döngüsünde verilerin çeşitli noktalara taşınmasını sağlıyor. Lakin daha yüksek voltajlarda çalışıyor ve DDR SDRAM kadar katı zamanlamaya sahip değil.
2D ve 3D video oluşturma gibi paralel görevlerde kısa erişim süreleri şart olmadığından GDDR, GPU performansı için gerekli yüksek saat hızlarını ve bellek bant genişliğini sağlamak için geliştirilmiştir.
DDR'a benzer olarak, GDDR da birçok kez yenilendi. Her sürüm daha fazla performans ve daha düşük güç tüketimi sundu. GDDR6 mevcut en yeni nesil grafik belleği.
RAM ile sanal bellek karşılaştırması
Bilgisayarlar özellikle aynı anda birden fazla programı çalıştırırken hafıza yetersizliği yaşayabilir. İşletim sistemleri sanal bellek oluşturarak bu tür fiziksel bellek eksikliklerini telafi ediyorlar.
Sanal bellek ile, veriler geçici olarak RAM'den disk depolama birimine aktarılır. RAM'deki aktif bellek ile HDD'deki etkin olmayan bellek kullanılarak uygulamayı ve verilerini tutan bitişik adresler oluşturulur ve sanal adres alanı artırılır. Sanal bellek kullanan bir sistem daha fazla RAM eklemek zorunda kalınmadan sonsuz belleği varmış gibi çalıştırılabilir ve aynı anda daha büyük programlar veya birden fazla program açılabilir.
Sanal bellek, RAM'in iki katı kadar adres depolayabilir. Programın talimatları ve verileri başlangıçta sanal adreslerde depolanır ve program bir kez çalıştırıldığında, bu adresler gerçek bellek adreslerine dönüştürülür.
Sanal belleğin dezavantajı bilgisayarı yavaşlatmasıdır, çünkü verilerin sanal ve fiziksel bellek arasında eşlenmesi gerekir. Yalnızca fiziksel bellek kullanılırsa programlar doğrudan RAM'den çalışır.
RAM ve flash bellek farkı
Flash bellek ve RAM'in her ikisi de katı hal çiplerinden oluşuyor ancak üretimleri, performans özellikleri ve maliyetleri nedeniyle bilgisayar sistemlerinde farklı görevleri üstleniyorlar. Flash bellek depolama belleği olarak kullanılırken, RAM, bellekten alınan veriler üzerinde hesaplamalar yapan aktif bellek olarak kullanılır.
RAM ve flash bellek arasındaki önemli bir diğer fark, NAND flash belleğin RAM'den yavaş olmasıdır çünkü veriler bireysel bitler halinde değil tüm bloklar halinde silinir.
Bunun yanında NAND flash bellek RAM'den daha ucuz ve aynı zamanda geçici değil (nonvolatite) yani RAM'in aksine, güç kapalı olsa bile verilerini saklıyor. Düşük hız, kalıcı saklama ve düşük maliyet nedeniyle flash bellek SSD'lerde depolama belleği olarak kullanılıyor.
RAM ve ROM farkı
Salt okunur bellek veya ROM, sadece okunan ve üzerine yazılamayan veriler içeren bilgisayar belleğidir. ROM, bir bilgisayarın her açılışında kullanılan önyükleme programlarını içerir. Genel olarak değiştirilemez veya yeniden programlanamaz.
ROM'daki veriler geçici değildir ve bilgisayar kapatıldığında kaybolmaz. Sonuç olarak, salt okunur bellek kalıcı veri depolama için kullanılabilir. Zira RAM verileri yalnızca geçici olarak tutabilir. ROM genellikle birkaç megabaytlık bir depolama alanı iken RAM birkaç gigabyte'tır.
Yeni ReRAM ve 3D XPoint teknolojileri
Dirençli Rastgele Erişimli Bellek (RRAM veya ReRAM) kendini oluşturan katı dielektrik malzemenin direncini değiştirebilen kalıcı saklama alanı olarak geliştirildi. ReRAM cihazları, farklı gerilimler uygulandığında direncin değiştiği bir memristor içeriyor.
ReRAM oksijen boşlukları oluşturur, bunlar oksit malzeme tabakasındaki fiziksel noksanlardır. Bu boşluklar ikilli sistemdeki iki değeri (0 ve 1) temsil eder. Yani yarı iletkenlerdeki elektronlara ve deliklere benzerdir.
ReRAM, NAND flaş gibi diğer kalıcı depolama teknolojilerine kıyasla daha yüksek anahtarlama hızına sahip. Ayrıca, NAND flaştan daha yüksek depolama yoğunluğu ve daha az güç tüketimi vaadi ReRAM'i endüstriyel, otomotiv ve nesnelerin interneti uygulamaları (IoT) için kullanılan sensörlerdeki bellek için iyi bir seçenek yapıyor.
Satıcılar yıllardır ReRAM teknolojisini geliştirmek ve çipleri üretime sokmak için mücadele ediyor. Şu anda birkaç satıcı mevcut.
Intel Optane gibi 3D XPoint teknolojileri ise dinamik RAM ve NAND flash bellek arasındaki boşluğa yerleşebilir. 3D XPoint, seçicilerin ve bellek hücrelerinin dikey kabloların kesiştiği noktada olduğu transistörsüz, çapraz nokta mimarisine sahip. 3D XPoint DRAM kadar hızlı değil ancak kalıcı hafızaya sahip.
Performans ve fiyat açısından 3D XPoint teknolojisi hızlı ancak pahalı olan DRAM ile yavaş ancak ucuz olan NAND flaş arasına yerleşiyor. Teknoloji geliştikçe, RAM ile kalıcı depolama arasındaki ayrımı ortadan kaldırılabilir.
5G ve bellek pazarı
JEDEC Katı Hal Teknoloji Birliği, şubat 2019'da JESD209-5'i yani Düşük Güçlü Çift Veri Hızı (LPDDR5) tanıttı. LPDDR5 tamamen geliştirildiğinde 6400 MT / sn hızında çalışarak akıllı telefonlar, tabletler ve ultra ince notebook'lar gibi mobil bilgi işlem aygıtları dahil birçok sistemin bellek hızını ve verimliliğini önemli ölçüde artıracak. LPDDR4'ün ilk sürümünden %50 daha hızlı olacak. LPDDR4 2014 yılında çıktığında 3200 MT / sn hızındaydı.
Samsung Electronics gelecekteki akıllı telefonlarda 5G ve AI özelliklerini mümkün kılmak için optimize edildiği söylenen endüstrinin ilk 12 gigabit LPDDR5 mobil DRAM'i için Temmuz 2019'da seri üretime başlamıştı.
RAM fiyatları
RAM fiyatları 2019 yaza dek önceki seviyelerden düşüktü — ama yine de dalgalı seyretti. RAM fiyatlarındaki artış Güney Kore ve Japonya arasındaki arz gerilimi, pazar gerginlikleri (dünyanın en büyük iki bellek yongası üreticisi Samsung ve SK Hynix'in ülkeleri), yeni nesil mobil çip LPDDR5'in tanıtılması ve 5G teknolojisinin artan kullanımı gibi nedenlerden kaynaklandı. RAM yongalarının kullanıldığı nesnelerin interneti (IoT) destekli otomobiller ve giyilebilir cihazları kapsayan tüketici elektroniğine artan talebin de yükleselen RAM fiyatlarında payı var.
RAM nereye takılır?
RAM nerede diye merak ediyorsanız, ortadaki işlemci yuvasının yanına konumlandırılmıştır. Pasif soğutucu dış katmanı olmayan RAM'ler genelde yeşil renkli görünür. RAM'i takarken,
- Bilgisayarınızı kapatın ve kasaya bağlı kabloları çıkartın.
- Anakarta erişmek için kasanın yan kapağını açın.
- CPU'ya bitişik halde iki ya da daha fazla ardışık RAM yuvası bulacaksınız.
- Yuvanın yanlarındaki kilidi açın.
- RAM'leri nazikçe yuvaya yerleştirmek kilitlerin kapanmasını sağlar.
Neden bozulur?
RAM'in bozulmasına neden olan birçok farklı neden var. Bunları irdeleyelim:
- Elektrik kesintilerinde gücün aniden sistemden çekilmesi RAM'in bozulmasına neden olabilir.
- Bilgisayar parçalarına dokunmadan önce vücudunuzu topraklamamak parçaların arızalanmasıyla sonuçlanabilir.
- Kasadaki aşırı sıcaklık RAM'i zamanla yıpratır. Bu nedenle RAM'in overclock edilmesi önerilmez.
- Bellek modülünde zaman içinde kötüleşmiş bir tür üretim hatası olabilir.
- Ayrıca bellek modülü sağlam olup, anakart RAM yuvası hasarlı olabilir.
Oyunlarda önemi
RAM belleğin oyunlarda ne işe yaradığı, ne kadar önemli olduğu ve performansı ne kadar etkilediği merak ediliyor. RAM'in FPS'e etkisi minimaldir. Yüksek hızlı belleklerin performansı artırdığı söylenebilir ancak fark gözlemlenemeyecek kadar küçük olduğundan asıl önemli olan bellek kapasitesi oluyor. Günümüzde 8 GB RAM hemen her oyun için yeterli düzeyde.
RAM kapasitesi ve MHz hızı nasıl görüntülenir?
RAM kapasitesi ve MHz hızını kolayca aynı anda görüntüleyebilirsiniz. CTRL + Shift + ESC tuşlarına basarak açılan ekrandan Performans sekmesine gelin. MHz hızı ve RAM kapasitesi aşağıdaki gibidir:
Ayrıca CMD ekranına "wmic memorychip get speed" yazmak size RAM MHz hızını gösterir. "wmic memorychip get capacity" ise RAM miktarını gösterir.