Anakartlar ve Önbellekler( Selim CİHAN)

1. ANAKARTLAR VE ÖNBELLEKLER
Motherboards and Cache Memories
152120111022 – Selim CİHAN
152120111048 – Emre ÖZTÜRK
152120111050 – Mustafa SARAÇ
152120111051 – Aydın SARICAN

2. ANAKART - TANIM
• Bilgisayar gibi karmaşık bir elektronik sistemin,
tüm iç ve dış donanım birimlerinin üzerindeki
bağlantı portlarına bağlandığı en temel parçadır.
• Güç kaynağından gelen gücü sisteme dağıtır.
• Bütün donanımların bağlantısı anakart ile
sağlanır.
• Diğer donanım elemanlarının özellikleri anakarta
göre seçilir.

3. ANAKART - TARİHÇE
• Anakart, yıllar önce kullanılmaya başlanmış olan
bir devre kartı olup, farklı bileşenlerin de
eklenmesiyle yaptıkları işler ve kullandıkları
sistem özellikleri değişmiştir.
• İlk anakart 1982 yılında IBM tarafından
geliştirilmiştir.
• Üzerinde Intel 8088 işlemci, bellek (RAM) ve
çeşitli kartların takılabileceği yuvalar
bulunmaktaydı.

4. ANAKART - TARİHÇE
• 1980’li yılların sonunda diğer sürücüler, girişler
ve giriş-çıkış yongaları içermeye başladı.
• 1990’lı yılların sonlarından itibaren ise, ses,video,
depolama gibi fonksiyonları destekledi. Sadece
ekran kartı ayrı bir bileşen olarak kalmaya devam
etmektedir.

5. ANAKART
• IBM tarafından üretilen ilk anakart(1982)
Kaynak -- http://www.dijitaller.com/wp-content/uploads/2015/10/5150_early_motherboard_2048x1489-1024-x-744-1024x744.jpg

6. ANAKART – ANAKARTLARIN YAPISI
• Anakartlar, Fiberglastan’dan yapılmış, üzerinde
bakır yolların bulunduğu, genellikle koyu yeşil bir
levhadır.
• Bu levha, Baskılı Devre Kartı (PCB) plakalarından
oluşur. Buradaki her bir yola iz (traces) denir.
• Elektronik bileşen ve bağlantıların yanında, soket,
slot ve başlıklar gibi yapıları da içerir.

7. ANAKART – Anakartın Çalışması
• Temel görevi bileşenler ve birimler arasında veri
akışını sağlamaktır.
• Tüm bileşenler yonga seti(chipset) adı verilen
entegre devrelere bağlıdır. Yonga setleri
anakartın beyni olarak da tanımlanabilir.
• Bunlar tüm sistemin uyum içinde çalışmasını
sağlar.

8. ANAKART – Anakart Bileşenleri
• Yonga Seti : Anakartın beynidir.
• Bir dizi işlem denetçiliği yapan entegre devre.
• Veri akışını denetler.
• Bilgisayarın kalitesi, hızı ve özellikleri üzerinde
önemli bir etkiye sahiptir.
• Kuzey Köprüsü : İşlemciden, bellekten, AGP veya
PCI ekspres veri yollarının kontrolünü yapar.
• Güney Köprüsü : Giriş-çıkış birimlerinden, güç
yönetiminden, PCI veriyolundan, USB ve
anakarta entegre özelliklerden(ses ve ethernet
gibi) sorumludur.

9. ANAKART – Veri Yolları (BUS)
• Anakart üzerindeki birimlerin bilgi alışverişini
sağlayan bağlantı yollarıdır.
• Bant genişliği : Birim zamanda aktarılabilecek veri
miktarı.
• ISA
• PCI
• AGP
• PCI-X
• PCI-Expres

10. ANAKART – ISA (Industry Standard
Architecture)
• 1984 yılında geliştirilmiştir.
• 8-16 bit veriyoluna sahiptir.
• Bant genişliği çok düşüktür.
• Adres yolu 24 bittir.
• Hızı 8.33 Mega Hertz’dir.
• Tak ve çalıştır özelliği yoktur.

11. ANAKART – PCI (Çevre Birimleri
Bağlantı Kartı)
• Intel tarafından 1993 yılında geliştirilmiştir.
• 64 bitlik kapasiteye sahiptir.
• Bu slotlara TV kartı, ethernet kartı, ses kartı, ağ
kartı gibi harici donanımlar takılır.
• Tümleşik teknolojinin kullanımının artmasıyla PCI
slotlarına takılacak donanım kartları azalmıştır.
• Tak-çalıştır desteklidir.

12. ANAKART – AGP (Hızlandırılmış Grafik
Portu)
• 32 bit genişliğindedir.
• 66 MHz hızında çalışır. Bant genişliği 266 MB/s
• Özel bir sinyalleşme metoduyla 2,4,8 kat daha
hızlı veri akışı (2xAGP,4xAGP,8xAGP)
• 2xAGP de veri akış hızı 533 MB/sn olmaktadır.
• Sadece ekran kartları takılabilir.

13. ANAKART – PCI-X (Genişletilmiş Çevre
Birimleri Bağlantı Kartları)
• Server platformlarında kullanılır.
• Amacı, daha fazla bant genişliği sağlayıp
«Gigabit Ethernet» gibi server platformlarında
gerekli bant genişliğini sağlamaktır.

14. ANAKART – PCI Express (PCI-e)
• Sistem belleğini daha ekonomik kullanır.
• Ekran kartı ve diğer donanım maliyetlerini kısma
imkanı verir. PCI ve AGP’nin yerine geçecek yeni
veri yoludur.
• Ekran kartı ve diğer donanım kartları takılabilir.
• PCI 1.1 250 MB/sn
• PCI 2.0500 MB/sn
• PCI 3.0500 MB/sn üstünde
• PCI 4.0Henüz bilinmiyor.

15. ANAKART – Veriyolları Hız Grafiği
Kaynak -- http://www.hakkindakisabilgi.net/wp-content/uploads/2015/02/veriyollari-hiz-grafigi.png

16. ANAKART – Portlar ve Konnektörler
• PS/2 Portu : Klavye, fare girişi
• USB 3.0 ve 2.0 Port : USB aygıtlar bağlanır.
• S/PDIF : Dijital ses çıkışını sağlar.
• Firewire Port : Video cihazlar, kameralar, harici
diskler
• e-SATA Port : Harici diskler
• LAN (RJ-45) Portu : Yerel ağa ve internete
bağlanmak için kullanılır.

17. ANAKART – Veri Hız Karşılaştırmaları
Kaynak -- http://www.selcuk.edu.tr/dosyalar/files/054003/Anakartlar%20Ve%20Kasalar.pdf

18. ANAKART – Portlar ve Konnektörler
• Ses Girişi ve Çıkışı: Kulaklık, 5+1, 7+1 gibi
• Ses Girişi : Açık mavi
• Ses Çıkışı : Açık yeşil
• Mikrofon Girişi : Pembe
• Paralel Port
• Seri Port
• VGA Port
• DVI Port

19. ANAKART – Diğer Portlar
• Floppy Bağlantısı : Disket sürücü
• IDE bağlantısı : Harddisk, CD, DVD
▫ Bir ide portuna birden fazla cihaz bağlanacaksa
MASTER ve SLAVE cihazlar jumper ayarları ile
belirlenmelidir.
• e-SATA Konnektörleri : Saniyede 150 MB veri
akışı sağlar.
• Fan Konnektörleri
• Dijital Ses Konnektörü

20. ANAKART – Diğer Portlar
• USB Konnektörler : Çeşitli çevre birimleri (yazıcı,
video kamera vb.)
• İşlemci Soketi
• Bellek Yuvaları
• BIOS Pili

21. ANAKART – Yonga Setleri
• Intel Yonga Setleri
▫ Z87: Hız aşırma(overclock), 6 sata 6GB/s portu, 6
USB 3.0 port, 4 Ram
▫ H87:6 sata 6GB/s portu, 6 USB 3.0 port, 4 Ram
▫ H81:2 sata 6GB/s,4 Sata 3GB/s port, 4 USB 3.0
port, 2 Ram

22. ANAKART – Yonga Setleri
• AMD Yonga Seti : Kendi işlemcilerine uygun
yonga seti üretirler.
• AMD 990FX, SB950 vb.
• Son çıkan yonga seti : 990FX
▫ SATA 6.0 Gbps desteği,
▫ PCI 2.0 desteği

23. ANAKART – Yonga Setleri
• VIA Yonga Seti : Artık üretilemeyen bir yonga seti
çeşididir. Son iki yonga seti K8T900 ve VIA PT890.
• SIS Yonga Seti : Hem intel hem de AMD için
yonga seti üretir. Intel için Sis662 64 bit
teknolojisini, çift çekirdekli işlemcileri ve PCI-e
veriyolunu tam olarak destekler. AMD için
üretilen SiS761GX de bu özellikleri
desteklemektedir.

24. ANAKART TÜRLERİ
• Anakartlar belirli standartlar çerçevesinde
üretilmektedir.
• Anakartlar hızlı gelişen teknoloji ile birlikte
sürekli değişim içerisindedirler.

25. ANAKART TÜRLERİ
• XT Anakartlar:
▫ İlk kişisel bilgisayarlarda kullanılan anakarttır.
▫ 8086 ve 8088 mikroişlemcileri için üretilmiş olup
işlemci değişmesi durumunda anakartın da
değişmesi gerekiyordu.

26. ANAKART TÜRLERİ
• XT Anakart

27. ANAKART TÜRLERİ
• AT Anakartlar (AT:Advanced Technology)
▫ Bilgisayar ilk icat edildiğinde, ortalama bir bilgisayara
takılan cihazlar bir ekran ve bir klavyeydi.
▫ AT, bunu idare etmek için tasarlanmıştı.
▫ ISA, PCI ve AGP gibi veriyolarını desteklemesine
rağmen PS/2 desteği yoktur.
▫ AT anakartları, XT anakartlarından farklı olarak
işlemcinin değiştirilmesine de olanaklık
sağlamaktadır.

28. ANAKART TÜRLERİ
• AT Anakartlar

29. ANAKART TÜRLERİ
• PLX ve NLX Anakartlar
▫ NLX ve LPX anakartları yuvalara fare, yazıcı,
hoparlörlerin eklenmesi ile AT kartlarının ince yapılı
şekil faktörü olarak söyleyebiliriz.
▫ Esnek olmaması NLX ve LPX anakartlar en büyük
dezavantajı

30. ANAKART TÜRLERİ
• ATX Anakartlar
▫ 1995 yılından itibaren ATX anakartları kullanılmaya
başlanmış olup günümüzde mikro-ATX ile birlikte
en çok kullanılan anakarttır.
▫ ATX anakartları, güç kaynağının yeri daha iyi bir
hava dolaşımına müsaade eder.
▫ ATX kartlarında işlemci ve bellek, erişimi daha
kolay bir yere yerleştirilmiştir.

31. ANAKART TÜRLERİ
• ATX Anakartlar

32. ANAKART TÜRLERİ
• Mikro-ATX ve Flex-ATX Anakartları (Intel)
▫ ATX kartları, özel kullanımlar için iki yeni alt türün
ortaya çıkmasına imkan verdi.
▫ Boyut olarak küçük olan bu kartlar yine ATX
kartları işlevlerini görmektedirler.
▫ Mikro-ATX en çok kullaılan ekran kartlarındandır.

33. ANAKART TÜRLERİ
• Mikro-ATX ve Flex-ATX Anakartları

34. ANAKART TÜRLERİ
• BTX Anakartlar
▫ Hızlı işlemciler ve güçlü ekran kartlarının yarattığı
olağandışı boyutlardaki ısı, BTX, yani geliştirilmiş
dengelenmiş teknoloji (Balanced Technology
eXtended) adıyla anılan, en “serin” yeni şekil ana
kartı faktörünü yaratmasına sebep oldu.
▫ BTX anakartlarının aşama kaydetmesi için zaman
gerekmektedir.

35. ANAKART TÜRLERİ
• E-ATX Anakartlar
▫ E-ATX anakartı, genelikle sunucu sistemlerinde ve
profesyonel çalışma istiyacı olan çalışma
alanlarında kullanılmaktadır.
▫ E-ATX anakartları çift veya daha fazla çalışma
ihtiyacına göre üretilmiş olup, işlemci ve diğer
bileşenlerin çalışması da ona göre tasarlanmıştır.

36. ANAKART TÜRLERİ
• E-ATX Anakartlar

37. ANAKART TÜRLERİ
• ATX Serisi Anakartlar

38. ANAKART TÜRLERİ
• Gömülü Sistem Anakartları
▫ Mini-ITX, Micro-ITX, ATX ve PC/104 anakartlarıdır.

39. ANAKART TÜRLERİ
• Gömülü Sistem Anakartları

40. ANAKART TÜRLERİ
• PC-104
▫ Gömülü bilgisayar sistemleri oluşturmak için
birbirine bağlanmış bilgisayar uyumlu parçacıklar
(modül) için bi
▫ Bu tip sistemler genelde fabrikalarda,
laboratuvarlarda ve karmaşık bir sisteme
programlanabilir kontroller sağlayan
mekanizmalarda rastlanır.
▫ "PC/104" ismi özel birleştirilmiş 104 pinlik veri
yolundan üretilmiştir.

41. ANAKART TÜRLERİ
• PC-104 Anakartları

42. ANAKART TÜRLERİ
• PC-104 Anakartları
▫ PC/104 kartları 4 inç x 4 inç ebatlarında olmasına
rağmen bu boyutlara göre güçlüdürler.
▫ PC/104 ürünleri düşük enerji tüketmesine, az alan
kaplamasına ve modüler olmasına dikkat edilerek
tasarlanır.

43. ANAKART TÜRLERİ
• PC-104 Anakartları
▫ PC / 104 sistemleri dünya genelinde ve uzayda
sayısız uygulamalarda dağıtılır.
▫ Ekipman arızası bir seçenek olmadığı nedeniyle
engebeli tasarımı, PC / 104 sistemleri ideal aşırı
ortamlarda uygundur.

44. ANAKART TÜRLERİ
• PC-104 Anakartlarının kullanıldıkları alanları

45. ANAKART TÜRLERİ
• Mini-ITX ve Mikro-ITX Anakartları
▫ Genellikle küçük form faktörü bilgisayar
sistemlerinde kullanılır.
▫ Bu anakartların en bütük özellikleri küçük boyutlu
olması ve olabildiğince az ses çıkarmalarıdır.

46. ANAKART TÜRLERİ
• Mini-ITX ve Mikro-ITX Anakartları
▫ Digital serisi tabelalarda
▫ POS makinelerinde
▫ ATM sistemlerinde
▫ Güvenlik (kamera) sistemlerinde

47. ANAKART ÜRETİCİLERİ

48. ÖNBELLEKLER
(Cache Memories)

49. ÖNBELLEK - TANIM
• Önbellek (cache memory), ana bellek(RAM) ile
işlemci (CPU) arasında görev yapan ve ana
bellekten çok daha hızlı olan, SRAM’lerden
oluşmuş bellek topluluğudur.
• Bu bellek birimi; işlem esnasında çok sık
kullanılan bilgisayar talimatları ve geçici olarak
tutulan bilgiler için bir “yaz-boz tahtası” olarak
kullanılır.

50. ÖNBELLEK - TANIM
• İşlemcinin ana bellekten veri alırken harcadığı
zamanı azaltır; bu da bilgisayarı hızlandırır.
• İşlemci, ana bellekten veri alması gerektiğinde,
öncelikle bu verinin dahili ön bellekte olup
olmadığına bakar.

51. ÖNBELLEK - TANIM
• Dahili ön bellek, CPU’nun en son işlediği verilerin
bir kopyasını saklar. Aranan veri dahili ön
bellekte(L1) bulunamazsa daha alt seviye olan ön
belleğe(L2) bakılır. Bu alt seviye ön belleklerde de
bulunamayan veriler ana bellekten alınır.
• Bu, ön belleğe göre daha yavaş bir süreçtir.

52. ÖNBELLEK
• Özetle ana bellek ile işlemcinin
aritmetik ve mantıksal işlemleri
yapmakla yükümlü ALU ünitesi
arasında L1, L2 ve L3
önbellekleri bulunur.
• Burada hız bakımından
L1 > L2 > L3 > RAM, maliyet
bakımından L1 > L2 > L3 >
RAM ilişkisi vardır. Bu yüzden
L1 cache diğerlerine göre çok
daha küçük olur.
• L1, L2 ve L3 önbeklekler
işlemci ile bütünleşik veya
harici olabilir. Bu önbellekler
hızlı erişim için RAM’in o an
için en aktif bölgelerinin bir
kopyasını tutarlar.

53. ÖNBELLEK - TARİHÇE
• Moore Yasası’nın belirttiği üzere işlemci
başarımının bellek başarımına oranı yılda yaklaşık
%50 artar.
• Bu da zaman geçtikçe, işlemci hızının bellek
hızından çok daha büyük olmasına sebep olur.

54. ÖNBELLEK - TARİHÇE
• İşlemci hızı ile bellek hızı arasındaki gün geçtikçe
artan fark, bilgisayar mimarisinde çeşitli sorunlar
meydana getirmiş, işlemci hızının oldukça yüksek
değerlere ulaşmasına rağmen, bu hızın tam
verimle kullanılamamasına neden olmuştur.
• Yani bellek konusunda bir darboğaz oluşmuştur

55. ÖNBELLEK - TARİHÇE
• Bu yüzden 1980’lerde, işlemci saati 20 Mhz
değerlerine ulaşmaya başladığında, mimari
geliştiricileri işlemciyle bellek arasında bir
tampon görevi gören önbelleği üretmişler
• Bu sadece L1`den oluşan önbelleği işlemci
yongası üstünde kullanmaya başlamışlar.

56. ÖNBELLEK - TARİHÇE
• O zamanlar da bu tahmin mekanizması bayağı
işe yarasa da işlemci yongası üzerinde olduğu
için CPU, L1 ile iletişime geçeceği zaman
yonganın veri yolu hızına düştüğü için pek
kullanışlı değildi.

57. ÖNBELLEK - TARİHÇE
• İşte bu yüzden bilim insanları bu önbelleği
CPU’nun içine koymak istiyorlardı.
• Fakat milyonlarca transistörü CPU içine koyan
adamlar, bir türlü önbelleği çekirdeğe
gömemedikleri için CPU’ya en yakın yere
koymaya karar verdiler.
• Bunun sonucunda SLOT işlemciler ortaya çıktı.

58. ÖNBELLEK - TARİHÇE
• Fakat bu yöntemle hem istedikleri performans`ı
alamadılar hem de işlemci anakart üzerinde
dikine durduğu için sabitlemek zor oluyordu.
• Bir süre sonra önbelleği çekirdeğe gömmeyi
başardılar. Hatta L2 ile birlikte gömdüler.

59. ÖNBELLEK - TARİHÇE
• Önbelleği çekirdeğe gömmek çok zor bir işlemdi
ve yaklaşık olarak ürettikleri 100 işlemciden 98’ini
çöpe atmak zorunda kalıyorlardı.
• Bu yüzden de önbellekli işlemciler
normallerinden çok daha pahalıydı
• Fakat günümüzde bu iş başarılı bir şekilde
yapılmaktadır.

60. ÖNBELLEK - NASIL ÇALIŞIR
• Bir önbelleğin çalışması, işlemcinin yeni bir veri
istediğinde, belleğe ulaşmak istemesiyle başlar.
• Veri öbeği önce aranır ve bulunursa gerekli öbek
işlemci tarafından alınır.
• Eğer bulunamazsa bir sonraki düzeylerdeki
önbelleklere gidilir (L2, L3 gibi).
• Hiçbirinde yoksa veri ana bellekten çekilir.

61. ÖNBELLEK - NASIL ÇALIŞIR
• Aranılan veri ana bellekten çekildikten sonra,
önbeleğe de yazılması gerekir.
• Bunun için aranılan veri, yaz-sil denetimleri
kullanılarak seçilen veri öbeklerinin yerine yazılır.
• İşlemcinin önbelleğe yazım işlemini
gerçekleştirmesi için ise yazma denetimi kullanılır
• Bu aşamada genellikle bir yazma ara belleği
kullanılır

62. ÖNBELLEK – NASIL ÇALIŞIR

63. ÖNBELLEK - NASIL ÇALIŞIR ÖRNEĞİ
• Bir lokantaya ilk defa gidip bir kase çorba
istediğinizde çorbanın yapılıp gelmesi uzun
sürebilir.
• Eğer yemeğin yapıldığı yerin(harici bellek)
hemen ön tarafında belirli bir miktar yemeği
sıcak tutabilecek bir hazne varsa (ana bellek) ve
siz oradaki çeşitlerden birini yiyecekseniz
çorbanın pişmesini beklemezsiniz.

64. ÖNBELLEK - NASIL ÇALIŞIR ÖRNEĞİ
• Eğer ki aynı yere daha sık gelmeye başlarsanız
garson sizi tanır ve sizin geleceğiniz saatlerde
yemek arabasına(L2) sizin çeşitlerinizi de koyar.
• Sürekli müşterisi olursanız ve %90 aynı siparişleri
veriyorsanız geleceğiniz saatte çorbanızı
masanızda(L1) hazır bulursunuz.

65. ÖNBELLEK – ÖNBELLEK TİPLERİ
• Günümüzde 3 tip önbellek kullanılır. Bunlar ;
• L1 : Birincil veya dahili önbellek olarak adlandırılır.
İşlemcinin içinde gömülü olarak yer almaktadır. 8KB ile
128 KB arasında hafızaya sahip olabilir.
• L2 : L1’e göre daha yavaştır. Fakat kapasitesi daha fazladır
(64 KB - 16 MB) . Günümüzdeki işlemciler genellikle
512KB ile 8 MB arasında hafıza değerinde olanlara
sahiptirler.
• L3 : İşlemciden ayrı olarak anakart üzerinde bulunurlar.
L1 ve L2 den daha yavaştırlar. Kişisel bilgisayarlarda
genellikle 8MB ve üzeri hafızaya sahiptirler.

66. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• YERELLİLİK İLKESİ (Principle of Locality) ;
• Yerellilik ilkesine göre 2 tür yerellilik vardır
• Zamanda Yerellilik
• Alanda Yerellilik

67. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Zamanda Yerellilik ;
• İşlemci en son ulaştığı verilere yakın bir zamanda
tekrar ulaşmak isteyebilir.
• Bu sebeple son ulaşılan verilerin işlemciye yakın
tutulması gerekmektedir.
• Bu duruma zamanda yerellilik denir.

68. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Alanda Yerellilik ;
• Bellekten okunan bir öğenin yakınındaki
adreslerde bulunan öğelere tekrar ulaşmak
istemesi olasıdır.
• Bu sebeple okunan öğenin yakınındaki
adreslerde bulunan verilerin işlemciye yakın
tutulması gerekir.
• Bu duruma alanda yerellilik denir.

69. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Yerellilik ilkesi çalışan programların büyük ölçüde
hızlanmasını sağlar.
• Çünkü kullanılacak veriler tahmin edilip yakında
tutulur.
• Yerellilik ilkesinin temel amacı da kullanıcıya en
ucuz belleği ve en büyük hızı sağlamaktır.

70. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• YAZ-SİL DENETİMİ (REPLACEMENT POLICY) ;
• Önbellekte yeni gelen verilere yer açmak için
yaz-sil denetimleri kullanılır.
• Yaz-sil denetimleri önbellekten hangi veri
öbeklerinin silinip hangilerinin yazılacağına karar
veren mekanizmadır.
• Bu işlem oldukça zordur ve silinecek öbekleri
belirlemek için günümüzde 3 adet yöntem vardır.

71. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Bunlar ;
• Rastgele Öbek Çıkarılması
• En Eski Öbeğin Çıkarılması
• En Az Kullanılan Öbeğin Çıkarılması

72. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Rastgele Öbek Çıkarılması ;
• Önbellekteki herhangi bir konumdaki veri öbeği
herhangi bir kriter gözetmeden silinir ve yerine
yeni veri öbeği yazılır.
• Bu yöntem sık kullanılan veri öbeklerini de
silebileceği için sağlıklı bir yöntem değildir.

73. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• En Eski Öbeğin Çıkarılması ;
• Bu yöntemde «ilk giren ilk çıkar (FIFO)» mantığı
kullanılır.
• İlk yönteme göre daha sağlıklıdır.

74. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Son Zamanda En Az Kullanılan Öbeğin
Çıkarılması (Last recently used - LRU) ;
• Önbellekten son zamanda en uzun süredir
erişilmeyen veri öbeği çıkarılır.
• Önbelleğin dinamik kullanılması hakkında bilgi
gerektirdiğinden dolayı maliyet daha fazladır.
• Fakat «ilk giren ilk çıkar (FIFO)» yönteminden
daha başarılıdır.

75. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• YAZMA ATAMASI (Write Allocation) ;
• Bu atama biçiminde temelde kullanılan 2 adet
yöntem bulunur. Bunlar ;
• Sonra Geri Yaz (Write-Back)
• Tümüne yaz (Write Through)

76. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Sonra Geri Yaz (Write-Back) ;
• Bu yazma politikasında, bir bilginin değiştirilmesi
durumunda, bilgi ön bellekte bulunuyorsa,
önbellek üzerinde değişiklik yapılır ve hafızadaki
kopya hemen değiştirilmez.
• Dolayısıyla anlık olarak bilginin iki farklı kopyası
bulunur.
• Bilginin iki kopyasının birbirinden farklı olduğunu
göstermek için de kirli (dirty) bit kullanılır.

77. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Sonra Geri Yaz (Write-Back) ;
• Öbek önbellekten çıkarılırken kirli olup
olmadığına bakılır.
• Bu yazma politikasında veriler ön bellekten
kaldırılırken veri kirli ise hafızadaki veri ile
güncellenir.
• Bu yöntemle ana bellekte veri tekrarından
kurtulmuş oluruz.

78. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Tümüne Yaz (Write Through) ;
• Her yazma işlemi, önbellekte bir isabet olsa bile
hafızada güncelleme gerektirir.
• Buna göre önbellekteki veri ile hafızadaki veri
birebir yanı olur.
• Birisindeki değişiklik diğerini etkiler ve verinin iki
ayrı kopyası arasında bir eşleşme gerektirmez.

79. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• Tümüne Yaz (Write Through) ;
• Ana belleğe yazma işleminin beklememesi için
yazma arabellekleri kullanılır.
• Küçük bir boyuta sahip olan bu arabellekler «ilk
giren ilk çıkar (FIFO)» mantığıyla çalışır.
• Veri önbellekten geldikçe daha önce gelmiş olan
veriler ana belleğe yazılmaya devam edilir.

80. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• YAZMAMA ATAMASI (Write no-Allocate) ;
• Eğer önbellekte yazma işlemi
gerçekleştirilmiyorsa yani sadece işlemci erişimi
önbelleğe kaydediliyorsa bu duruma yazmama
ataması(write no-allocate) denir.

81. ÖNBELLEK - ÇALIŞMA İLKELERİ
• ÖNBELLEKTE VERİNİN BULUNAMAMA DURUMU
VE NEDENLERİ ;
• İşlemci bir öbeğe ilk kez erişmek istediğinde
• Birden çok bellek konumunun aynı önbellek
satırına eşlenmesi sonucu oluşan çatışma
• Boyut yetersizliği
• Geçersizleştirme

82. ÖNBELLEK - KULLANIM ALANLARI
• Önbellekler günümüzde işlemci dışındaki
alanlarda veya işlemcide çeşitli farklı işlemleri
gerçekleştirmek için de kullanılırlar.

83. ÖNBELLEK - KULLANIM ALANLARI
• Özelleştirilmiş Önbellek ;
• Boru hattı kullanan işlemciler belleğe boru
hattındaki birkaç noktadan erişirler. Bunlar ;
• Komutun yakalanması
• Sanal-fiziksel adres dönüşümü
• Veri yakalanması
• Bu noktaların her biri için farklı fiziksel
önbellekler kullanılır, böylece hiçbir fiziksel
kaynak boru hattında iki noktaya hizmet vermek
zorunda kalmaz.

84. ÖNBELLEK - KULLANIM ALANLARI
• Geri Dönüşüm Önbelleği;
• Geri dönüşüm önbelleği, çakışma veya kapasite
azlığından meydana gelen bulamama
durumlarından dolayı işlemci önbelleğinden
çıkan verileri tutmak için kullanılır.
• Bu teknik bulamama durumundaki gecikmeleri
azaltmak için kullanılır.

85. ÖNBELLEK - KULLANIM ALANLARI
• Çok Aşamalı Önbellekler ;
• Büyük önbellekler daha iyi bulma oranına
sahiptirler fakat gecikme süresi fazladır.
• Bu sorunu çözmek için birçok bilgisayarda büyük
ve yavaş önbellekler tarafından desteklenen
küçük ve hızlı önbellekler kullanılır.

86. ÖNBELLEK - KULLANIM ALANLARI
• Çok Aşamalı Önbellekler ;
• Çok aşamalı önbellekler genellikle çalışmaya en
küçük(L1) önbellekle başlar ve eğer erişebilirse
bu işlemci yüksek hızda çalışır.
• Eğer küçük önbellekte bulunamazsa büyük
önbellek(L2) kontrol edilir ve bu işlem tüm bellek
kontrol edilene kadar devam eder.

87. TEŞEKKÜRLER…