Açıklanan Farklı Bilgisayar Belleği ve Depolama Türleri

İlk iPhone 2007'de piyasaya sürüldü ve 4 GB ila 8 GB arası depolama alanına sahipti; burada fotoğraflar ve müzik gibi tüm dosyalar tutuluyordu. Günümüzde, orijinal iPhone'dan 64 kat daha fazla olan 512 GB depolama alanına sahip bir Android akıllı telefon alabilirsiniz.

Teknolojide 16 yıl asırdır. Ama hikayenin tamamı bu değil. Örneğin, bellek ve depolama, bitleri ve baytları koruma gibi benzer işlevlere hizmet eder, ancak farklı şekilde çalışır.

Bellek, Depolama ve Önbellek Arasındaki Fark Nedir?

İnsanlar "bellek" ve "depolama" kelimelerini eşanlamlı olarak kullanırlar. Mantıklı ama yine de yanlış. Benzerlik açıktır; her ikisi de verileri tutar ve bayt cinsinden ölçülür, ancak kullanım farklıdır.

Depolama, uzun vadeye odaklanır, iyi... Depolamak. Dosyalar ihtiyaç duyulana kadar rahatsız edilmeden orada tutulur. Oysa bellek (rastgele erişim belleği — RAM), bilgisayarların hızlı erişmesi gereken verilerle ilgilidir. Örneğin, kullanılan dosyalar, açık uygulamalarla ilgili veriler ve önemli işletim sistemi dosyaları sistem belleğinde tutulur. Bunun nedeni, belleğin depolamadan daha hızlı olmasıdır. Ne yazık ki aynı zamanda daha pahalıdır, dolayısıyla RAM kapasiteleri depolamadan daha küçüktür.

Ama kendimizin önüne geçiyoruz. Her birini ayrıntılı olarak açıklayalım.

CPU Önbellek Belleği

RAM, rastgele erişim belleği anlamına gelir. Yukarıda açıklandığı gibi, burası verilerin kolayca erişilebilmesi için saklandığı yerdir.

Ancak, o zamanlar bellek yeterince hızlı olmadığı için önbellek 1980'lerde oluşturuldu. Önbellek, RAM'e benzer şekilde ancak daha hızlı çalışır. Hız tablolarının en üstünde yer alır ve doğrudan bilgisayarınızın etrafında kurulu olan merkezi işlem birimine (CPU) entegre edilmiştir.

Önbellek ışık hızındadır ancak maliyeti RAM'den bile fazladır. Küçük kapasiteleri bunu gösteriyor. Örneğin, günümüzde çoğu bilgisayar yaklaşık 8-32 GB RAM'e sahiptir. Tersine, en hızlı önbellek olan L1'in tipik olarak kilobaytları vardır L3 önbelleği (en büyüğü) birkaç düzine megabayta kadar doluyor (gerçi bazı CPU'larda artık yüzlerce megabaytı bulan L3 önbellekler var).

Rastgele Erişim Belleği (RAM)

Saklanan bir dosya açıldığında RAM'e kopyalanır. Şu anda çalışan uygulamalar ve işletim sisteminin bazı bölümleri de burada tutulur. RAM, 1940'ların sonlarında oluşturuldu ve verilerin herhangi bir sırayla saklanmasına ve alınmasına izin verdi - dolayısıyla "rastgele" ad. RAM "geçici depolama" dır. Cihaz kapatıldığında içeriği silinir ve akım akışı durur.

Birçok RAM türü de vardır.

SDRAM

1990'lardan beri bilgisayarlar Senkron Dinamik RAM (SDRAM) kullanıyor. Birisi "bu bilgisayarda 16 GB RAM var" derken bunu kastediyor.

Birçok cihazlar artık DDR5 RAM kullanıyor (Çift Veri Hızı 5. Nesil bellek—bu yazının yazıldığı tarihteki en son sürüm) SDRAM olarak. Ancak, yine de pahalı, bu nedenle DDR4 ana akım olmaya devam ediyor. Eski bilgisayarlarda ve telefonlarda eski DDR3 modüllerini bile bulacaksınız.

Bellek modülleri iki boyutta mevcuttur: masaüstü bilgisayarlar için DIMM ve dizüstü bilgisayarlar ve küçük bilgisayarlar için SODIMM. Son zamanlarda, dizüstü bilgisayarlar için yeni bir form faktörü olan CAMM önerildi. CAMM'nin SODIMM'e göre avantajları vardır ancak henüz yaygın bir standart değildir.

Şimdi, tipik olarak iki tür SDRAM vardır: modüller veya lehimlenmiş. Form faktörleri farklıdır, ancak aynı şekilde çalışırlar.

Lehimli RAM, akıllı telefonlarda, tabletlerde ve bazı dizüstü bilgisayarlarda kullanılır. Modern Apple bilgisayarları da kullanır lehimli RAM çünkü performansı artırabilir. Lehimli RAM'e sahip dizüstü bilgisayarlarda, gelecekteki genişleme için bir veya daha fazla bellek yuvası olabilir, ancak durum genellikle böyle değildir. Yalnızca lehimlenmiş RAM kullanan bilgisayarlar yükseltilemez. Genellikle satın alma sırasında özelleştirilebilirler, ancak daha sonra genişletemezsiniz.

Video RAM'i (VRAM)

Bazen veriler SDRAM'den daha yüksek hızlar gerektirir, ancak önbellek kapasitesinden daha fazlası vardır. En yaygın örnek, yoğun oyun oynama, video düzenleme veya 3B modelleme gibi yoğun grafik gerektiren görevlerdir.

Bunlar, uygun şekilde adlandırılmış video RAM'e (VRAM) ihtiyaç duyar. Şu anda en hızlı tip olan GDDR6X, DDR5'in hızlarını 20 kat aşıyor. Ayrıca GPU'ya lehimlenmiştir ve daha düşük gecikme sağlar. Ne yazık ki, lehimlendiği için daha fazla VRAM satın alamazsınız. ayrı grafik kartları, modül olarak satılmaz.

Entegre GPU'lar (iGPU'lar) da yaygındır. CPU'ya entegredirler ve çok az miktarda ayrılmış VRAM'e sahiptirler (özel bir GPU için gigabayta karşı megabayt). Tümleşik GPU'lar, CPU ve iGPU arasında paylaşılan SDRAM olan birleşik belleği kullanır. CPU, gerektiğinde bazılarını geri alarak grafikler için ne kadar RAM'in kullanılabileceğini tanımlar. Birleştirilmiş belleğin dezavantajları, daha düşük bant genişliği ve kapasitedir.

Uçucu Olmayan RAM (NVRAM)

RAM'in uçucu olduğunu söyledik, değil mi? Ancak bir yanlış isim var: Geçici Olmayan RAM (NVRAM). 1960'larda yaratıldı, geçici RAM'e kıyasla dezavantajları var, bu nedenle ikincisi daha popüler.

Yakın zamanda "başarılı" bir NVRAM, Intel'in ve Micron'un Optane'si. Daha hızlı bir PCIe SSD gibi görünen ve bazen böyle çalışan Optane, belirli Intel CPU'larla RAM işlevi görüyordu. Fiyatlandırma ve kapasite arasında da olan SDRAM kadar hızlı değildi. Üreticiler, 2021'de Optane'i durdurdu.

Yaygın olarak kullanılan iki (belki bir buçuk) çok özel NVRAM türü vardır. İlki ile kullanılır Modern anakartlarda UEFI (UEFI, eski BIOS'un yerini alır). Herhangi bir depolama kullanılabilir hale gelmeden önce yüklendiği için UEFI ayarları NVRAM'de tutulur. UEFI'nin kendisi bir ROM çipinde depolanır; bundan biraz sonra bahsedeceğiz.

"Yarım" tip, cihaz kapalıyken güç sağlamak için pil kullanan uçucu RAM'dir. Bu, daha basit görevler için gereken küçük miktarda veriyi tutmak için kullanılır. Hala eski BIOS'u kullanan anakartlar bunu kullanır. Kartuş ve/veya hafıza kartı kullanan eski oyun konsolları, kayıtlı dosyaları geçici RAM ve pil kullanarak depolar.

Salt Okunur Bellek (ROM)

Bu oyun kartuşları, UEFI ve BIOS gibi ROM yongalarında saklanır. Blu-ray gibi herhangi bir yeniden yazılamaz optik disk de bir tür ROM'dur.

Ancak burada ve orada üreticiler UEFI güncellemeleri yayınlar. Peki, yazılabiliyorlarsa nasıl "salt okunur" oluyorlar?

Bunlar Elektrikle Silinebilir ROM'dur (EEPROM). EEPROM'daki güncellemeler çok yavaş ve dikkatli süreçlerle yapılır. Bunun nedeni, yanlış giden bir UEFI veya BIOS güncellemesinin ana kartınıza zarar verebilmesidir.

Normal ROM'un da yazılması gerekiyor. Yine, ayrıntılar medyaya bağlıdır. Örneğin, optik ROM'lar bir kez yazılabilirken, ROM yongaları endüstriyel makinelere ihtiyaç duyar ve ardından salt okunur hale gelir. Programlanabilir ROM (PROM), meraklılar arasında yaygın olan daha ucuz cihazlar tarafından yazılabilir.

Bilgisayar Depolama Alanı: Kartondan Buluta

Daha önce açıklandığı gibi, depolama verileri uzun süreli tutar. İlk bilgisayarlar bunun için delikli karton kullanıyordu. Bilgisayar programları içeriyorlardı ve makine tarafından okunabilen bir ikili kodla dikkatlice delinmeleri gerekiyordu - kesinlikle kullanıcı dostu değillerdi.

Manyetik Depolama

Bilgisayar depolama alanındaki ilk büyük evrim, 1950'lerde daha büyük miktarlarda veriyi tutmak için manyetik bantların kullanılmasıyla gerçekleşti.

Manyetik depolama harika bir fikirdi, bu yüzden sabit diskler bunun üzerine inşa edildi. Sabit disk sürücüleri (HDD'ler), 1960'lardan günümüze kadar ana bilgisayar depolama türü olmuştur. Ama hatta en iyi sabit diskler cihazları hasara ve darbe hızına karşı savunmasız hale getiren hareketli parçalara ihtiyaç duyarlar.

Katı hal sürücüleri (SSD'ler) gibi flash bellek, her iki sorunu da çözer. RAM gibi silikon yongalardan yapılan bu tür depolama, verileri elektriksel olarak okur ve yazar.

Harici Depolama: Hareket Halinde Veriler

Tüm bu ortamlara dahili depolama denir: bilgisayarın içinde tutulan ve yalnızca orada kullanılan şeyler. Ancak herkesin ara sıra bir yere veri götürmesi gerekir.

Harici depolama aslında bilgisayarların kendisi kadar eskidir. Delikli kartlar bir yuvaya yerleştirildi, yani teknik olarak çıkarılabilir depolama. Bantlar kalıcı verileri depolayabilirdi, ancak HDD'ler kısa bir süre sonra geldi ve çok daha iyiydi. Kasetin yapımı daha ucuzdu ve daha küçüktü, harici medya olarak popüler hale geldi.

İlk olarak, disketlerle değiştirildi. Bir sonraki adım optik sürücüler olmalıydı, ancak yeniden yazılabilir sürümler çok pahalıydı.

Böylece müşteriler hızla flash depolamaya geçti. Thumb sürücüler ve harici HDD'ler veya SSD'ler; dahili muadilleriyle aynı, ancak USB ile.

Bulut depolama, harici ortam olarak flaşın yerini alıyor. Ancak, sürekli bir internet bağlantısına ihtiyaç duyduğundan, taşınabilir harici depolamanın yerini tamamen alamaz.

Yedek Depolama

Son olarak, yedek depolama var. Diğer tüm depolama türleri gibi çalışır; ortam aynıdır. Aradaki fark niyettir: Yedekleme güvenlidir.

Dahili yedekleme (dahili depolama, gerçek zamanlı olarak kopyalanan iki veya daha fazla disk olduğunda) çoğu kişi tarafından yaygın olarak kullanılmasa da işletmeler için çok önemlidir. USB HDD'ler veya SSD'ler, ağa bağlı depolama (NAS) ve hatta bulut çözümleri gibi harici yedeklemeler daha yaygındır.

Büyük miktarlarda yedekleme fazlalığına ihtiyaç duyan şirketler genellikle "soğuk yedeklemeye" başvurur. Bu daha az sıklıkta olur ve kullanılmadığında depolama biriminin bilgisayarlarla bağlantısı kesilir. Tuhaf bir şekilde, "felaket kurtarma"da kullanılan manyetik bant günümüzde de yaygın olarak kullanılıyor.

Önbellek, Depolama ve Bellek Hepsi Farklı Rolleri Oynuyor

Önbellek, bellek ve depolama, bilgisayarınızın çalışır durumda kalmasında farklı ama hayati roller oynar. Gelecekte, muhtemelen tüm bu bellek türlerinin kapasitesinin arttığını göreceğiz ve bu konuda araştırma yapmak rekabetçi bir alandır.