PCI bellek denetleyicisi nedir?

Bir PCI bellek denetleyicisi çok önemli bir aygıttır ve onsuz CPU’nun veya diğer işlem birimlerinin sistem belleğine erişmesi imkansızdır. Bu önemli bilgi işlem parçası hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, burada size bu konuda eksiksiz bir öğretici gösteriyoruz.

Bellek denetleyicisi nedir?

Bellek denetleyicisi veya PCI olarak da bilinir, depolama sisteminde çok önemli bir rol oynayan bir bileşendir, çünkü RAM belleğinin işleyişini denetlemekten ve koordine etmekten ve bellek taleplerine düzgün şekilde yanıt vermesini sağlamaktan sorumludur. Bunu CPU’dan gelen kontrol sinyalleri aracılığıyla yapar. Bu şekilde, bellek denetleyicisi, diğerlerinin yanı sıra bir yazma veya okuma işlemi gerekip gerekmediğini belleğe bildirir.

Ek olarak, bir bilgisayar sisteminde kullanılan maksimum bellek kapasitesinin yanı sıra bellek sıralarının sayısı, belleğin türü, hızı, bant genişliği ve benzerleri bellek denetleyicisine bağlıdır. Bu nedenle, depolama sisteminin genel performansı bu denetleyici tarafından belirlenir.

Bellek denetleyici türleri

Bilmeniz gereken birkaç tür bellek denetleyicisi vardır, çünkü tarih boyunca bir evrim olmuştur:

Uzun bir süre boyunca, yonga setinin kuzey köprüsünde bulunan geleneksel bir bellek denetleyicisi kullanıldı. Bu şekilde CPU, veri alışverişi için bu çip aracılığıyla bellek ile iletişim kurabilir. Ancak, bu yapılandırmanın yarattığı gecikmeler nedeniyle, sonunda bellek denetleyicisinin doğrudan CPU’ya entegre edilmesine karar verildi. O zamanlar, kuzey köprüsü üzerinden erişim sağlandığında, sınırlı bir saat frekansına ve bant genişliğine sahip olan bir FSB (Front Side Bus) üzerinden gerçekleştirildiğini hesaba katmak önemlidir.
Daha sonra bazı CPU’larda bellek denetleyici entegrasyonu uygulandı ve bu eğilim zamanla daha da yaygınlaştı. Şu anda, pratik olarak tüm CPU’ların entegre bir bellek denetleyicisi vardır ve hatta birden fazlasına sahip olmaları yaygındır. CPU doğrudan RAM’e erişebildiğinden, bu yapılandırma azaltılmış gecikme süresi ve artırılmış hız gibi önemli avantajlar sağlar. Bilginin yavaş bir FSB’den geçmesi artık gerekli değildir, bunun yerine doğrudan bir iletim gerçekleşir.

MMU nedir?

MMU (Memory Management Unit) olarak bilinen bir bellek yönetim birimi, bellekle ilgili tüm işlemleri ve CPU önbelleğini yönetmekten sorumlu bir donanım bileşenidir. Tipik olarak, bu MMU, geçmişte ayrı bir entegre devre kullanılmasına rağmen, işlemciye entegre edilmiştir.

Uygun bellek yönetiminin çok önemli olduğunu ve sistem performansı üzerinde doğrudan bir etkisi olduğunu not etmek önemlidir, bu nedenle MMU’nun varlığı bir zorunluluktur. Aslında, MMU üç hayati fonksiyondan sorumludur:

Donanım belleği kontrolü: Bu görev, işlemcinin rasgele erişim belleği (RAM) ve önbellek kullanımını izlemeyi ve düzenlemeyi içerir.
İşletim sistemi bellek yönetimi: Amacı, programların yürütülmesi için gerekli bellek kaynaklarının kullanılabilir olmasını sağlamaktır. Bu, programlar gerektirdiğinde veya kullanmayı bıraktıkça belleğin uygun şekilde tahsis edilmesini ve boşaltılmasını içerir.
Uygulama belleği yönetimi: her bir programa veya işleme gerekli belleği atamaktan ve daha sonra, söz konusu işlem yürütmeyi bitirdiğinde, diğer programlar veya işlemler tarafından yeniden kullanılabilmesi için bellek alanını boşaltmaktan sorumludur.

MMU, yazılımı çalıştırmak için gerekli olan hem verilerin hem de talimatların depolandığı belleğin uygun şekilde yönetilmesini sağlamak için CPU ile yakın bir şekilde çalışır. Ayrıca gerekli girdi ve çıktı işlemlerinin tamamlanmasını sağlamakla yükümlüdür. MMU tarafından gerçekleştirilen işlevler aşağıda detaylandırılmıştır:

Bellek yeniden tahsisi: MMU, sistem işlemlerinin yürütülmesinden önce ve sonra bellek kaynaklarının sistem gereksinimlerine en uygun şekilde yeniden dağıtılmasından sorumludur.
İzleme: Ayrıca tüm bellek kaynaklarını yakından izleyerek durumlarının ve kullanılabilirliklerinin doğru bir kaydını tuttuğunuzdan emin olun.
Verimlilik optimizasyonu: MMU, kapasitelerinden en iyi şekilde yararlanmak ve atıklarını en aza indirmek için teknikler ve algoritmalar kullanarak ana belleği ve diğer bellek kaynaklarını korumaya çalışır.
Sistem Bütünlüğü Bakımı: Daha tutarlı ve güvenilir bir bellek sisteminin korunmasına yardımcı olarak, bellek parçalanması ve yanlış yerleştirme olasılığını azaltmak için çalışır.

Fiziksel bellek ve mantıksal bellek farkı

Mantıksal bellek ve fiziksel bellek olarak bildiklerimiz arasında farklılıklar olduğunu ve MMU’nun nasıl çalıştığını anlamaya çalışmak için bunun anlaşılması gerektiğini not etmek de önemlidir:

Mantıksal Bellek: CPU, sanal adres alanı olarak da bilinen mantıksal bellek adresleri üretir. Bu sanal bellek, boyutunu işleme gereksinimlerine göre dinamik olarak ayarlama yeteneğine sahiptir. Başka bir deyişle, kurulu RAM’in sınırlarını aşabilirsiniz. Windows’taki pagefile.sys dosyası veya Unix sistemlerindeki SWAP bölümü, RAM’i desteklemek için kullanılan depolama sürücülerine örnek olduğundan, bu muhtemelen size aşinadır.
Fiziksel bellek: MMU, daha sonra erişilebilmeleri için adres kaydına yüklenen fiziksel adreslerin hesaplanmasını gerçekleştirir. Mantıksal adreslerin aksine fiziksel adresler değişmez. Bu adresler, bellek adres alanındaki gerçek konumları ifade eder.