Curso Profissional de Electrónica, Automação e Computadores. Automação e Computadores

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1 Curso Profissional de Electrónica, Automação e Computadores Automação e Computadores Memórias

2 Significado Em informática, memória são todos os dispositivos que permitem a um computador guardar dados, temporariamente ou permanentemente. Memórias principais e secundárias.

3 Principais São memórias que o processador pode endereçar directamente e sem as quais o computador não pode funcionar. Fornecem geralmente uma ponte para as secundárias. 3

4 Principais A sua função básica b é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento. Esta informação pode ser, por exemplo, os programas em execução. 4

5 Nesta categoria insere-se as memórias: RAM (volátil) ROM (não volátil) Memórias cache 5

6 voláteis Memórias voláteis São memórias que requerem energia para manter a informação armazenada. São fabricadas com base em duas tecnologias: dinâmica e estática. tica. 6

7 voláteis Memória dinâmica É mais barata, logo, a mais utilizada nos computadores. Foram popularizadas como memórias RAM. Este atributo vem do nome inglês Randomic Acess Memory (memória de acesso aleatório), que significa que os dados nela armazenados podem ser acedidos a partir de qualquer endereço. 7

8 voláteis As memórias RAM ao contrário rio das memórias de acesso sequencial, que exigem que qualquer acesso seja feito a iniciar pelo primeiro endereço o e, sequencialmente, vai saltando de um em um até atingir o endereço o desejado. 8

9 voláteis Existem outras memórias de acesso aleatório, inclusive não voláteis, é importante ter o conhecimento de que o nome RAM é apenas uma popularização do nome da memória principal dos computadores, utilizada para armazenar os programas e dados no momento da execução. 9

10 voláteis O nome dinâmica é referente à tecnologia utilizada para armazenar programas e dados e não à forma de os aceder. A memória funciona como uma bateria que deve ser recarregada sempre que apresentar carga insuficiente para alimentar o equipamento. 10

11 voláteis Sempre que a CPU acede à memória, para escrita ou leitura, cada célula c dessa memória é actualizada. Se ela tem nível lógico l 1 armazenado, sua bateria será recarregada; Se ela tem nível lógico 0, a bateria será descarregada. Este processo chama-se de actualização de memória (refresh( refresh). 11

12 voláteis A memória estática tica não necessita ser analisada ou recarregada a cada momento. Fabricada com circuitos electrónicos conhecidos como latch,, guardam a informação sempre que estiver a receber alimentação. 12

13 voláteis 13

14 não voláteis Memórias não voláteis são aquelas que guardam todas as informações mesmo quando não estão a receber alimentação. As memórias não voláteis são a ROM, FLASH,, bem como os dispositivos de armazenamento em massa, fita magnética disco rígido, r CD e disquete. 14

15 não voláteis As memórias somente para leitura, do tipo ROM (sigla de Read Only Memory), permitem o acesso aleatório e são conhecidas pelo facto de o utilizador não poder alterar o seu conteúdo. Para gravar uma memória deste tipo são necessários equipamentos específicos. 15

16 não voláteis ROM Read Only Memory (memória somente de leitura) Gravada na fábrica f uma única vez 16

17 não voláteis PROM Programable Read Only Memory (memória programável somente de leitura) Gravada pelo usuário uma única vez 17

18 não voláteis EPROM Erasable Programable Read Only Memory (memória programável e apagável somente de leitura) Pode ser gravada ou regravada. Para apagar, basta iluminar uma janela de cristal no chip com raios ultravioleta. 18

19 não voláteis EEPROM Electrically Erasable Programable Read Only Memory (memória programável e apagável electronicamente somente de leitura) Pode ser gravada, apagada ou regravada. 19

20 não voláteis A Flash é muito popular pela utilização em dispositivos como pen drives, a aplicação em equipamentos como o MP3 e os cartões de memória das câmaras digitais. Os dados permanecem sem a necessidade de alimentação. A gravação é feita em através s da porta USB alimentada a 5 Volts. 20

21 Capacidade de expansão De um modo geral os computadores encontram-se limitados nas quantidades de memória que podem conter. A esse limite chamado capacidade de expansão corresponde o valor máximo m de memória que um sistema específico pode conter. Existem limitações quanto ao hardware e ao software. 21

22 Capacidade de expansão No que respeita às s limitações de hardware,, de equipamento, a quantidade de memória é limitada pelo espaço de endereçamento do processador. Um processador que utilize endereços de 32 bits, por exemplo, só s poderá endereçar 2 32 ( ) palavras de memória, ou seja, 4GB. 22

23 Capacidade de expansão Esta é a razão pela qual os computadores que utilizam processadores 32bit são limitados a 4GB de memória. Os processadores actuais a 64bit funciona até 128GB de memória RAM. O sistema operativoo também m deve ser 64bit para interpretar esses valores. 23

24 Capacidade de expansão O limite de capacidade de expansão de memórias RAM também é limitado pela motherboard do computador, que tem um certo número n de slots para as réguas r de memória, bem como o chipset necessário para aceder à memória principal. 24

25 Dual Channel A memória RAM impede que o processador obtenha o seu máximo m desempenho. Isto acontece porque o processador é muito mais rápido r do que a memória RAM e muitas vezes tem de esperar pela memória para poder realizar o processo seguinte. 25

26 Dual Channel Durante esse tempo de espera o processador fica em repouso, sem fazer nada (isto não é absolutamente verdade, mas vale para exemplo). Num computador ideal, a velocidade da memória deve ser igual à do processador. 26

27 Dual Channel Dual channel ou dois canais, é uma técnica t usada para dobrar a velocidade de comunicação entre o controlador de memória e a memória RAM, aumentando assim o desempenho do processador. 27

28 RAM A memória é administrada por um circuito chamado controlador de memória. Está fisicamente dentro do chipset nos processadores antigos, ou dentro do processador, no caso dos actuais processadores, baseados na arquitectura AMD64 e Intel Core 17 em diante. 28

29 RAM A memória RAM está conectada ao controlador de memória através s de uma série s de fios, chamados barramento. Esses fios são divididos em três grupos: dados, endereço e controle. 29

30 RAM Os fios do barramento de dados são responsáveis por transportar os dados que estão a ser lidos (ou seja, dados que estão a ser transferidos da memória para o controlador de memória e depois para o processador) 30

31 RAM Os dados também m são escritos (ou seja, transferidos do controlador de memória para a memória RAM, vindos do processador). Os fios do barramento de endereços dizem aos módulos de memória onde exactamente (isto é,, em que endereço) os dados são armazenados. 31

32 RAM Os fios de controle enviam comandos para os módulos m de memória dizendo-lhes que tipo de operação deve ser feita, por exemplo, se é uma operação de escrita (armazenamento) ou leitura. 32

33 RAM Por fim, existe no barramento de controle um sinal de clock para a memória. Ver imagem com processador Intel. Nos processadores da AMD o controlador de memória está dentro do próprio prio processador e consequentemente o barramento de memória parte directamente sem qualquer intermediário. 33

34 RAM, Intel a 34

35 RAM As velocidades (clocks( clocks), capacidades máximas m e tipos (DDR, DDR2, DDR3, etc.) de memória que um processador pode aceitar é definido pelo chipset ou pelo processador, dependendo da geração do processador. 35

36 RAM A instalação de memórias DDR3 em máquinas m equipadas com processadores Intel dependerá do chipset e soquetes da board) ou do processador. Em máquinas com AMD, depende só do processador. 36

37 RAM Em relação ao clock,, se o controlador de memória for capaz de gerar apenas um clock de 800MHz (400MHz x 2), as memórias DDR2-800 funcionarão a 800MHz. Esta é uma limitação física f do controlador de memória. 37

38 RAM Outra coisa interessante refere-se à quantidade máxima m de memória que o processador pode reconhecer. Um barramento de endereços de 32 bits, (FSB Front Side Bus), permite ao processador reconhecer até 4GB ( ). 38

39 RAM Mas como é o controlador de memória que vai aceder à memória (e não o processador directamente), poderá limitar a quantidade máxima m de memória que o processador pode ler. Por exemplo, há h processadores que podem aceder até 8GB de memória RAM, mas 2GB por soquete de memória ria. 39

40 RAM No entanto, pode não haver soquetes de memória na board de modo obter a máxima m memória RAM que o processador pode aceder. Exemplo, uma board com dois soquetes de memória, a memória máxima m será de 4GB (2GB 2), 2), mesmo com o chipset capaz de aceder até 8 GB. 40

41 RAM Como a maioria dos tipos de módulos m de memória disponíveis hoje são de 64 bits, o barramento de dados da memória é de 64 bits. O que a tecnologia de dois canais faz é expandir o barramento de dados da memória de 64 para 128 bits. 41

42 Dual Channel O que é a tecnologia Dual Channel?? (ou tecnologia de dois canais) é a capacidade que alguns controladores de memória têm de expandir a largura do barramento de dados de 64 para 128 bits. 42

43 Dual Channel Essa capacidade é válida, considerando que todos os outros parâmetros permaneçam am os mesmos, como clock,, pois a taxa de transferência máxima m da memória é dobrada com o uso desta tecnologia. 43

44 Dual Channel A taxa de transferência máxima m teórica (TTMT) é calculada da seguinte forma: TTMT = clock real x (quantidade de dados transferidos por pulso de clock + quantidade de bits transferidos por pulso de clock) / 8 44

45 Dual Channel Ou então por: TTMT = Clock DDR x quantidade de bits transferidos por pulso de clock / 8 45

46 Dual Channel As memórias DDR, tais como DDR, DDR2 e DDR3, transferem dois dados por pulso de clock.. Por isso, têm o dobro da taxa de transferência em relação às s memórias tradicionais, trabalhando ao mesmo clock. 46

47 Dual Channel Logo, as memórias DDR normalmente são rotuladas com o dobro do seu clock real. Por exemplo, memórias DDR2 800 na realidade trabalham a 400MHz transferindo dois dados por pulso de clock e por isso são rotuladas como memórias de 800MHz,, apesar do clock real ser de 400MHz. 47

48 Dual Channel Portanto nas fórmulas f acima deve-se multiplicar o clock real por dois, ou seja, usar o clock DDR. TTMT = Clock DDR x quantidade de bits transferidos por pulso de clock / 8. 48

49 Dual Channel Assim, um módulo m de memórias DDR2 800, num dispositivo de 64 bits, tem uma taxa de transferência máxima m de 6.400MB/s (800MHz x 64 / 8). Este número n refere-se à taxa de transferência máxima m teórica em MB/s. 49

50 Dual Channel Ao habilitarmos a tecnologia de dois canais com os módulos DDR2-800, a taxa de transferência máxima m teórica da memória dobra, passando de 6.400MB/s para MB/s (800 MHz x 128 / 8), já j que estamos a transferir o dobro dos dados (128 bits vs. 64 bits) a cada pulso de clock. 50

51 Dual Channel As taxas de transferências são teóricas.. Quando as calculamos assumimos que uma transferência de dados ocorrerá a cada pulso de clock,, o que na verdade nunca acontece, pois nenhum processador ou controlador de memória está 100% do tempo a transferir dados. 51

52 Dual Channel Desta forma podemos encontrar vários v software para fazer o cálculo c mais acertado desses valores. CPUZ Programa que detalha o hardware do computador 52

53 Dual Channel É importante notar que o aumento de desempenho é obtido apenas no subsistema de memória. Um aumento de desempenho teórico de 100% não significa que o desempenho geral do processador vai aumentar em 100%, mas apenas uma percentagem deste desempenho. 53

54 Single Channel Quando dizemos que o barramento de dados da memória é de 64 bits, isto significa que existem 64 fios (sim, fios físicos f na board) conectados do controlador de memória aos soquetes de memória. 54

55 Single Channel Esses fios são apelidados de D0 a D63. O barramento de dados da memória é partilhado entre todos os soquetes de memória. Os barramentos de endereços e controle activam o soquete apropriado dependendo do endereço o onde o dado deve ser armazenado ou lido. 55

56 Single Channel Quando 56

57 Dual Channel Processadores com dois canais, o barramento de dados da memória passa a 128 bits. Isto significa que nesses sistemas existem 128 fios ligados do controlador de memória aos soquetes de memória. 57

58 Dual Channel Esses fios são etiquetados de D0 a D127. Como cada módulo de memória aceita apenas 64 bits por pulso de clock, os dois módulos m de memória são usados para preencher o barramento de dados de 128 bits. 58

59 Dual Channel Para a tecnologia de dois canais funcionar é preciso ter um número n par de módulos m de memória instalado. Se apenas houver um módulo, m a tecnologia de dois canais não funcionará porque a memória ainda será acedida a 64 bits de cada vez. 59

60 Dual Channel Por outras palavras, a técnica t de dois canais funciona acedendo aos dois módulos m de memória em paralelo, ou seja, ao mesmo tempo. Como os dois módulos m são acedidos ao mesmo tempo, precisam de ser idênticos (mesma capacidade, mesmas temporizações e mesmo clock). 60

61 Dual Channel 61

62 Habilitar Dual Channel Para habilitar os dois canais é preciso um processador e uma board compatíveis com a tecnologia Dual Channel,, dois ou quatro módulos m de memória idênticos, compatíveis com a tecnologia suportada pela board (DDR, DDR2 ou DDR3). 62

63 Habilitar Dual Channel Para apenas um módulo m de memória a técnica t de dois canais não funciona. Para 2GB de memória a melhor maneira seria dois módulos m de 1GB em vez de apenas um módulo m de 2GB, já j que no primeiro caso pode-se habilitar o modo de dois canais, enquanto que no segundo não se pode fazer isso. 63

64 Habilitar Dual Channel Se sua board tem apenas dois soquetes de memória como é comum acontecer, para habilitar o modo de dois canais precisa-se se de instalar os dois módulos m de memória. 64

65 Habilitar Dual Channel Numa board com quatro soquetes de memória, também vulgar, a maneira correcta de habilitar a tecnologia de dois canais varia. Com quatro módulos de memória basta instalar em todos e o modo de dois canais será habilitado. 65

66 Habilitar Dual Channel Em boards para processadores Intel, habilita-se o modo de dois canais saltando um soquete. Instala-se se um módulo m de memória no soquete 1 e o outro módulo m no soquete 3, ficando o soquete 2 vazio. Instalando um módulo m de memória no soquete 2 e o outro módulo m no soquete 4 também m funciona. 66

67 Habilitar Dual Channel Para facilitar o processo de instalação do modo de dois canais a maioria dos fabricantes usa a mesma cor nos soquetes 1 e 3 e uma cor diferente nos soquetes 2 e 4, como na figura. Para habilitar o modo de dois canais basta instalar módulos de memória em soquetes de mesma cor. 67

68 Habilitar Dual Channel Numa. 68

69 Habilitar Dual Channel Numa. 69

70 Habilitar Dual Channel Há boards,, embora poucas, que não correspondem na cor. Usam os soquetes 1 e 2 da mesma cor, e os soquetes 3 e 4 usam outra cor, como na figura. O problema é que por vezes seguem o padrão atrás s explicado! Portanto deve-se usar o método descrito acima, com um soquete vazio entre módulosm dulos. 70

71 Habilitar Dual Channel Numa. 71

72 Habilitar Dual Channel Os soquetes 1 e 2 são ligados ao canal A enquanto que os soquetes 3 e 4 são ligados ao canal B.. Quando se instala módulos de memória nos soquetes 1 e 3 ou 2 e 4 está-se se a instalar cada módulo m de memória num canal diferente, habilitando assim o modo de acesso de 128 bits. 72

73 Habilitar Dual Channel Se instalarmos os módulos m de memória no mesmo canal (instalando os módulos m nos soquetes 1 e 2 ou 3 e 4) o controlador de memória verá apenas um dispositivo de 64 bits e o modo de dois canais não será habilitado. 73

74 Habilitar Dual Channel Em boards para processadores AMD usa-se se o mesmo método descrito para habilitar o modo de dois canais ( saltando um soquete) ou então usa-se se a instalação dos módulos de memória sequencialmente, ou seja, não saltando um soquete. Não há h uma regra universal. 74

75 Habilitar Dual Channel Regra geral, todos os fabricantes utilizam o mesmo esquema de cores para identificar canais diferentes. Por outras palavras, instala-se se os módulos m de memória em soquetes da mesma cor, não importando a cor que se escolhe. 75

76 Habilitar Dual Channel Numa. 76

77 Habilitar Dual Channel Após s a instalação dos módulos m de memória, o passo final é verificar se estão realmente no modo de dois canais. A maioria das boards mostra essa informação durante o POST, a imagem que aparece ao ligar o computador. Podemos ver Dual Channel ou Single Channel. 77

78 Habilitar Dual Channel Numa. 78

79 Habilitar Dual Channel Outra forma de se verificar é correndo um programa de identificação de hardware. No programa CPUZ podemos ver informações referentes à memória no tópico t Memory. Podemos ver se o modo de dois canais está habilitado em Channels #,, que deve mostrar Dual. 79

80 Habilitar Dual Channel Numa. 80

81 Habilitar Dual Channel No programa verifica-se o clock real e as temporizações da memória. De lembrar que o clock real é metade do clock anunciado pela memória. Neste exemplo as memórias são acedidas a 333MHz, ou seja, a 667MHz. Aqui podemos verificar se as memórias são acedidas à velocidade máxima. m 81

82 Habilitar Dual Channel Se não estiver, devemos verificar o problema, pode ser uma má m configuração na bios,, uma limitação do processador ou chipset. Por exemplo, num processador ou board que suporte memórias até DDR2-677 não podemos obter um clock de 800MHz com memórias DDR

83 DDR, DDR2 e DDR3 Quais as diferenças entre DDR, DDR2 e DDR3? As memórias DDR, DDR2 e DDR3 são memórias do tipo SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), isto é, síncronas, o que significa que utilizam um sinal de clock para sincronizar suas transferências. 83

84 DDR, DDR2 e DDR3 DDR significa Double Data Rate ou Taxa de Transferência Dobrada. Memórias desta categoria transferem dois dados por pulso de clock,, ou seja, conseguem obter o dobro do desempenho de memórias sem este recurso, com o mesmo clock,, as antigas memórias SDRAM. 84

85 DDR, DDR2 e DDR3 Com essa característica, essas memórias funcionam com o dobro do valor clock real máximo m com que conseguem trabalhar. Por exemplo, memórias DDR2-800 trabalham a 400MHz, memórias DDR trabalham a 533MHz, memórias DDR trabalham a 666,6 MHz, etc.. 85

86 DDR, DDR2 e DDR3 Quais. 86

87 DDR, DDR2 e DDR3 É muito importante notar que esses clocks são valores máximos que a memória pode funcionar, isto não significa que a memória trabalhará sempre com essas velocidades. 87

88 DDR, DDR2 e DDR3 Por exemplo, memórias DDR num computador que pode aceder apenas a memórias até 400MHz (800MHz DDR), ou se a bios estiver configurada erradamente, as memórias serão acedidas a 400MHz (800MHz DDR) e não a 533MHz (1066MHz DDR). 88

89 DDR, DDR2 e DDR3 Isto acontece porque o sinal de clock é gerado pelo o controlador de memória, circuito que está localizado fora da memória (no chipset, na ponte norte da board ou embutido no processador, dependendo do processador usado). 89

90 DDR, DDR2 e DDR3 O esquema de nomenclatura DDRx-yyyy (onde x é a geração da tecnologia e yyyy é o clock da memória DDR) em teoria é usado apenas para os chips de memória. 90

91 DDR, DDR2 e DDR3 Nos módulos m de memória, a pequena placa de circuito impresso onde os chips de memória estão soldados, utilizam um esquema de nomenclatura diferente: PCx-zzzz zzzz,, onde x é a geração da tecnologia e zzzz é a taxa de transferência máxima teórica (também m chamada largura de banda máxima). m 91

92 DDR, DDR2 e DDR3 Este número indica a quantidade de bytes que podem ser transferidos por segundo entre o controlador de memória e o módulo de memória, assumindo que uma transferência de dados será realizada a cada pulso de clock. Esta conta é facilmente feita multiplicando o clock DDR em MHz por oito. 92

93 DDR, DDR2 e DDR3 Como no slides anteriores, a taxa de transferência máxima teórica é em MB/s. As memórias DDR2-800 têm uma taxa de transferência máxima teórica de 6.400MB/s (800 x 8) e os módulos de memória que utilizam este tipo de memória são chamados PC

94 DDR, DDR2 e DDR3 Em alguns casos o número n é arredondado. Por exemplo, as memórias DDR têm uma taxa de transferência máxima teórica de MB/s, mas os módulos m de memória que utilizam este tipo de memória são chamados PC ou PC , dependendo do fabricante. 94

95 DDR, DDR2 e DDR3 É importante compreender que esses valores são máximos teóricos e nunca são obtidos. Isto acontece porque na conta assumimos que a memória envia dados para o controlador de memória a cada pulso de clock, o que simplesmente não acontece. 95

96 DDR, DDR2 e DDR3 O controlador de memória e a memória precisam de trocar comandos (por exemplo, um comando instruindo a memória para fornecer um dado armazenado em determinada posição) e durante este tempo a memória não estará a transferir dados. 96

97 DDR, DDR2 e DDR3 A principal diferença entre as memórias DDR, DDR2 e DDR3 é a maior taxa de transferência que cada geração consegue fornecer. Os clocks terminados em 33 e 66 MHz são na verdade dizimas tipo 33,3333 e 66,6666, respectivamente. 97

98 DDR, DDR2 e DDR3 Memória Clock Real TTMT Módulo de Memória DDR MHz MB/s PC-1600 DDR MHz MB/s PC-2100 DDR MHz MB/s PC-3200 DDR MHz MB/s PC DDR MHz MB/s PC DDR MHz MB/s PC DDR MHz MB/s PC DDR MHz MB/s PC DDR MHz MB/s PC DDR MHz MB/s PC DDR MHz MB/s PC

99 DDR, DDR2 e DDR3 As memórias DDR3 funcionam com uma tensão de alimentação menor que as DDR2, que por sua vez necessitam de uma tensão menor que as DDR. Isto significa que as DDR3 consomem menos energia que as DDR2, que consomem menos energia do que as DDR. 99

100 DDR, DDR2 e DDR3 As memórias m DDR são alimentadas com 2,5V, as DDR2 com 1,8V e as DDR3 com 1,5V, embora existam módulos DDR3 alimentados com 1,6V ou 1,65V, os mais são a 1,35V). Alguns módulos de memória podem necessitar tensões de alimentação maiores devido ao overclock. 100

101 Latência A latência é o tempo que o controlador de memória precisa de esperar entre a requisição de um dado e sua efectiva entrega. Também é conhecida como Latência do CAS (Column Address Strobe) ou simplesmente CL. Este número é expresso em pulsos de clock. 101

102 Latência Ou seja, uma memória CL3 significa que o controlador de memória precisa esperar três pulsos de clock até que o dado seja fornecido após s a sua solicitação. Com uma memória CL5 o controlador terá de esperar cinco pulsos de clock.. Logo, devemos usar módulos m de memória de menor latência. 102

103 Latência Quais. 103

104 Latência As memórias DDR3 têm latências maiores que as DDR2, que têm latências maiores que as DDR. As memórias DDR2 e DDR3 têm um parâmetro adicional chamado AL (Additional( Latency) ) ou simplesmente A. 104

105 Latência Nas memórias DDR2 e DDR3 a latência total será CL+AL. Praticamente, todas as memórias DDR2 e DDR3 são AL 0, o que significa que não há h necessidade de latência adicional. 105

106 Latência Tecnologia Latência típica Outras latências DDR 3 2; 2,5 DDR2 5 3; 4 DDR3 7 6; 8; 9 106

107 Latência Significa que as memórias DDR3 demoram mais pulsos de clock para transferir dados que as DDR2, assim como as DDR2 demoram mais pulsos de clock para transferir dados se comparado com as DDR, mas isto não significa uma espera de tempo maior, pois são clocks diferentes. 107

108 Latência Exemplo, uma memória DDR2-800 CL5 é mais rápida r a começar a transferir dados que uma DDR3-800 CL7. No entanto, como as memórias são de 800MHz,, ambas oferecem a mesma taxa de transferência máxima m teórica (6.400 MB/s). Além m disso, a DDR3 consumirá menos energia. 108

109 Latência Ao comparar módulos m com clocks diferentes, precisamos de fazer algumas contas para poder comparar as latências. Como estamos a falar de pulsos de clock.. Quando o clock é maior, cada pulso de clock é menor (ou seja, o período é menor). 109

110 Latência Por exemplo, numa memória DDR2-800, cada pulso de clock demora 2,5ns (1ns = 0, s). A conta é simples, período = frequência -1 (usa-se se o clock real e não o clock DDR nesta fórmula). f Portanto, supondo uma memória DDR2-800 com CL 5, a espera inicial será de 12,5ns (2,5ns x 5). 110

111 Latência Com uma memória DDR CL 7, cada pulso de clock tem um período de 1,5ns, portanto o tempo de espera será de 10,5ns (1,5ns x 7). Logo, apesar da latência desta memória DDR3 parecer ser maior (7 vs. 5), o tempo de espera é, menor. Assim as latências dependem do clock. 111

112 Latência Clock DDR Clock Real Período do clock 200 MHz 100 MHz 10 ns 266 MHz 133 MHz 7,5 ns 333 MHz 166 MHz 6 ns 400 MHz 200 MHz 5 ns 533 MHz 266 MHz 3,75 ns 666 MHz 333 MHz 3 ns 800 MHz 400 MHz 2,5 ns MHz 533 MHz 1,875 ns MHz 666 MHz 1,5 ns MHz 800 MHz 1,25 ns 112

113 Latência Os fabricantes anunciam as temporizações da memória como uma série s de vários v números n separados por traços (por exemplo, , 5 5, , 10, etc.). A latência do CAS é sempre o primeiro número n desta série. s Vejamos os exemplos nas figuras. 113

114 Latência Quais. 114

115 Latência Quais. 115

116 DDR, DDR2 e DDR3 As memórias dinâmicas armazenam dados dentro de uma matriz de pequenos condensadores. As memórias DDR transferem dois bits de dados por pulso de clock da matriz da memória para o seu buffer interno de entrada e saída. Isto é chamado pré-busca de 2 bits. 116

117 DDR, DDR2 e DDR3 Nas memórias DDR2 este caminho de dados interno foi aumentado para quatro bits e nas memórias DDR3 foi aumentado para oito bits. Esta é a vantagem que permite que memórias DDR3 trabalhem com clocks mais elevados que as DDR2, que por sua vez são mais rápidas r que as DDR. 117

118 DDR, DDR2 e DDR3 Os clocks que falamos até agora são os clock do mundo externo,, ou seja, no interface de entrada e saída da memória, onde a comunicação entre a memória e o controlador de memória acontece. Internamente, no entanto, a memória trabalha de uma maneira um pouco diferente. 118

119 DDR, DDR2 e DDR3 Comparando três memórias, DDR-400, DDR2-400 e DDR3-400 (inexistentes). Trabalham externamente a 200MHz transferindo dois dados por pulso de clock,, obtendo um desempenho externo como se estivessem a trabalhar a 400MHz. 119

120 DDR, DDR2 e DDR3 Internamente, no entanto, a memória DDR transfere dois bits entre a matriz da memória e o buffer de entrada e saída, portanto para compatibilizar a velocidade da interface de entrada e saída este caminho de dados tem que trabalhar a 200MHz (200MHz x 2 = 400MHz). 120

121 DDR, DDR2 e DDR3 Como nas memórias DDR2 este caminho de dados foi aumentado de dois para quatro bits, podem trabalhar com metade do clock para obter o mesmo desempenho. (100MHz x 4 = 400MHz) 121

122 DDR, DDR2 e DDR3 Com as memórias DDR3 acontece a mesma coisa, o caminho dos dados foi dobrado novamente, para oito bits, portanto podem trabalhar com a metade do clock das memórias DDR2, ou apenas ¼ do clock das memórias DDR para obter o mesmo desempenho (50MHz x 8 = 400MHz). 122

123 DDR, DDR2 e DDR3 Quais. 123

124 DDR, DDR2 e DDR3 Dobrando o caminho de dados de cada geração significa que cada nova geração de memória pode ter modelos de chips com o dobro do clock máximo obtido na geração anterior. As memórias DDR-400, DDR2-800 e DDR trabalham internamente com o mesmo clock (200MHz). 124

125 DDR, DDR2 e DDR3 Nas memórias DDR a terminação resistiva necessária está localizada na board, enquanto que nas memórias DDR2 e DDR3 esta terminação está localizada dentro dos chips de memória, técnica t chamada ODT, On-Die Termination. 125

126 DDR, DDR2 e DDR3 Isto é feito para fazer com que os sinais fiquem mais limpos.. Na figura pode ver-se o sinal que chega à memória. No lado esquerdo vê-se os sinais em terminação na board (memórias DDR) e no lado direito vê-se os sinais em terminação dentro das memórias DDR2 e DDR3. 126

127 DDR, DDR2 e DDR3 D 127

128 DDR, DDR2 e DDR3 Mesmo um leigo pode notar que os sinais no lado direito são mais limpos e estáveis do que os sinais do lado esquerdo. No quadrado amarelo pode-se comparar a diferença a na janela de tempo. Esta janela é o tempo que a memória tem que ler ou escrever dados. 128

129 DDR, DDR2 e DDR3 Com o uso da terminação embutida na memória, esta janela é maior, permitindo que clocks mais elevados sejam obtidos, já j que a memória tem mais tempo para ler ou escrever dados. 129

130 DDR, DDR2 e DDR3 Existem também m diferenças no aspecto físico. f Quando vemos memória, já j está soldada numa placa de circuito impresso chamada módulo de memória ria.. Os módulos m para cada geração de memória DDR são fisicamente diferentes e não se consegue instalar módulos m DDR2 num soquete DDR3. 130

131 DDR, DDR2 e DDR3 Existem boards,, embora poucas, com soquetes DDR2 e DDR3. Actualização implica substituir a board e eventualmente o processador, quando o controlador de memória está integrado no processador, como acontece com todos os processador AMD e com os Core i7 da Intel. 131

132 DDR, DDR2 e DDR3 O mesmo é válido com as memórias DDR e DDR2, não se pode substituir as memórias DDR por DDR2. Módulos M DDR2 e DDR3 têm a mesma quantidade de pinos, porém m a guia delimitadora está numa posição diferente, tal como nas figuras. 132

133 DDR, DDR2 e DDR3 Módulo de Memória Quantidade de Pinos DDR 184 DDR2 240 DDR

134 DDR, DDR2 e DDR3 Finalmente 134

135 DDR, DDR2 e DDR3 Finalmente 135

136 DDR vs GDDR As memórias GDDR são memórias RAM utilizadas em placas gráficas. Usam a tecnologia DDR, sendo acopladas nas placas gráficas. A grande diferença é a tensão de alimentação, causando maiores gastos energéticos e originando mais calor. Tem também m maior velocidade de clock. 136

137 Fim 137