DRAM ( Dynamic Ramdom Access Memory-Dinamik Rastgele Erişimli

DRAM ( Dynamic Ramdom Access Memory-Dinamik Rastgele ErişimliHafıza)?Rastgele erişim? ifadesi, bilgisayarın işlemcisini hafızanın ya da verinin tutulduğubölgenin herhangi bir noktasına direkt olarak erişebileceğini belirtmek için kullanılır. Bu türhafızalar veriyi tutabilmek için sabit elektrik akımına ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden depolamahücrelerinin her saniyede yüzlerce kez ya da her birkaç milisaniyede bir tazelenmesi yanielektronik yüklerle yeniden yüklenmesi gerekir. DRAM?in doğasındaki dinamiklik buradangelmektedir.Mikroişlemcilere benzer olarak hafıza çipleri de milyonlarca transistör vekapasitörden oluşan entegre devrelerdir. Genel hâli ile bilgisayar hafızalarında (DRAM,Dynamic Random Access Memory) bir transistör ve bir kapasitör, birlikte bir hafızahücresini oluştururlar ve tek bir bit bilgiyi temsil ederler. Kapasitör bir bitlik bilgiyi (0 veya1) tutar, transistör ise bir anahtar görevi görerek bilginin okunmasını veya değiştirilmesinikontrol eder.Kapasitör elektronları, bir kova şeklinde düşünülebilir. Bir hafıza hücresinde ?1?bilgisini tutabilmek için kovanın, yani kapasitörün elektronlar ile dolu olması gerekmektedir.?0? bilgisini hafızada tutmak için ise kovanın, yani ilgili kapasitörün boş olmasıgerekmektedir. Buradaki temel problem, kovadaki elektron kayıplarıdır. Birkaç milisaniyeiçerisinde kova kayıplardan dolayı boşalabilmektedir. Bu nedenle dinamik hafızalarınişlevlerini yerine getirebilmeleri için ?1? bilgisini tutması, gereken hafıza hücrelerindekikapasitörlerin CPU veya hafıza denetleyicisi (memory controller) tarafından süreklidoldurulması gerekmektedir. Bunun için memory controller hafızayı okur ve dolu olmasıgerekenlerin sürekli dolu olmasını sağlar. Bu tazeleme işlemi saniyede binlerce kez yapılır.Her hafıza hücresinde 1 bit?lik veri saklanır. Bu 1 bit?lik veri, hafıza hücresindeelektriksel bir yük olarak depolanmaktadır. Bulunduğu konumun satır ve sütun olarakbelirtilmesi hâlinde veriye anında ulaşılması mümkündür. Ne var ki DRAM, geçici (ya dauçucu, volatile) bir hafıza türüdür; yani tutmakta olduğu veriyi elinden kaçırmaması içinsürekli elektrik gücüyle beslenmek zorundadır. Güç kesildiği anda RAM? deki veri kaybolur.RAM hücremizi dışarıya bir vanayla bağlı olan bir hazne olarak düşünelim. Verimiziyani hücrelerde saklanan 0 veya 1 değerlerinden birini saklayan bitlerimizi de haznemizinboş ya da dolu olma durumu olarak, suyu ise yine aktığını varsayabileceğimiz elektriksel yükyani elektronlar olarak modelleyelim. Bu modele göre; RAM hücrelerimiz, yani küçük suhazneciklerimiz, saklayacakları veri 0 ise boş, 1 ise dolu oluyor. Bellek tablomuzda birsütunda yer alan yani dikey olarak komşu olan haznelerin tümü ortak bir boruya bağlıdır.Her sütunda bulunan bu ortak borunun elektronikteki karşılığı bit hattıdır. Bit hattına herokuma veya yazma işleminden önce ayrı bir vana üzerinden su dolduruluyor. Bu borularınbir ucunda, borudaki su seviyesini algılayan algı yükselticisi denilen birimler bulunuyor.Erişim sırasında, önce adresin gösterdiği satırdaki bütün hazneleri bulundukları sütunlardakiana boruya bağlayan küçük vanalar aynı anda açılıyor ve tüm satırın sakladığı veri okunuyor.Sıra geliyor bu satırın hangi sütununun ayıklanacağına. Bunun için bir kısmı satırla ilgiliişlemlere eş zamanlı olarak adresin gösterdiği sütun numarası çözümleniyor. O sütuna aitbyte?ın algılayıcılarına algıla komutu veriliyor ve o byte okunmuş oluyor. Belleklere yazmaişlemi de okuma işlemi ile hemen hemen aynıdır.Yukarıda da belirttiğimiz gibi DRAM?e ?dinamik? RAM denmesinin sebebi, veriyielinde tutabilmek için her saniyede yüzlerce kez tazelenmek ya da yeniden enerji iledoldurulmak zorunda olmasıdır. Tazelenmek zorundadır; çünkü hafıza hücreleri elektrikyüklerini depolayan minik kondansatör içerecek şekilde dizayn edilmiştir. Bukondansatörler, kendilerine yeniden enerji verilmediği taktirde yüklerini kısa süredekaybedecek olan çok minik enerji kaynakları olarak görev yaparlar. Aynı zamanda hafızadizisinden birinin alınması ya da okunması süreci de bu yüklerin hızla tüketilmesine katkıdabulunur; bu yüzden hafıza hücreleri verinin okunmasından önce elektrikle yüklenmişolmaları gerekir.DRAM?lerin bellek tasarımcılarına çekici gelmesinin, özellikle de bellek büyükolduğu zaman, çeşitli nedenleri vardır. En önemli üç nedeni şöyle sıralayabiliriz:1. Yüksek Yoğunluk: Tek bir yonga içine daha çok bellek hücresi (transistör vekondansatör) yerleştirilebilir ve bir bellek modülünü uygulamaya koymak için gerekli olanbellek yongalarının sayısı azdır. Bu yüzden caziptir.2. Düşük Güç Tüketimi:Dinamik RAM?in bit başına güç tüketimi, static RAM?lekarşılaştırıldığında oldukça düşüktür.3. Ekonomi:Dinamik RAM, static RAM?den daha ucuzdur.