Memórias Principal

Memórias Principal

Ao falar em hardware e o funcionamento de computadores é entendido que memória tem por finalidade armazenar dados para que o processador exerça sua função comunicando-se diretamente e indiretamente com os diferentes tipos de memória . Se tratando de memória existem tipologias que diferencia o funcionamento das mesmas , a exemplo basicamente são dois tipos de memórias que existem:

- Memória principal: Internas dentro do processador, são memórias voláteis, isto é, perdem seus dados com ausência de energia, como a memória Cache, registradora. "também chamadas de memória real, são memórias que o processador pode endereçar diretamente, sem as quais o computador não pode funcionar.


Memórias voláteis


São as que requerem energia para manter a informação armazenada. São fabricadas com base em duas tecnologias: dinâmica e estática.

-Memória dinâmica : é a mais barata delas e, portanto, a mais utilizada nos computadores é aquela popularizada como memórias RAM - Randomic Acess Memory (memória de acesso aleatório) . O nome dinâmica é referente à tecnologia utilizada para armazenar programas e dados e não à forma de acessá-los.


Memória estática

A memória estática não necessita ser analisada ou recarregada a cada momento. Fabricada com circuitos eletrônicos conhecidos como latch, guardam a informação por todo o tempo em que estiver a receber alimentação.


Memória RAM


A Memória de acesso aleatório (do inglês Random Access Memory, frequentemente abreviado para RAM) é um tipo de memória que permite a leitura e a escrita, utilizada como memória primária em sistemas eletrônicos digitais.


A memória RAM que estamos mais familiarizados, que compramos e inserimos no computador, é intitulada de dinâmica, enquanto aquela que existe no cache de processadores, por exemplo, é a estática.



RAM estática (SRAM : Static Random-Access Memory)



Este modelo de memória é menos conhecido pelos usuários, e envolve, basicamente, a memória que vem instalada em componentes do computador, principalmente nos processadores.

Nesse tipo de memória a gravação não é feita por transistores e capacitores, mas sim por um formato chamado de flip-flop. O pulso de clock que praticamente comanda o funcionamento ou ativação “flip-flop” , não precisa ser constantemente atualizado , respostas bem mais rápidas do que a RAM dinâmicas.
Por que a memória dinâmica não é extinta? O espaço físico necessário para inserir os flip-flops é centenas de vezes maior do que o utilizado em uma célula de memória, consomem bem mais energia .


Memória Cache

É um dispositivo de acesso rápido, interno a um sistema, que serve de intermediário entre um operador de um processo e o dispositivo de armazenamento ao qual esse operador acede.

- Evita o acesso ao dispositivo de armazenamento , que pode ser demorado.

- armazena os dados em meios de acesso mais rápidos.

- O uso de memórias cache visa obter uma velocidade de acesso a memória próxima da velocidade de memórias mais rápidas.

- Com os avanços tecnológicos, vários tipos de cache foram desenvolvidos. Atualmente há cache em processadores, discos rígidos, sistemas, servidores, nas placas-mãe, clusters de bancos de dados, entre outros.

No caso da informática, o cache é útil em vários contextos:

· nos casos dos processadores, em que cache disponibiliza alguns dados já requisitados e outros a processar;

· no caso dos navegadores, em que as páginas são guardadas localmente para evitar consultas constantes à rede (especialmente úteis quando se navega por páginas estáticas);

· no caso das redes de computadores, o acesso externo, ou à Internet, se dá por meio de um software que compartilha a conexão ou link, software este também chamado de Proxy, que tem por função rotear as requisições a IPs externos à rede que se encontra, nestes proxys temos ainda um cache, que na verdade é uma enorme lista de todos os sites que foram visitados pelos usuários dos computadores desta rede, fazendo com isto a mesma função que os caches presentes nos navegadores, ou browsers, só que com a atribuição de servir a toda a rede e com isso aumentar a taxa de acerto dos proxys, minimizar o consumo do link e agilizar a navegação;

· os servidores Web também podem dispor caches configurados pelo administrador, que variam de tamanho conforme o número de page views que o servidor tem.

Com a evolução na velocidade dos dispositivos, em particular nos processadores, o cache foi dividido em níveis.

Cache L1

- Uma pequena porção de memória estática presente dentro do processador.

- O primeiro processador da Intel a ter o cache L1 foi o i486 com 8KB. Geralmente tem entre 16KB e 128KB; hoje já encontramos processadores com até 16MB de cache.


Cache L2

- Possuindo o Cache L1 um tamanho reduzido e não apresentando uma solução ideal, foi desenvolvido o cache L2, que contém muito mais memória que o cache L1. Ela é mais um caminho para que a informação requisitada não tenha que ser procurada na lenta memória principal.

-A memória cache L2 é, sobretudo, um dos elementos essenciais para um bom rendimento do processador mesmo que tenha um clock baixo.

- Quanto mais alto é o clock do processador, mais este aquece e mais instável se torna o processador com o Cache L1 interno, utilizando um Cache L2 externamente proporciona um desafogo ao L1 e reduz o aquecimento do processador e sana a instabilidade do mesmo .

Cache L3

Terceiro nível de cache de memória. Inicialmente utilizado pelo AMD K6-III (por apresentar o cache L2 integrado ao seu núcleo) utilizava o cache externo presente na placa-mãe como uma memória de cache adicional. Ainda é um tipo de cache raro devido a complexidade dos processadores atuais, com suas áreas chegando a milhões de transístores por micrómetros ou nanómetros de área. Ela será muito útil, é possível a necessidade futura de níveis ainda mais elevados de cache, como L4 e assim por diante.

RAM dinâmica (DRAM: Dynamic Random-Access Memory )

Ela é composta pelo que chamamos de célula de memória, a combinação de um transistor e um capacitor.


Principais módulos de Memória


Entendemos como módulos de memória uma pequena placa onde são instalados os encapsulamentos de memória, essa placa é acoplada a placa mãe por meio de encaixes denominados slots.

SIPP (Single In-Line Pins Package)

Modulo soldado a placa mãe.

 

SIMM (Single In-Line Memory Module) 
Módulos encaixados na placa mãe.

 

DIMM (Double In-Line Memory Module)
Módulos encaixado na placa mãe com encapsulamentos em ambos os lados do pente.

RIMM

Rambus In Line Memory Module ­ Módulo de Memória Rambus Tipo de módulo de memória usado pelas memórias com tecnologia Rambus. A tecnologia Rambus consiste em transmissões de poucos bits por vez (ex: 16 bits) porém com um clock muito elevado.

Os módulos RIMM são classificados da seguinte forma:

* 1ª geração (16 bits): PC600 ou RIMM 1200 (1.200 MB/s), PC700 ou RIMM 1400 (1.400 MB/s) e PC800 ou RIMM 1600 (1.600 MB/s).

* 2ª geração (32 bits): PC1066 ou RIMM 4200 (4.200 MB/s).

* 3ª geração (64 bits): PC1333 ou RIMM 11G (10,7 GB/s).

Só é possível instalar módulos RIMM em placas­ mãe que aceitam este tipo de memória. São poucas as placas ­mãe com este recurso.

Normalmente a configuração usada é de dois canais, fazendo com que a taxa de transferência seja o dobro da nominal caso sejam usados dois módulos. Por exemplo, em uma placa­ mãe usando o chipset Intel 850 e com dois módulos PC800 instalados, a taxa de transferência da memória será de 3.200 MB/s (1.600 MB/s x 2), já que este chipset usa a configuração de dois canais.

Esta tecnologia necessita de terminação resistiva. Por este motivo, todos os soquetes RIMM da placa mãe tem de obrigatoriamente estar preenchidos. No caso de não haver módulos de memória suficientes para preencher todos os soquetes, deve­se instalar um módulo chamado CRIMM (Continuity RIMM), que é um módulo "vazio" responsável por fechar o circuito resistivo.

C­RIMM

Continuity Rambus In Line Memory Module ­ Módulo de Continuidade de Memória Rambus Este é um módulo de memória "vazio" e deve ser instalado nos soquetes de memória RIMM que ficariam vazios em placas ­mãe que usam este tipo de memória, que também é chamada Rambus. A tecnologia Rambus necessita de terminação resistiva. Por este motivo, todos os soquetes RIMM da placa ­mãe tem de obrigatoriamente estar preenchidos. No caso de não haver módulos de memória suficientes para preencher todos os soquetes, deve ­se instalar um módulo chamado CRIMM (Continuity RIMM), que é um módulo "vazio" responsável por fechar o circuito resistivo.

Tecnologia de Memória

*FPM (Fast-Page Mode) Modo rápido de Pagina

- Acesso aos endereços de memória um por vez.


*EDO (Extended Data Output) Saída de Dados estendida

- Acesso aos endereços de memória: permite que um endereço de memória seja acessado ao mesmo tempo em que uma solicitação anterior ainda esteja em andamento.

*SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) Memória RAM Sincronizada

- Com o surgimento de processadores mais rápidos , a necessidade de memórias que respondessem de forma mais rápida o pedido do processador tornou-se essencial.

- Trabalham de forma sincronizada.

- Passou-se a considerar a Frequência como medida de velocidade de memória.

*DDR SDRAM (Double Data Rete SDRAM) Taxa de dados dobrada

- Dobro de dados para cada ciclo de clock (Pedido do Processador)

- Assim uma memória que trabalha a 100 MHz tem desempenho dobrado como se trabalhasse a 200MHz.

Padrões: 100,133,150,166 e 220 MHz

*DDR2 SDRAM

-Uma evolução das DDR SDRAM

-Trabalham com o dobro do padrão anterior ou seja , quatro operações por ciclo de clock.

Padrões: 100,133,166,200,266,235 MHz

*DDR3 SDRAM

- Mais uma evolução do padrão anterior

- Novamente dobra-se a quantidade de operações por ciclo de clock, dessa vez em oito.

-Os módulos da DDR3 podem ainda transferir dados numa taxa entre 800 e 2400 MHz, usando ambos estados de um clock de 400/800 MHz (ciclo completo).

Obs : A taxa de acesso interno é praticamente inalterada (200 milhões por segundo para memórias DDR-400, DDR2-800 e DDR3-1600)

*DDR4 SDRAM 
- Permite mais transferências em um mesmo intervalo de tempo.

- Opera com valores de 2.133 até 4.266 MHz.

- Aumento da latência, atraso para a memória iniciar uma leitura.

- Ideal para gamers e usuários de programas pesados, como os de modelagem 3D e edição de vídeo.

Memória GDDR (Graphics Double Data Rate)

- GDDR é uma memória desenvolvida especificamente para utilização em placas gráficas.

- Mais rápidas do que as usadas convencionalmente no PC.

- São diferentes especificamente nas tensão de alimentação.

- Como rodam a clocks mais altos do que as memórias DDR, elas geram mais calor.

- Existem tipos diferentes e evoluções da GDDR .

Exemplos :

- GDDR1: Taxa máxima de fluxo de informação de 16 GB/s com o barramento 128-Bit.

- GDDR2: Taxa máxima de informação de 32 GB/s com o barramento 256-Bit.

- GDDR3: Taxa máxima de 51.2 GB/s é possível com o barramento 256-Bit.

- GDDR4: Taxa de até 92.8 Gb/s com o barramento 256-Bit.

- GDDR5: (Graphics Double Data Rate, versão 5) ela é a sucessora do GDDR4, iniciou com taxas pequenas de 3,6 Gbs/s , agora existe testes em evoluções da GDDR5 que chegaram a taxas de 224 GBs/s .

Referencia Bibliográfica :

Wikipedia Memória (informática)

Clube do Hardware
Tecmundo

Hardware Curso Completo edição 4 - Gabriel Torres