DDR RAMLER VE ÇEŞİTLERİ
DDR RAMLER
Günümüz teknolojisinde kullanılmakta olan DDRRAM'lar bilgisayarlarımız için gerekli performansı sağlamak için üretilmiştir. Aslında DDRRAM'lardan önceki ram çeşitleri de kullanıldıkları zamanlar da PC'ler için gerekli performansı sağlamak amacıyla tabiki de gerekli performansı sağlayamayan ram çeşitleri de tarih sayfasındaki yerlerini almışlardır. Günümüz teknolojisi DDRRAM'ların kontrolü altındadır. DDRRAM teknolojisini anlatmaya başlamadan önce bilmemiz gereken önemli bir terime değinmek gerekir. Bu terim Dual Channel'dir.
DUAL CHANNEL(ÇİFT KANAL)
Dual channel teknolojisi kendinden önceki teknoloji olan single channel(tek kanal) teknolojisi gibi işlemciye verileri aktarmayı tek bir kanal yoluyla değil de bunu çift kanal ile yoluyla yapmaktadır. Buda single channel(tek kanal) teknolojisinden iki kat daha fazla veri aktarımı sağlıyor. Buda tabiki bilgisayarımızda performans artışı sağlıyor. Verilerin işlemciye doğru bir şekilde alınması ve gereksiz veri girişini önlemek için verilerin işlemciye alınmadan önce bir kontrol yapılması gerekir. Bu görevi yerine getiren yapılara memory controller(hafıza kontrolcüsü) denir. Bu konunun daha iyi anlaşılması için bir örnek üzerinde gösterelim. Hepimizin ilköğretim ve lise yıllarından aşina olduğumuz havuz problemleri ile ilgili bir örnek verelim. Bir depodan havuzumuza su doldurulmak isteniyor olsun. Öncelikle depodan havuza su doldurmak için bir tane musluk(musluk filtreli olsun) açılıyor. Suyu havuzu doldurması çok uzun sürebilir. Havuz boş iken iki tane musluk(tek muslukla doldurma örneğindeki musluktan iki tane) kullanarak havuzun dolduralım. Havuzun dolma hızının iki kat artığını gözlemleriz. Bu örnekte depo verinin gönderildiği bellek, su ise veri, filtreli musluklar memory controller ve havuz ise işlemci olarak düşünmeliyiz. Sonuç olarak dual channel teknolojisi iki kat daha fazla performans elde etmemizi sağlıyor.
DDR TEKNOLOJİSİ
DDR İngilizce Double Data Rate kelimelerin baş harflerinden oluşturulmuştur Türkçe karşılığı çift veri hızı demektir. DDRRAM'lar SDRAM'ların gelişmiş versiyonudur diyebiliriz birçok yerde DDRRAM'lardan DDR SDRAM olarak geçmektedir. Yüksek performans ve veri iletişimi isteyen, 3D, Video ve Internet uygulamalarında yüksek performans sunmak için geliştirilmiştir. Bütün bu uygulamalar için gerekli performansı ve hızı sunmak için gerekli bant genişliğine sahiptir. Neden isminin DDR olmasının en büyük gerekçesi ise SDRAM deki gibi saat frekansının sadece yükselen kısmında değil saat frekansının hem yükselen hem alçalan kısmında veri transfer edebildiği olmasıdır.
DDR RAM
DDR teknolojisin ilk ürünü DDRRAM tek saat darbesinde iki bitlik veri taşıyabilen ve sistem veri yoluyla eş zamanlı çalışabilen belleklerdir. DDR teknolojisinin bir ürünü olduğundan saat frekansının hem yükselen hem de alçalan anında veri işleyebilir. SDRAM'lara oranla daha fazla(yaklaşık iki kat) bant genişliği sağlar buda bilgisayarın performansının yükselmesini sağlar. Örneği DDR400 3,2 GB/s bant genişliği sunuyor. DDRRAM'lar SDRAM'lara göre daha az besleme gerilimine ihtiyaç duyarlar DDRRAM'lar 2,5 V gerilimle çalışırken SDRAM'lar 3,3 V gerilimle çalışıyorlardı. DDRRAM'lar masaüstü bilgisayarlarda 184 pinli dimm (SDRAM'larda kullanılan 168 pinli dimmler ile fiziksel boyut olarak aynıdır fakat pin yapısı tamamen farklıdır.) dizüstüler de ise ya 200 pinli sodimm ya da 172 pinli micro dimmler halindedirler. DDRRAM'lar hem daul channel hem de single channel olarak çalışabilir. DDRRAM'ı çift(dual) kanal çalıştırabilmek için iki aynı DDR RAM modülüne sahip olmalı ve çiftler halinde ayarlanmış iki benzer yuvaya takılmalıdır. DDRRAM'larda RDRAM'ın aksine boşta kalan çiftler(çift modüllere) bir şey takmak gerekmez. Daul channel DDR çok kullanışlıdır Fakat çift kanal DDR kullanmada birkaç önemli ayrıntı vardır. Örneğin bazı ana kartlarda üç tane DDRRAM yuvası bulunmaktadır eş RAM çiftine RAM'larınızı taktığınızda RAM'larınızı dual channel olarak kullanabilirsiniz fakat boştaki yuvaya da ram taktığınızda sistem takılı ramlerin tamamını kullanacak ancak cift kanal özelliğini kapatacaktır. Kullanıcını bu hataları yapmaması için üretici firmalar çift yuvaların rengini aynı yaparlar
DDRRAM x RDRAM KARŞILAŞTIRMA
DDR RAM ile aynı zamanlarda çıkan RDRAM aslında o dönemdeki gereksinimleri karşılayabiliyordu. Aslında ilk DDR'lar performans olarak RDRAM den daha iyi değillerdi. Fiziksel olarak DDRRAM ile RDRAM arasındaki farklar farklı bellek modülü kullanılması, farklı çentik yapıları ve pin konfigürasyonlarını gösterebiliriz. DDR ile RD arasındaki en büyük fark ise RDRAM'ın 16 bitlik DRR ramın ise 64 bitlik veri yolu kullanmasıdır. RDRAM'ın piyasadan silinip gitmesinin en önemli sebebi fiyatlandırmasıdır. RDRAM ilk başlarda mevcut SDRAM'ların 6, 7, 8 kat daha fazla fiyatla piyasaya sürüldü daha sonraki dönemlerde bu fiyatlarda indirime gidilerek SDRAM'ların 2, 3, 4 katına kadar indirilmiştir fakat bu bile o dönemler çok pahalıydı. Aynı dönemlerde DDR ramler mevcut SDRAM'lardan biraz daha pahalıydı buda sağladığı performans bakımından normaldi. RDRAMın en büyük destekçisi Intel firmasıydı fakat RDram ın üretici olan rambus şirketinin piyasadaki aşırı katı tavrı ve aşırı pahalı fiyatlandırması RD RAM ın piyasayı DDR'a kaptırmasına yol açtı. Bu olaylardan sonra Intel 2003 yılında Rambus firmasına verdiği desteği çekmiştir.
DDR2 RAM
DDR teknolojisinin ikinci nesil ürünüdür. Bir saat darbesinde 4 bitlik veri taşıyabilen ve sistem veri yoluyla eş zamanlı çalışabilen belleklerdir. DDR2 RAM, DDR' dan daha az enerji kullanan ve daha hızlı çalışan bazı elektriksel karakteristiklerinin geliştirildiği bir DDR RAM'dır. DDR2 RAM, DDR RAM deki sorunlara çözüm amaçlı tasarlanmıştır. DDR2'deki Büyük hız artışı yongalar üzerindeki giriş/çıkış devrelerinin frekansını iki kat artırarak sağlanmıştır. Giriş/çıkış devrelerinin frekansını artırmak RAM'ın hızını artırmaz. Fakat giriş/çıkışı hızlandırır ve özel tamponlar ekleyerek (bir nevi tampon bellek / cache ) DDR2'yi normal DDR'dan çok daha hızlı çalışmasını sağlar.DDR2 DDR ile uyumlu olmayan 240 pin dimm kullanır. DDR teknolojisinin özelliği olan tek kanal ve çift kanal olarak kullanılabilir. Daha yüksek bant genişliği sunar.(DDR667 5,3 GB/s bant genişliği sunar) DDR'lara göre daha az enerji tüketir. DDR2 1,8 Voltluk gerilimle çalışır. Kısaca DDR2'ler daha yüksek hız daha düşük güç harcaması ve daha az ısı kaybı sağlamaktadır.
DDR2 x DDR KARŞILAŞTIRMA
DDR2 ile DDR bellekler fiziksel boyut olarak neredeyse aynıdır. Fakat farklı pin sayıları ve çentik yapılarına sahiptirler(DDR 184 Pin DDR2 240 pin). DDR 2 farklı çentik yapıda olması yapısına uygun olmayan yuvalara takılmasını ve ya hasar görmesini engeller.
DDR2 teknolojisinin DDR teknolojisinden daha yüksek hız, daha düşük güç harcaması ve daha az ısı kaybı gibi üstün özelliklere sahiptir. Bunu tabloya bakarak da söyleyebiliriz. Tablo da ilk olarak veri transfer hızına(double data rate) bakacak olursak DDR2'nin DDR RAM'ın son hızından başladığını ve artığını görebiliriz. Buda DDR teknolojisinin geliştirilebilir olduğunu gösterir. Besleme geriliminin DDR2'lerde DDR'lara göre düştüğü görülmektedir. Bunun amacı aslında ram teknolojinin genel bir amacı olan daha az güç ile daha fazla performans elde etme amacıdır. Yonga paketlemesinin değiştiği görülmektedir. Kapasitelerindeki büyük bir artış vardır. Buda kullanılan uygulamaların giderek daha fazla belleğe ihtiyaç duymaktadır ve bu ihtiyacı karşılamak içindir. Bütün gecikme değerleri artmıştır. Burada şöyle bir soru aklımıza gelebilir "gecikme değerleri artmasına rağmen nasıl hız ve performans artışı sağlanıyor?". Mantıken de gecikme süresi arttığında belleğin performansında da yavaşlama olması gerekir. Gecikme değerlerinin artmasının sebebi belleklerin ön toplama tamponlarının(prefetch buffer ) artırılmasıdır. Kısaca tamponları dolduracak veriye erişmek daha fazla zaman alıyor. Fakat bu tamponların artırılması daha fazla bilginin hazırda bekletilmesi demektir ve ayrıca yol hızını artırılması bu gecikme değerlerine rağmen performans artışı sağlar.
DDR3RAM
Bir saat darbesinde 8 bitlik veri taşıyabilen sistem veri yoluyla eş zamanlı çalışabilen bellektir. Sağladığı temel yarar, Giriş/Çıkış (I/O) yolunu içerdiği bellek hücrelerinden 4 kat daha hızlı kullanabilmesi ve böylece yol hızını artırarak kendinden önceki teknolojilerden aynı sürede daha fazla iş yapabilmesidir. Bununla beraber bellek, veriyi arayüze daha hızlı aktarabilmek için verileri toplayıp bir araya getiren ön toplama tamponları (prefetch buffers) ile beraber çalışır. DDR bellekler 2 ön toplama (DDR kipi, tamponlama yok), DDR2 4 ön toplama ve DDR3 bellekler ise 8 ön toplama ile çalışır. Bu bellek başarımının ardında yatan bir püf noktasıdır ve neden bellek gecikmelerinin sürekli arttığına da bir açıklama getirir; DDR1 2, 2.5,3, DDR2 3, 4, 5, DDR3 ise 5'den 8'e kadar değişen CAS gecikmelerine sahiptir. Daha öncede bahsettiğimiz gibi tamponları dolduracak veriye erişmek daha fazla zaman alıyor. Fakat yol hızını artırılması bu gecikme değerlerine rağmen performans artışı sağlıyor DDR3lerde modül kapasitesi 2 GB ye çıkarılmıştır. Modül kapasiteleri DDR larda 512 MB DDR2lerde 1GB'dır.DDR3 1,5V'luk besleme gerilimine gereksinim duyarlar.DDR3'ler ve DDR2'ler aynı büyüklük ve 240 olmak üzere aynı sayıda pine sahiptirler fakat elektriksel ve çentik yapıları olarak uyuşmazlar.
DDR3 x DDR2 KARŞILAŞTIRMA
Öncelikle DDR3'ün DDR2 ye göre avantajlarından bahsedelim. Daha önce DDR ile DDR2 karşılaştırmada da bahsettiğimiz gibi performans artışı sağlamak için bant genişliği artırılmalıdır. DDR3'ler DDR2'lere göre daha yüksek bant genişliğine sahip ve buna bağlı olarak performans artışı sağlanmıştır. Daha az besleme gerilimine ihtiyaç duyar bu da laptoplar için bulunmaz bir nimettir. Laptoplarda daza az pil kullanımı demek daha uzun pil ömrü demektir. DDR3'lerin diğer önemli bir avantajı ise daha düşük miktarda ısınmasıdır. Daha az ısınması bize ne gibi avantajlar sağlar. Overclock yapma imkânı daha fazladır. DDR3'lerin dezavantajlarına gelince daha yüksek gecikme değerlerine sahip olması bunun sebebi daha öncede bahsettiğimiz gibi ön toplama hücrelerinin artırılmasıdır. Diğer bir dezavantajı ise eş hızdaki DDR2'lere göre daha pahalı olmasıdır.
Aslında DDR ile DDR2 teknik özellik karşılaştırmasında görülen durumların birçoğuna burada da karşılaşıyoruz. Yine geçikme değerlerinin arttığını, ihtiyaç duyulan besleme geriliminin azaldığı, veri transfer hızlarının arttığını ve kapasitelerinin arttığını burada da görüyoruz. Farklı olarak dikkatimizi çeken birçok özelliğinin aynı olmasıdır. Örneğin burst length ve yonga paketlemeleri aynıdır.
DDR4 RAM
Günümüzde halen çoğunlukla DDR2 bellekler kullanılsa da Intel Nehalem işlemcileriyle birlikte DDR3'ler PC'ler için bellek standardı haline gelecek yani şuan PC'ler için DDR2 den ddr3 geçiş aşamasındadır. Fakat daha DDR3'ler tam anlamıyla PC'lerde standart haline gelmemişken bellek üreticileri DDR4 PC belleğine yumuşak geçiş için yol haritasını çizdi. Geliştirme sürecine göre DDR4 2012 yılında PC'lere girecek. Bellek standardına göre ilk DDR4'ler 2,133 MHz frekansında çalışacakken yaklaşık ve bellek gerilimi 1,2 V olacak. DDR4'ler 2013 yılına gelindiğinde 2,667 MHz bellek hızına çıkılacakken bellek gerilimi 1,0 Volt'a gerileyecek. DDR4 bellekler günümüzde ekran kartı teknolojisinde kullanılmaktadır ve ekran kartlarında kullanılan bellekler bellek isminin başına G(graphic) harfi getirilerek adlandırılır yani günümüzde DDR4 bellekler GDDR4 olarak karşımıza çıkmaktadır.
DDR5 RAM
DDR3'ler yeni yeni PC teknolojisinde yerini almışken ve DDR4 belleklerin 2012 yılında piyasaya çıkacak olması DDR5 belleklerin PC dünyasına girmesi çok uzun bir zaman alacağını göstermektedir. Fakat DDR5 teknolojisi ekran kartı teknolojisin de kullanılmaya başlanmıştır. DDD5'ler ekran kartlarında kullanıldıkları için karşımıza genelde GDDR5 olarak çıkmaktadır. GDDR5, GDDR3'e göre 5 kat ve GDDR4 e göre de 4 kat daha hızlıdır. GDDR5 in en büyük özelliği hata denetimi mekanizmaları sayesinde oluşabilecek hatalar önceden belirlenerek verinin yeniden gönderilmesi istenebiliyor olmasıdır. Bu özellik önceki GDDR temelli çözümlerde bulunmuyordu.
GELECEK RAM TEKNOLOJİSİ (MRAM)
Teknoloji dünyasında başarılı olmanın en önemli şartlarından biri, hiç kuşkusuz rakiplerden önce yeni teknolojileri geliştirebilmek ve pazara sunmaktır. Magnetoresistive random-access memory (MRAM) adı verilen yeni bellek teknolojisi günümüz RAM'larını tarihe gömmek istiyor. Günümüzde kullanılan RAM modüllerinden 30 kat daha hızlı modülleri mümkün hale getirecek. Magnetoresistive random access memory (MRAM), bilgisayarlarımızda kullanılan RAM'lerin aksine MRAM, yazma durumunu (on/off durumunu) belirlemek için elektrikle değil, manyetik anlık açılıp kapanmalarla çalışıyor. MRAM, dijital veriyi kapasitörlerin şarj edilmesi yardımıyla taşıyan RAM teknolojisinin yerine, mıknatısların oluşturduğu manyetik alanlarda taşıyacak. MRAM'i diğer RAM'lerden ayıran en önemli özellik ise güç kaybı anında içindeki veriyi kaybetmemesi.
