Sigla Nome Tecnologia. vez. Programable Read Only Memory (memória programável somente de leitura)

Transcrição

1 1. Introdução As memórias são as responsáveis pelo armazenamento de dados e instruções em forma de sinais digitais em computadores. Para que o processador possa executar suas tarefas, ele busca na memória todas as informações necessárias ao processamento. Existem 2 tipos de memória, ROM e RAM, cujas características serão mostradas a seguir. 2. Memória ROM Acrônimo para Read-Only Memory (ou memória de leitura apenas), trata-se de uma memória na qual o dado foi pré-gravado. Uma vez que o dado foi escrito em um chip ROM, ele não pode mais ser removido, apenas lido. A exemplo da memória flash, a ROM também não é volátil. A maioria dos PCs possuem uma parcela de memória ROM, utilizada para armazenar programas críticos para o funcionamento da máquina, como a chamada BIOS (Basic Input/Output System). Esse tipo de memória também é amplamente adotado em calculadoras e impressoras a laser, que precisam ter suas fontes armazenadas. Sigla Nome Tecnologia ROM Read Only Memory (memória somente de leitura) vez Gravada na fábrica uma única PROM EPROM Programable Read Only Memory (memória programável somente de leitura) Eraseble Programable Read Only Memory (memória programável e apagável somente de leitura) Gravada pelo usuário uma única vez Pode ser gravada ou regravada por meio de um equipamento que fornece as voltagens adequadas em cada pino. Para apagar os dados nela

2 EEPROM Electrically Eraseble Programable Read Only Memory (memória programável e apagável eletronicamente somente de leitura) contidos, basta iluminar o chip com raios ultravioleta. Isto pode ser feito através de uma pequena janela de cristal presente no circuito integrado. Pode ser gravada, apagada ou regravada utilizando um equipamento que fornece as voltagens adequadas em cada pino. 3. Memória RAM É um tipo de memória essencial para o computador, sendo usada para guardar dados e instruções de um programa. Tem como características fundamentais, a volatilidade, ou seja, o seu conteúdo é perdido quando o computador é desligado; o acesso aleatório aos dados e o suporte à leitura e gravação de dados, sendo o processo de gravação um processo destrutivo e a leitura um processo não destrutivo. Existem dois tipos básicos de memória RAM, RAM Dinâmica e RAM Estática. Dinâmica (DRAM)- Esta é uma memória baseada na tecnologia de capacitores e requer a atualização periódica do conteúdo de cada célula do chip consumindo assim pequenas quantidades de energia, no entanto possui um acesso lento aos dados. Uma importante vantagem é a grande capacidade de armazenamento oferecida por este tipo de tecnologia. Estática (SRAM)(cachê)- É uma memória baseada na tecnologia de portas lógicas e circuitos digitais como flip-flops, o requer atualização dos dados. Consome mais energia (o que gera mais calor) comparando-se com a memória dinâmica sendo significativamente mais rápida. É frequentemente usada em computadores rápidos. Possui uma capacidade de armazenamento bem menor que a memória dinâmica. Ambas são voláteis. Ou seja, elas perdem seus conteúdos sempre que a energia é cortada.

3 Exatamente por isso, a memória RAM é normalmente aquela utilizada para armazenar informações temporárias. Diferentemente da ROM, que armazena programas de inicialização de um sistema de hardware. RAM Dinâmica RAM Estática Vantagens Barata Baixo Consumo Alta Densidade Rápida Não necessita de atualização Desvantagens Necessita de Atualização Lenta Mais cara Consome Mais Energia Baixa Densidade 4. Memória Flash O tipo de memória conhecido como FLASH é o tipo mais moderno dentre os apresentados aqui, mas é uma variação do tipo EEPROM. Também conhecida como Flash RAM, esse tipo de memória é considerado não-volátil, o que significa que ela é mantida mesmo quando a energia elétrica é interrompida. No caso dos handhelds, por exemplo, se a bateria do equipamento acaba o usuário não perde todas as suas informações. A memória flash também é muitas vezes utilizada para armazenar códigos como a BIOS em um PC. Diferentemente da ROM, quando a flash precisa ser alterada, ela pode ser feita em blocos, facilitando o processo. Por outro lado a memória flash não pode ser utilizada como RAM, exatamente porque esta precisa ser escrita em bytes. O nome desta memória se deu porque o microchip é organizado de forma que uma seção de células de memória é apagada em um "flash". Esta memória é utilizada em telefones celulares digitais, câmeras digitais, cartões de acesso para computadores, entre outros. Memória Cache

4 Nos micros atuais a memória cache possui uma importância fundamental, armazenando os dados mais requisitados pelo processador, e evitando na grande maioria das vezes que seja necessário buscar ou escrever dados diretamente na lenta memória Ram. Apesar de todos os processadores apartir do 486 possuírem uma pequena quantidade de cache incorporado ao próprio núcleo do processador, chamado de cache primário ou L1, ele é muito pequeno (justamente pelas memórias usadas no cache L1 serem extremamente caras), e por isso, usamos também uma quantidade um pouco mais generosa de tipos um pouco mais baratos de memória cache na placa mãe. Este cache é chamado de cache secundário, ou L2. O circuitos que controlam o cache primário, são incorporados ao próprio núcleo do processador, enquanto os circuitos que controlam o funcionamento do cache L2 são localizados no chipset, que por sua vez fica localizado na placa mãe. Os processadores Pentium II, Celeron e Xeon são a exceção a esta regra, pois neles o cache L2 e seus circuitos controladores fazem parte do próprio cartucho do processador. O cache L1 e o cacha L2 trabalham conjuntamente, formando uma espécie de escada de três degraus para os dados. Inicialmente, o programa é carregado na memória Ram. Conforme o processador for requisitando dados referentes ao programa aberto, estes dados vão sendo armazenados no cache L2, sendo os dados mais requisitados armazenados no cache L1. 5. MEMÓRIA SECUNDÁRIA A memória principal (RAM) não é o único meio de armazenamento existente. Devido a algumas características que são peculiares a este tipo de memória - por exemplo: volatilidade e alto custo -, surgiu a necessidade de implementação de outro tipo de memória, chamado memória secundária. Este tipo de memória, não volátil, tem maior capacidade de armazenamento e é mais barata. Estas memórias podem ser removíveis ou não. Neste contexto, "removíveis" significa que ela pode ser retirada do computador e transportada facilmente para outro. O winchester ou disco rígido, por exemplo, não é removível. Já os demais podem ser chamados de removíveis. Estes são os tipos de memória secundária disponíveis hoje: Fitas Magnéticas (streamer e dat)

5 Discos rígidos e flexíveis Cd-rom (compact disk read only memory) e Cd-worm (write once read many) DVD (Digital Versatile Disc) Zip disks, etc. 6. Histórico de encapsulamentos A seguir, são mostrados os tipos de encapsulamento de memórias mais usados nos PCs: - DIP (Dual In Line Package) - esse é um tipo de encapsulamento de memória antigo e que foi utilizado em computadores XT e 286, principalmente como módulos EPROM (que eram soldados na placa). Também foi muito utilizado em dispositivos com circuitos menos sotisticados; Memória com encapsulamento DIP - SIPP (Single In Line Pin Package) - esse tipo encapsulamento é uma espécie de evolução do DIP. A principal diferença é que esse tipo de memória possui, na verdade, um conjunto de chips DIP que formavam uma placa de memória (mais conhecida como pente de memória). O padrão SIPP foi aplicado em placas-mãe de processadores 286 e 386; - SIMM (Single In Line Memory Module) - o encapsulamento SIMM é uma evolução do padrão SIPP. Foi o primeiro tipo a usar um slot (um tipo de conector de encaixe) para sua conexão à placa-mãe. Existiram pentes no padrão SIMM com capacidade de armazenamento de 1 MB a 16 MB. Este tipo foi muito usado nas plataformas 386 e 486 (primeiros modelos). Na verdade, houve dois tipos de padrão SIMM: o SIMM-30 e o SIMM-72. O primeiro é o descrito no parágrafo anterior e usava 30 pinos para sua conexão. O segundo é um pouco mais evoluído, pois usa 72 pinos na conexão e armazena mais dados (já que o pente de memória é maior), variando sua capacidade de 4 MB a 64 MB. O SIMM-72 foi muito utilizado em placas-mãe de processadores 486, Pentium e em equivalentes deste;

6 Memória com encapsulamento SIMM-72 - DIMM (Double In Line Memory Module) - esse é o padrão de encapsulamento que surgiu após o tipo SIMM. Muito utilizado em placas-mãe de processadores Pentium II, Pentium III e em alguns modelos de Pentium 4 (e processadores equivalentes de empresas concorrentes), o padrão DIMM é composto por módulos de 168 pinos. Os pentes de memória DIMM empregam um recurso chamado ECC (Error Checking and Correction - detecção e correção de erros) e tem capacidades mais altas que o padrão anterior: de 16 a 512 MB. As memórias do tipo SDRAM utilizam o encapsulamento DIMM. Pente com encapsulamento DIMM

7 A memória DDR e DDR2 DDR é a sigla para Double Data Rate criada para substituir as memória DIMM. Para começar, o tipo DDR tem 184 terminais e o DDR2 conta com 240 terminais. Além disso, aquela pequena abertura que há entre os terminais está posicionada em um local diferente nos pentes de memória DDR2, como mostra a imagem a seguir. A DDR2 trata-se de uma espécie de "substituto natural" das memórias DDR, uma vez que, em comparação com esta última, a tecnologia DDR2 traz diversas melhorias. Seu desenvolvimento foi feito pela JEDEC, um grupo criado por fabricantes para definir padrões de produtos da indústria de semicondutores. Ao contrário do que alguns pensam, a memória DDR2 não é compatível com placas-mãe que trabalham com memória DDR. Embora os pentes de memória de ambos os tipos pareçam iguais numa primeira olhada (pois possuem o mesmo tamanho), na verdade, não são.

8 Uma outra diferença visível nos módulos de memória DDR2 é o tipo de encapsulamento usado: o FBGA (Fine pitch Ball Grid Array). Esse tipo é derivado do padrão BGA e sua principal característica é que os terminais do chip são pequenas soldas. A vantagem disso é que o sinal elétrico flui mais facilmente e há menos chances de danos físicos. A memória DDR usa um encapsulamento conhecido como TSOP (Thin Small Outline Package). A memória DDR2 também merece destaque pelo seu menor consumo de energia elétrica. Enquanto o tipo DDR trabalha à 2,5 V, a tecnologia DDR2 requer 1,8 V. Por causa disso, a memória DDR2 acaba tendo melhor desempenho no controle da temperatura. Freqüências da memória DDR2 As memórias DDR são comumente encontradas nas freqüências de 266 MHz, 333 MHz e 400 MHz. Por sua vez, o padrão DDR2 trabalha com as freqüências de 400 MHz, 533 MHz, 667 MHz e 800 MHz (esses eram os tipos existentes até o fechamento deste artigo). Na verdade, tanto no caso da memória DDR quanto no caso da memória DDR2, esses valores correspondem à metade. A explicação para isso é que ambos os tipos podem realizar duas

9 operações por ciclo de clock. Grossamente falando, é como se a velocidade dobrasse. Em relação à velocidade como um todo, é necessário também considerar o "CAS Latency" (latência do CAS - Column Address Strobe). Em poucas palavras, trata-se do tempo que a memória leva para fornecer um dado solicitado. Assim, quanto menor o valor da latência, mais rápida é a "entrega". Nas memórias DDR, a latência pode ser de 2, 2,5 e 3 ciclos por clock (saiba mais sobre clock aqui). Nas memórias DDR2, a latência vai de 3 a 5 ciclos de clock. Isso significa que, nesse aspecto, a memória DDR2 é mais lenta que a DDR? Na prática não, pois as demais características do padrão DDR2, especialmente seus valores de freqüência, compensam essa desvantagem. Há ainda um recurso nas memórias DDR2 que deve ser citado: o Additional Latency (AL) ou "latência adicional". Esta é usada para permitir que os procedimentos ligados às operações de leitura e escrita sejam feitos até "expirar" o tempo da latência do CAS mais a latência adicional. É como se houvesse um aumento do prazo para tais operações. Assim, a medição da latência deve considerar a soma desses dois parâmetros para se obter um total.

10 Velocidade de troca das memória mais comuns do mercado.

11 On-Die Termination (ODT) A memória DDR2 conta com um recurso conhecido como On-Die Termination (ODT). Trata-se de uma tecnologia que praticamente evita erros de transmissão de sinal. Para compreender a utilidade disso é necessário conhecer a chamada "terminação resistiva". Os sinais elétricos sofrem um efeito de retorno quando chegam ao final de um caminho de transmissão. Grossamente falando, é como se a energia batesse numa parede no final de seu caminho e voltasse, como se fosse uma bola. Esse efeito também pode ocorrer no "meio do caminho", por motivos diversos, como trechos com impedância diferente. No caso das memórias, esse problema, conhecido como "sinal de reflexão", pode significar perda de desempenho e necessidade de retransmissão de dados. Nas memórias DDR esse problema foi tratado através de um método que reduz o sinal de reflexão por meio de resistores que são adicionados à placamãe. É desse dispositivo que vem o nome "terminação resistiva". No padrão DDR2, a terminação resistiva na placa-mãe não se mostrou eficiente, pelas características físicas desse tipo de memória. Diante desse problema, foi necessário estudar alternativas e então surgiu o ODT. Nessa tecnologia, a terminação resistiva fica dentro do próprio chip de memória. Com isso, o caminho percorrido pelo sinal é menor e há menos ruídos, isto é, menos perda de dados. Até a placa-mãe acaba se beneficiando dessa tecnologia, já que um componente deixa de ser adicionado, reduzindo custos de desenvolvimento. Esse é mais um motivo pelo qual a memória DDR2 não é compatível com o padrão DDR. Nomenclatura Em relação à nomenclatura, as memórias DDR2 seguem praticamente o mesmo padrão das memórias DDR, como mostra a tabela a seguir: Você pode ter se perguntado o porquê da denominação "PC2-3200" em relação à memória de 400 MHz (e assim se segue com os outros tipos). O número 3200 indica a quantidade de MB por segundo que a memória é capaz de trabalhar. Isso quer dizer que, no caso da memória de 400 MHz, sua velocidade é de MB ou 3.2 GB por segundo. Conforme tabela abaixo.

12 DDR 3 A tensão de DDR3 SDRAM foi reduzido de 1.8V para 1.5V. Isto reduz consumo de energia e calor, bem como permitir mais densa memória configurações para maiores capacidades. Finalizando Os recursos ODT e AL são considerados por muitos os principais destaques da memória DDR2. No entanto, concluímos que o menor consumo de energia também é um fator altamente relevante, pois essa característica, se somada aos aspectos de velocidade da DDR2, DDR3 permite alta performance com menos custo, ou seja, faz-se mais com menos. Esse menor consumo é especialmente interessante a computadores móveis (notebooks), uma vez que economiza-se a energia da bateria e há menos riscos de problemas ligados à temperatura. 7. REFERÊNCIAS