Bellekler çeşitli boy ve şekillerde karşımıza çıkmaktadırlar. Genel olarak bellek, üzerinde küçük siyah dikdörtgen biçimli parçalar bulunan, düz yeşil bir plakadır. Elbette bellek sadece bunlardan ibaret değildir. Aşağıdaki resim, tipik bir bellek modülünü göstermektedir. Resimde belleğin en önemli birkaç özelliği de gösterilmektedir.

BELLEK NEYE BENZER

PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD – DEVRE PLAKASI)

Üzerine bellek yongalarının yerleştirildiği yeşil tabaka, aslında çok sayıda katmandan oluşur. Her katman üzerinde devre ve lehimler bulunmaktadır, bu sayede veri hareketi sağlanır. Genel olarak yüksek kaliteli bellek modülleri çok sayıda katmandan oluşan PCB’leri kullanırlar. PCB’de çok sayıda katman olması lehimler arasında daha fazla alan olmasını sağlar. Lehimler arasında daha fazla boşluk olması ses ve gürültü olmasını önler. Bu da bellek modülünü daha güvenilir ve sağlam hale getirir.

DRAM (DYNAMIC RANDOM ACCESS MEMORY – DİNAMİK RASGELE ERİŞİMLİ BELLEK)

DRAM, RAM ‘in en fazla kullanılan biçimidir. “Dinamik” olarak adlandırılır çünkü, veriyi yalnızca kısa bir süre için saklar ve veri periyodik olarak yenilenmektedir. Bellek yongaları üzerinde devreleri korumak için çoğunlukla siyah yada krom renkli bir tabaka bulunur. Aşağıda bahsedilen “Yonga Paketlemesi” başlıklı kısımda, yongaların paketlenme biçimlerinden bahsedilmektedir.

TEMAS AYAKLARI

Temas ayakları yada diğer adıyla “konnektör”; bellek anakart üzerinde bulunan yuvaya yerleştirildiğinde, verilerin anakart ile bellek arasında akışını sağlayan yapıdır. Bazı bellek modüllerinde konnektörlerde kalay, bazı bellek modüllerinde altın kullanılır.

DAHİLİ LEHİM TABAKASI

PCB’yi katmanlarına ayırıp mercek yardımıyla yakından bakıldığında, üzerinde lehim ile işlenmiş karmaşık yollara benzeyen yapılar görülür. Lehimler, verilerin üzerinde dolaştığı yollara benzerler. Lehimlerin genişliği, kavis ve eğimleri verinin aktarımını ve tüm modülün hızını ve sağlamlığını etkiler. Deneyimli tasarımcılar lehimleri, en yüksek hızı ve sağlamlığı, en düşük girişiklemeyi elde edecek biçimde düzenler ve yerleştirirler.

YONGA PAKETLEME

“Yonga Paketleme” terimi, yonga silikonunun etrafının koruyucu bir tabaka ile kaplanmasını ifade etmek için kullanılır. Günümüzde en çok kullanılan paketleme yöntemi TSOP (Thin Small Outline Package) yöntemidir. Daha eski yonga tasarımlarında DIP (Dual In-line Package) ve SOJ (Small Outline J-lead) yöntemleri kullanılıyordu. Günümümze kullanılan bir diğer paketleme yöntemi özellikle RDRAM’lerde kullanılan CSP (Chip Scale Package) yöntemidir. Şimdi bu paketleme yöntemlerine kısaca bir göz atalım ve aralarındaki farkları inceleyelim.

DIP (DUAL IN-LINE PACKAGE)

Bu yöntemin en çok kullanıldığı dönem belleklerin anakart üzerinde yerleşik olarak üretildiği yıllardı. O dönemde DIP-tipi DRAM paketleme oldukça popülerdi. DIP’ler “delik-montajlı” bileşenlerdir, bu şekilde nitelenmesinin sebebi, bu yongaların PCB üzerinde açılan deliklere yerleştiriliyor olmasıdır.

SOJ (SMALL OUTLINE J-LEAD)

Bu yönteme bu adın verilmesinin sebebi temas bacaklarının – pin “J” şeklinde olmasıdır. SOJ’lar “yüzey – montajlı”” bileşenlerdir. Yani doğrıdan PCB üzerine yerleştirilirler.

TSOP (THIN SMALL OUTLINE PACKAGE)

TSOP paketlemede diğer bir “yüzey – montajlı” tasarımdır. Paket yapısı SOJ’dan daha ince olduğu için bu şekilde adlandırılır. TSOP’lar ilk kez, notebooklarda kullanılan “kredi kartı” bellek modülleri üretiminde kullanılmıştır.

CSP (CHIP SCALE PACKAGE)

DIP, SOJ ve TSOP yöntemlerinden farklı olarak CSP yöntemi yongaların PCB ile temas etmesi için bacak – pin kullanmaz. Bunun yerine PCB ile temas için paketin alt kısmında bulunan ve BGA (Ball Grid Array) adı verilen yapıyı kullanır. RDRAM (Rambus DRAM) yongalarının paketlenmesinde bu yöntem kullanılmaktadır.

CHIP STACKING

Bazı yüksek kapasiteli bellek modüllerinde yongaların PCB üzerine doğru biçimde yerleştirilebilmesi için yongalar ikişerli olarak üst üste yerleştirilir. Yongalar içten yada dıştan üst üste yerleştirilebilir. “Dıştan” yerleştirilmiş yongalar görülebilir, ama “içten” yerleştirilmiş yongalar görülemez.

BELLEK NASIL ÜRETİLİR

YONGANIN ÜRETİLMESİ

İnanılmaz ama gerçek, bellek üretimi sahil kumu ile başlar. Kumun yapısında bulunan silikon, yarıiletken ve yonga üretiminin temel maddesidir. Kum eritilerek silikon ayrıştırılır; daha sonra, silikon düzgün bir yüzeye yayılarak tabakalar oluşturulur, bu tabakalar kesilerek istenilen ölçüde yonga plakaları elde edilir. Yonga üretimi sürecinde karmaşık devre desenleri, farklı yöntemler kullanılarak silikon üzerine basılır. Bu işlemin ardından yongalar test edilirler ve istenilen kalıba göre kesilirler. Hatasız yongalar seçilerek “bağlama – bonding” aşaması için hazırlanırlar. Bu aşamada, yongalar ve altın yada kalay temas bacakları – pin arasındaki bağlantılar oluşturulur. Yongaların bağlanma işlemi bittikten sonra, yüzeyleri hava geçirmeyecek biçimde kaplanır. Gerekli kontroller yapıldıktan sonra yongalar kulanıma hazır hele gelmiş olur.

BELLEK MODÜLÜNÜN ÜRETİLMESİ

Bu aşamada modül üreticileri sahneye çıkar. Bellek modülünü oluşturan üç ana bileşen vardır: bellek yongaları, PCB ve devre plakası üzerine yerleştirilen direnç ve kapasitör gibi diğer bileşenler. Tasarım mühendisleri, PCB’yi tasarlamak için CAD (computer aided design – bilgisayar destekli tasarım) programları kullanırlar. Kaliteli plaka üretimi için her bir sinyalin doğru biçimde gitmesinde bu devre desenlerinin boyutları ve desenleri büyük önem taşır. PCB üretiminin temel süreci, bellek yongalarının üretim sürecine çok benzer. Yüzeyin kaplanması, tabaka oluşturma ve plaka üzerine veri yollarının basılması aşamaları arasında benzerlik vardır. PCB üretildikten sonra, modül montaj için hazır hale gelir. Otomatik sistemler kullanılarak “yüzey – montajlı” yada “delik -montajlı” bileşenler PCB üzerine yerleştirilir. Bileşenlerin PCB üzerine sabitlemek için lehim kullanılır, lehim önce ısıtılır ve bileşen yerleştirildikten sonra soğutularak bileşen sabitlenmiş olur. Gerekli kalite kontrolleri yapılan bellek modülleri ambalajlanır ve kullanıma hazır hale gelir.

BELLEK BİLGİSAYARDA NEREYE TAKILIR

Başlangıçta bellek modülleri doğrudan anakart üzerine yerleştirilirdi. Fakat sonraları yongaların anakart üzerinde kapladığı alan sorun olmaya başladı. Bunun üzerine üreticiler bellek yongalarını çıkarılabilir devre plakaları üzerine yerleştirmeye karar verdiler. Bu yeni modül tasarımına SIMM (single in-line memory module) adı verildi. Bu tasarımla belleğin anakart üzerinde kapladığı alan en aza indirildi. Örneğin 80 bellek yongası içeren bir SIMM 23 cm2 alan kaplarken, anakart üzerine doğrudan yerleştirilen 80 adet bellek yongası 54 cm2 alan kaplamaktadır.

Günümüzde bellekler anakart üzerinde bulunan yuvalara takılmak üzere hazırlanmış olarak satılmaktadır. Bellek yuvaları anakart üzerinde rahatlıkla görülebilen yapılardır ve bu yuvalara sadece bellek modülleri takılabilir. İşlemci ile veri alışverişinin en hızlı biçimde gerçekleşmesi için bellek yuvaları işlemcinin hemen yanında bulunur.

BELLEK BANKLARI VE BANK ŞEMALARI

Bellek, bilgisayar üzerinde genellikle “bellek bankları” biçiminde tasarlanır ve düzenlenir. Bir bellek bankı, bir lojik – mantıksal birim oluşturan, soket yada modül grubuna verilen addır. Bu nedenle fiziksel olarak bellek sıraları üzerine yerleştirlmiş olan bellek soketleri bir bankın parçası olabileceği gibi farklı banklarada bölünmüş olabilir. Bir çok bilgisayar sistemi iki yada daha fazla banka bölünmüş durumdadır. Bu banklar bank A, bank B vb… biçimde adlandırılır. Ve her sistemin kendine göre belirlenmiş bank şeması yerleşim biçimleri vardır. Örneğin bazı sistemlerde bir bank üzerindeki tüm soketlere aynı kapasitedeki modüllerin takılması gerekir. Bazı bilgisayarlarda birinci bank’a en yüksek kapasitedeki modülün takılması gerekir. Eğer bu tür kurallara uyulmadan bellek yerleşimi yapılırsa bilgisayar açılmaz yada sistem takılan modülleri doğru olarak tanımaz.

Sisteminiz için en uygun bellek konfigürasyonunu anakartınızın kullanım kılavuzunda bulabilirsiniz. Yada bellek konfigüratörü adı verilen, birçok bellek üreticisinin yazılı olarak yada internet aracılığıyla ulaşabileceğiniz dokümanları kullanarak bellek modüllerinizi en doğru biçimde bilgisayarınıza takabilirsiniz. Bellek konfigüratörleri yadımıyla bilgisayarınız takabileceğiniz bellek modüllerinin tüm özelliklerini öğrenebilir ve size en uygun bellek konfigürasyonunu seçebilirsiniz.

Bölüm 2 : Ne kadar Belleğe ihtiyacınız var? << Anasayfa >> Bölüm 4: Bellek Nasıl Çalışır?