Hardware Básico. Memórias. Professor: Wanderson Dantas

Transcrição

1 Hardware Básico Memórias Professor: Wanderson Dantas

2 As Memórias As Memórias são os componentes onde ficam armazenados os dados e programas em forma de sinais digitais (nível lógico 0 e 1), elas trabalham armazenando programas e dados durante e após a execução. Existem dois tipos de famílias de memórias, ROM e RAM.

3 Memória ROM Read Only Memory É a memória somente para leitura onde temos o sistema básico do microcomputador: o BIOS. Neste o POST efetua o autoteste assim que o PC é ligado. O Setup permite ao usuário a configuração do sistema básico e a CMOS é uma memória mantida pela bateria da placa-mãe que armazena essas configurações.

4 Tipos de memória ROM: PROM; EPROM: UVPROM; EEPROM; Flash-ROM;

5 Memória PROM Programmable Read Only Memory Memória somente de leitura programável. São memórias programadas eletricamente. A gravação é feita internamente, mediante o rompimento de fusíveis, que são queimados de forma a produzir a gravação dos sinais digitais. É uma memória vendida virgem, o fabricante se encarrega de fazer a gravação do conteúdo. (Obs: Fabricante do periférico que a gravará).

6 Memória EPROM Erasable Programmable Read Only Memory Memória Somente de leitura programável apagável. São memórias que podem ser gravadas, apagadas e regravadas. Pode-se apagar as EPROMs de duas formas: UVPROM EEPROM

7 Memória UVPROM Apaga-se as EPROMs por meio de luz ultra violeta que incidirá numa janela especialmente construida em cima do chip, vide encapsulamento DIP. Tanto para efetuar a gravação, quanto para efetuar o apagamento, a memória precisa ser removida do circuito

8 Memória EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - Memória Somente de leitura programável apagável Eletricamente. Apaga-se também as EPROMs por meio de pulsos elétricos que provocam o apagamento colocando todos os dados do interior da memória no nível lógico zero. Com isto, é possível gravar e apagar o conteúdo da memória mesmo com a memória instalada no circuito (desde que o circuito seja construído com estas funções, é claro).

9 Memória Flash-ROM É uma EEPROM que utiliza baixas tensões de regravação e este é feito em tempo bem menor. A diferença da Flash-ROM para a EEPROM é que na Flash-ROM não é possível apagar somente um determinado endereço dentro da memória e reprogramar apenas um dado, isto é, na Flash-ROM é necessário reprogramar toda a memória, mesmo quando desejamos alterar apenas um único dado. A Flash-ROM É empregada nos Pendrives, MP3, MP4, cartões de memória, etc.

10 Importante!! É importante notar que, apesar de determinados tipos de memória ROM poderem ter seus dados apagados e escritos novamente, isto não "transforma" uma memória ROM em RAM, pois, o procedimento de gravação de um novo programa dentro de uma ROM é um procedimento relativamente demorado, ao contrário do que ocorre na RAM, onde um novo dado gravado é imediatamente armazenado no interior da memória.

11 Memória Cache Cache de memória é uma memória de alto desempenho localizada dentro do processador e que serve para aumentar a velocidade no acesso aos dados e instruções armazenados na memória RAM. A memória cache surgiu quando percebeu-se que as memórias não eram mais capazes de acompanhar o processador em velocidade, fazendo com que muitas vezes ele tivesse que ficar "esperando" os dados serem liberados pela memória RAM para poder concluir suas tarefas, perdendo muito em desempenho. Se na época do 386 a velocidade das memórias já era um fator limitante, imagine o quanto este problema não atrapalharia o desempenho dos processadores que temos atualmente.

12 Memória Cache Para solucionar este problema, começou a ser usada a memória cache, um tipo ultra-rápido de memória que serve para armazenar os dados mais frequentemente usados pelo processador, evitando na maioria das vezes que ele tenha que recorrer à comparativamente lenta memória RAM. Sem ela, o desempenho do sistema ficará limitado à velocidade da memória, podendo cair em até 95%!

13 Memória Virtual É uma espécie de simulação de memória RAM no HD. Pode ser habilitada ou desabilitada pelo usuário do pc. O problema é que o espaço da memória RAM nos computadores é limitado, e os aplicativos consomem cada vez mais espaço nela. E quando a memória RAM se esgota, o processo utiliza a memória virtual. Os arquivos de paginação nada mais são do que um espaço no disco rígido reservado para ajudar a armazenar os dados da memória RAM quando ela está cheia. É uma forma de estender a quantidade de memória para os dados temporários utilizados pelos aplicativos em execução sem que você precise fazer um upgrade de hardware.

14 Memória Virtual Por que usar a memória RAM? Não seria mais fácil simplesmente utilizar o HD para colocar os dados temporários? Não necessariamente. A principal diferença entre a RAM e o armazenamento virtual está na velocidade de acesso. O processo de leitura e escrita no disco rígido é extremamente mais lento do que na memória RAM. Dessa forma, acessar os dados presentes no recurso virtual é muito mais devagar do que no recurso físico. Dessa forma, se o seu computador estiver com pouca memória RAM livre e precisar usar a memória virtual para armazenar os dados dos programas, certamente haverá uma queda de desempenho significativa.

15 Memória RAM Random Access Memory Memória de Acesso Aleatório. Quando o computador é ligado, é carregada na memória RAM a informação (programas e drivers) necessária ao seu funcionamento. Quanto maior for a memória RAM, mais informações poderá guardar, o que se traduz numa maior otimização. Estas memórias permitem a leitura e a gravação de dados. Este tipo de memória é volátil, isto é, o seu conteúdo é apagado quando sua alimentação é cortada. Quando você roda um programa, o que normalmente ocorre é a transferência deste programa de um sistema de memória de massa (HD, CD-ROM, etc) para a memória RAM, e então o processador busca as instruções e dados a serem processados na memória RAM.

16 Memória RAM As memórias RAM podem ser de dois tipos: Estáticas ou Dinâmicas. As memórias dinâmicas usam minúsculos capacitores para armazenarem dados em seu interior. Como os capacitores perdem automaticamente a sua carga ao longo do tempo, é necessário fazer de tempos em tempos uma varredura na memória recarregando estes capacitores. Este recarregamento é chamado refresh. Já as memórias estáticas usam circuitos chamados flip-flops para armazenarem dados em seu interior. Estes circuitos são bem maiores do que os capacitores da memória dinâmica, entretanto estas memórias são mais rápidas, já que não necessitam de refresh.

17 Memória RAM Já as memórias estáticas usam circuitos chamados flip-flops para armazenarem dados em seu interior. Estes circuitos são bem maiores do que os capacitores da memória dinâmica, entretanto estas memórias são mais rápidas, já que não necessitam de refresh. Com isto, as memórias estáticas são mais rápidas do que as memórias dinâmicas, porém consomem mais (e com isto esquentam mais), são fisicamente maiores e são mais caras. No computador, a memória RAM usa circuitos de memória dinâmica. As memórias estáticas são usadas em um circuito chamado cache de memória, que atualmente localiza-se no interior do processador.

18 Memória RAM Existe um outro tipo de memória RAM, conhecida por NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory Memória de Acesso Aleatório Não volátil), que não perde seus dados mesmo sem a alimentação de energia. No caso de uma queda de energia, a NVRAM recebe uma cópia dos dados da RAM, que são restaurados na RAM, quando a energia retorna.

19 Tipos de Encapsulamento É o padrão físico da memória RAM, isto é, seu formato, quantidade de vias e tipo de slot utilizado. DIP SIPP SIMM-30 SIMM-72 DIMM-168 DIMM-184 (DDR) DIMM-240 (DDR2) DDR3 DDR4

20 DIP (Dual In Line Package) 8 bits Este é o encapsulamento mais antigo para memórias. Era usado como Chip de memórias em microcomputadores XT e 286, porém, atualmente este encapsulamento é usado para outros tipos de circuitos integrados que não sejam memórias. Eram encaixados em conectores diretamente na placa mãe, que além de ocupar muito espaço físico, eram dificeis de encaixar.

21 DIP (Dual In Line Package) 8 bits

22 SIPP (Single In Line Package) 8 bits Este encapsulamento é na verdade uma variação do DIP. Sua diferença é que ao invés de usar as memórias DIP soquetadas ou soldadas na placa mãe, o SIPP tinha circuitos integrados de memória DIP associados em conjunto e soldados em uma placa com 30 terminais. Este arranjo foi chamado de módulo ou pente de memória e não Chip de memória. Eram usados em microcomputadores e nos primeiros 80386

23 SIPP (Single In Line Package) 8 bits

24 SIMM-30 (Single In Line Memory Module) 8 bits Este é um modulo de memória SIPP com um sistema melhorado de encaixe, ou seja, ao invés de ser encaixado em um soquete do tipo DIM. O SIMM-30 é encaixado em um slot de 30 pinos. Eram usados em microcomputadores e nos primeiros 80486, porém ainda podem ser encontrados. Existiram pentes no padrão SIMM com capacidade de armazenamento de 1 MB a 16 MB.

25 SIMM-30 (Single In Line Memory Module) 8 bits

26 SIMM-72 (Single In Line Memory Module) 32 bits Este é um modulo de memória com 72 pinos. É usado em microcomputadores e Pentium. Sua capacidade de armazenamento varia de 4 MB a 64 MB.

27 SIMM-72 (Single In Line Memory Module) 32 bits

28 DIMM-168 (Double In Line Memory Module) 64 bits Este é um modulo de memória com 168 pinos. É uma das memórias mais utilizadas nos PCs de hoje em dia. Os pentes de memória DIMM empregam um recurso chamado ECC (Error Checking and Correction Detecção e Correção de Erros) e tem capacidades mais altas quem o padrão anterior: de 16 a 512 MB.

29 DIMM-168 (Double In Line Memory Module) 64 bits

30 DIMM bits Também conhecido como DDR (Double Data Rate Synchronous). Esse tipo de memória funciona de maneira parecida ao modelo anterior. Seus pentes possuem 184 pinos, 16 há mais que as memórias tradicionais, que possuem 168. Tem o mesmo tamanho que o DIMM-168, porém, com apenas um corte. Um detalhe interessante é que a voltagem das DDR é 2.5v, contra 3.3v da DIM-168. Isso diminui o consumo de energia e gera menos calor. Para um PC normal isso pode até não fazer muita diferença, mas faz em um notebook, por exemplo. Sua maior versão tem um clock real de 200 MHz e taxa de transferência máxima teórica de 3200 MB/s.

31 DIMM bits

32 DIMM bits Também conhecida como DDR2, sendo 120 contatos de cada lado. Sua voltagem é de 1.8v. Sua maior versão tem um clock real de 533 MHz e taxa de transferência máxima teórica de 8533 MB/s.

33 DIMM bits

34 DDR3 Os módulos DDR3 utilizam os mesmos 240 contatos dos módulos DDR2 e mantém o mesmo formato. A única diferença visível (fora etiquetas e códigos de identificação) é a mudança na posição do corte, que passou a ser posicionado mais próximo do canto do módulo. Sua voltagem é de 1.5v. Sua maior versão tem um clock real de 800 MHz e taxa de transferência máxima teórica de MB/s.

35 DDR3

36 DDR4 A próxima geração da tecnologia de memórias RAM, a DDR4, começou a surgir na IDF 2013, com alguns fabricantes exibindo seus futuros produtos compatíveis com este padrão. Apesar da exibição das memórias, ainda não há no mercado placas-mãe compatíveis com este formato, o que deve ser incluído em futuros lançamentos de chipsets da Intel. A tecnologia DDR4 apresenta clocks mais elevados (acima de MHz) e menor de tensão de alimentação (1,2 V) do que a atual tecnologia DDR3.

37 Problemas com a Memória RAM A memória RAM exerce influência de forma indireta sobre a velocidade de desempenho do processador instalado em seu computador, pois é ela quem armazena as informações de programas abertos em endereços para que sejam acessados de forma mais rápida. Se a memória estiver muito ocupada com endereços ou você tiver uma quantidade muito pequena dela instalada em seu computador, as informações dos programas necessitarão ser transferidas do HD, CD, pendrive, etc. para a memória RAM quando estiverem em uso, tomando mais tempo nesse processo. Dessa forma, quanto maior quantidade de memória RAM, mais instruções podem ser armazenadas e programas maiores poderão ser carregados de uma só vez e em menos tempo.

38 Problemas com a Memória RAM Sinais de que a memória RAM está insuficiente começam a aparecer quando programas que requerem recursos gráficos começam a ficar lentos para carregar e depois de certo tempo em uso até mesmo aplicativos leves demoram muito mais e ocupam mais processamento. Quando você recebe um aviso do Sistema Operacional indicando Memória Insuficiente ou Memória Virtual Insuficiente, este se deve ao fato de um programa que foi solicitada a abertura e ele não caber na memória RAM por falta espaço nela.

39 Dúvidas?? Se não, obrigado!