Belleklerin kısa tarihi!

İlk modern bilgisayarın 1940'larda icat edilmesiyle beraber sonu kolay kolay gelmeyecek bir sorun da ortaya çıktı: Kapatıldığında veriyi uzun süre saklayabilecek, aynı zamanda güçle çalışan bellekler (geçici bellek / volatile memory) kadar hızlı bir bellek teknolojisi mevcut değildi (geçici olmayan bellek / nonvolatile memory).

En eski bilgisayarlar dahi bellekleri "geçici" ve "geçici olmayan" (güçle çalışan) olmak üzere ikiye ayırıyordu. Tarihe geçmiş geçici olmayan birkaç bellek türü bulunuyor. Bunlar arasında silindir şeklindeki drum bellekler, manyetik-çekirdek belleği ve onun çeşitli varyasyonları (Twistor bellek, ince-film bellek gibi) bulunuyor.

1980'lerden bu yana kişisel bilgisayarlarda depolama, dijital verileri dönen bir manyetik disk üzerinde saklayan sabit diskler (HDD) yoluyla yapılıyor. Son 10 yılda NAND flaş-bellekler, sabit disklerin yerini yavaşça almaya başladı. Daha sonra SSD (katı hal sürücüsü) olarak adlandırılan bu diskler, 3.5 inç ve 2.5 inç'lik HDD boyutlarını korudular.

HDD'ler ayakta kaldı, çünkü...

Ancak HDD'ler, aynı fiyata daha yüksek yoğunluk sunmaları nedeniyle SSD'ler karşısında hayatlarını sürdürmeyi başardılar. SSD'lerin avantajları arasında ise düşük güç tüketimi, önemli derecede daha hızlı veri okuma/yazma var. SSD'ler, kullanım ömrü konusunda daha tahmin edilebilir bir yapı sunuyorlar (çoğu HDD'deki rastgele mekanik arızalar, SSD'lerde yaşanmıyor). Ancak SSD'ler, her zaman HDD'ler kadar uzun hayatta kalmayabiliyorlar.

Modern bilgisayarlardaki HDD'ler ve SSD'ler, bir bellek gibi davranabiliyorlar. Ancak bu tür bir yöntemden yoğun biçimde faydalanılmıyor, çünkü SSD'ler bile tüketiciye yönelik modern "geçici" bellek teknolojilerinden önemli ölçüde daha yavaşlar.

Geçici olmayan depolama teknolojileri geliştikçe, bilgileri tutabilmek için güce ihtiyaç duyan geçici bellekler de gelişti. Geçici olmayan belleklere verebileceğimiz ilk örnekler arasında katot ışın tüplerini (CRT) kullanan Williams–Kilburn tüpü ve verileri merkür gibi kıvamlı sıvılar üzerinde saklayan delay line belleği bulunuyor.

Bellek tarihinde en çok anlılan bellek: DRAM

Bellek tarihinin büyük bölümünü geçici bellek teknolojisi olan DRAM (dinamik rastgele erişim belleği) işgal etti. DRAM ilk olarak piyasaya 1970 yılında, Intel tarafından tanıtılmıştı. Intel'in ilk yongası, sadece 1 kilobaytlık (8 kilobit(Kb))dinamik depolama alanı sunuyordu. Bugünkü DRAM yongaları ise Gigabit'lerce depolama alanı sunuyorlar. Ancak DRAM'ın temel dijital veri depolama biriminin konsept seviyesinde çok fazla değişmediği söylenebilir.

DRAM yongaları, ister Intel'in 1970'teki 8Kb'lik yongası olsun, ister Samsung'un 8Gb'lık modern yongası, tek kondansatör ve tek transistörden oluşan "hücrelerden" meydana gelir. DRAM, basit katı hal hücreleri dolayısıyla transistör mantığındaki gelişime bağlı olarak gelişti. Seneler içinde genişleyen DRAM, bu trend sayesinde ucuz ve hızlı kalmayı başardı.

DRAM için alternatifler düşünüldü ancak...

DRAM'in transistör ve kondansatörden oluşan hücre tasarımına bazı alternatifler de düşünüldü. Yonga üreticileri kondansatörü çıkarmayı, TT-RAM'leri (çift transistörlü RAM) ve temel hücreyi değiştirmeyi denediler. Ancak bu çalışmalar, henüz pazarlanacak seviyelere ulaşmış değiller ve DRAM'in hücre tasarımı, piyasaya hükmetmeye devam ediyor.

Bugüne kadarki geçici bellek alanındaki araştırmaların çoğu, üretim sürecini kusursuzlaştırmaya ve DRAM veri aktarım teknolojilerine (DDR, DDR2, DDR3, DDR3L, DDR4, LPDDR4) odaklandı. Üretim sürecinde ve denetimlerde yapılan geliştirmeler, DRAM'lerin hız bakımından geçici olmayan depolamaların gerisine düşmesine izin vermedi.