O que é memória?
Na indústria de informática, o termo memória é usado normalmente para se referir a “Random Access Memory ” ou R A M . O computador usa memória R A M para reter temporariamente dados e instruções necessárias para completar tarefas. Isso permite a Unidade Central de Processamento do computador ( C P U ) , acessar rapidamente instruções e dados armazenados na memória.
Um bom exemplo disso é quando a CPU carrega um programa – como um processador de textos ou um diagramador de página – na memória, permitindo assim que o aplicativo rode o mais rápido possível. Em termos práticos, isto significa que você pode ter mais trabalho feito com menos tempo gasto, esperando que o computador realize as tare f a s o l i c i t a d a s.
A diferença entre memória e armazenagem
As pessoas muitas vezes confundem os termos memória e armazenagem sobretudo quando escrevem a quantidade que têm de cada. O termo memória refere-se à quantidade de RAM instalada no computador, enquanto a expressão armazenagem refere-se a capacidade do disco r í g i d o .
Para esclarecer esta confusão frequente, compare seu computador com um escritório que contém uma mesa e um arquivo de pastas. O arquivo de pastas representa o disco rígido do computador, que oferece uma grande capacidade de armazenagem. A mesa representa a memória, que oferece um acesso rápido e fácil aos arquivos que você está usando no momento.
Como é uma memória
Os Circuitos Integrados, ou C I ’ s que fazem parte da configuração de memória de seu computador chamam-se DRAM (Dynamic Random Access Memory ). O RAM é, de longe, o tipo mais comum de chip de memória. A quantidade dos chips DRAM utilizados em um módulo de memória é o principal fator para determinar a quantidade e
confiabilidade geral do módulo.
De onde vem a memória
Como mencionamos na introdução, o DRAM é o tipo mais comum de chip de memória. Estes chips são produzidos em grande escala, em fábricas altamente especializadas. De lá, os chips seguem para os fabricantes de módulos (como a Kingston) onde são usados para os fabricantes de diferentes produtos. Esses produtos continuam seu caminho através dos canais de distribuição, até os consumidores finais que instalam em seus computadores.
Onde fica a memória no computador
Para que os módulos de memória façam seu trabalho, eles têm de estar em comunicação direta com a CPU. Antigamente, a memória era soldada diretamente na system board (também conhecida como “logic board” ou placa - mãe) M. as, como a necessidade de memória aumentou, tornou-se impossível soldar todos os chips de memória na placa - mãe.Deste modo os SIMMs e os soquetes SIMMs se tornaram uma solução usual. O formato SIMM oferece um método flexível de expansão de memória, usando menos espaço na placa.
Como funciona a memória
Até aqui, nos referimos a alguns dos atributos técnicos da memória e como ela funciona em um sistema. Agora, vamos falar do sistema binário que forma a base da computação e como os módulos de memória são feitos para trabalhar com o sistema binário.
Bits e by t e s
Seu computador fala uma língua composta de dois algarismos: 0 e 1. Esta forma de comunicação é chamada linguagem de máquina; os algarismos se combinam para formar números binários. A linguagem de máquina utiliza os números binários para os chips e os m i c ro p ro c e s s a d o res que dirigem os equipamentos – tais como c o m p u t a d o res, impressoras, discos rígidos e outro s . Você já deve ter ouvido os termos bit (abreviação de dígito binário, em Inglês) e byte.
O bit é a menor unidade de comunicação utilizada por seu computador, podendo ser um “1” ou um “0”. Um byte é composto de 8 bits (mais detalhes sobre bytes adiante). Como os números binários são formados só com o “1” e o “0”, os valores dos número binários têm uma composição diferente dos valores dos números do sistema decimal que usamos no dia-dia. Por exemplo, no sistemas decimal, quando você vê o número 1 seguido de dois zeros (100), você sabe que isso re p resenta o valor cem (100). No sistema binário, no entanto, esta mesma combinação – 100 – re p resenta o valor quatro.
Quase todas as especificações de Capacidades de seu computador são expressas em bytes. Por exemplo, Capacidade de memória, taxa de transferência de dados e capacidade de armazenagem de dados são todas medidas em bytes ou múltiplos de Bytes (como k i l o by t e s ou megabytes). A tabela a seguir é um resumo de quantidade de bits e bytes.
CPU e necessidade de memória
A CPU (sigla para Unidade de processamento Central, em Inglês) processa dados em grupo de 8 bits. Esses grupos como vimos no Capítulo anterior, são conhecidos como bytes. Como um byte é a unidade fundamental de processamento, o poder de processamento da CPU é usualmente descrito pelo número máximo de bytes que podem ser processados a qualquer momento.
Cada transação entre a CPU e a memória é chamada buscycle. O número de dados, medidos em bits, que a CPU pode transferir durante um único ciclo, afeta a performance do computador e dita qual o tipo de memória requerida pelo computador. A maioria dos desktops utiliza os SIMMs de 30 ou 72 vias. Um SIMM de 30 vias sustenta 8 bits; um
S I M M de 72 vias sustenta 32 bits.
SIMMs de 30 vias
Vamos observar agora o exemplo de uma CPU que trabalha com 32 bits. Se a placa-mãe tem soquetes para SIMMs de 30 vias, cada um dos quais transferindo 8 bits, você precisará de 4 SIMMs de 30 vias para fornecer os 32 bits. Esta é uma configuração usual para sistemas que utilizam SIMMs de 30 vias.
SIMMs de 72 vias
O módulo SIMM de 72 vias foi desenvolvido para satisfazer a demanda sempre crescente por memória dos computadores desktops. Um SIMM de 72 vias fornece 32 bits, o que é quatro vezes o valor dos dados fornecidos por um SIMM de 30 vias. Se você tem uma CPU de 32 bits - como o 486 da Intel ou o Motorola 6840 – você só precisa de um SIMM de 72 vias por banco de memória para fornecer 32 bits para a CPU.
Memória credit card
“Memória credit card” é um tipo de módulo para uso em laptops e notebooks. Como ele tem um tamanho compacto, é ideal para aplicações onde o espaço é limitado. (O nome memória “cartão de crédito” é derivado de sua forma e tamanho aproximados ao de um cartão de crédito ) . Na aparência, há poucas semelhanças entre memória “credit card” e os módulos SIMM descritos anteriormente. No entanto, interiormente, são usados os mesmos componentes na construção de ambos.
DIMMs de 168 vias
Os Dual In-Line Memory Modules, ou DIMMs se parecem Bastante com as memórias tipo SIMM. Como os SIMMs, a maioria dos DIMMs se instala verticalmente nos soquetes de expansão. A principal diferença entre os dois é que no SIMM, as vias em cada lado da placa são “amarradas” para formar um só contato elétrico; no DIMM, as vias são eletricamente isoladas para dois contatos diferentes. Os DIMMs são usados muitas vezes em computadores projetados para um bus cycle de 64 bits ou mais. Em muitos casos, a configuração destes computadores é baseada em poderosos processa dores de 64 bits como o Pentium da Intel ou o Power PC da IBM. Por exemplo, o módulo Kingston KTM40P/8 usado no IBM Power PC 40P RISC 6000 é um módulo DIMM de 168 vias.
Small outline DIMMs
Outro tipo de memória usualmente encontrado em notebooks e laptops é chamado de Small Outline DIMM ou SO DIMM. Este módulo é como um SIMM de 72 vias de tamanho reduzido, mas com algumas diferenças técnicas importantes.
C O N T ROLE DA INTEGRIDA DE DOS DADOS DA MEMÓRIA
controle de integridade dos dados da memória
Um aspecto importante no projeto de uma memória é a integridade dos dados que ela contém. Atualmente, há dois métodos primários para assegurar a integridade dos dados contidos na memória:
- Paridade é o método mais comum de controle usado até hoje. Esse processo adiciona 1 bit a cada 8 bits (um byte de dados).
- Error Correction Code (ECC) é um método mais abrangente de checagem que pode detectar e corrigir erros de um só bit. Em função da guerra de preços, está se tornando mais usual entre os fabricantes de computadores não usar o controle da integridade dos dados. Eles estão eliminando a necessidade de mais memória com paridade para diminuir o preço de seus computadores
Uma palavra sobre o controlador de memória
O controlador de memória é um componente essencial em qualquer computador. Em poucas palavras, sua função é verificar o movimento de entrada e saída dos dados da memória. O controlador de memória determina que tipo de controle de integridade dos dados, se existir algum, é aceito.
A decisão sobre o controle dos dados de memória tem de ser feita quando da compra de seu computador. Se o computador desempenhar uma função fundamental como um servidor, por exemplo, então um computador com um controlador de memória do tipo ECC é a escolha a apropriada.
paridade
Quando a paridade é usada em um sistema, um bit de paridade é estocado no DRAM junto com cada grupo de 8 bits (1 byte) de dados. Os dois tipos de protocolo de paridade – paridade par e paridade ímpar , funcionam de forma similar. Os processos são idênticos, mas com atributos opostos.
O método de paridade tem suas limitações, por exemplo, o circuito de paridade pode detectar um erro, mas não pode efetivar nenhuma correção. Isto acontece porque o circuito de paridade pode não detectar o problema se o dado estiver de acordo com a condição “par” ou “ímpar” que o circuito estiver checando.
ECC
O Error Correction Code é usado principalmente em PCs de alta performance e em servi dores. A diferença importante entre o ECC e a paridade é que o ECC é capaz de detectar e corrigir erros de um único bit. Com o ECC, a correção de erro de um bit é feita sem que o usuário saiba da ocorrência do erro. Dependendo do tipo de controlador de memória usado em seu computador, o ECC pode também detectar os erros raros de 2, 3 ou 4 bits de memória. No entanto, mesmo que o ECC possa detectar estes erros múltiplos, ele só pode corrigir erros de um único bit. No caso raro de um erro múltiplo, o circuito ECC informará um erro de paridade.
Refresh
Um módulo de memória é feito de células eletrônicas. O processo refresh regenera estas células, que estão dispostas no chip em linhas. A taxa de refresh refere-se ao número de linhas que passar pelo
Processo de regeneração.
Duas taxas usuais de refresh são 2k e 4k. Os componentes 2k são capazes de regenerar mais células de cada vez e completam o processo mais rapidamente; no entanto, os componentes de 2k usam mais energia do que os de 4k.
Outro tipo de RAM é projetado com a tecnologia auto - refresh, o que permite aos componentes se autorregenerar, independentemente da CPU ou de um circuito externo.
A tecnologia auto-refresh, que é c o n s t ruída sobre o próprio chip DRAM, reduz de forma significativa o consumo de energia. Ela é usada habitualmente em notebooks e laptops.
DDR SDRAM
Double-data rate SDRAM é a versão mais rápida de SDRAM capaz de ler dados do início ao fim da rotação do clock do sistema, dobrando, assim, a capacidade de transmissão de dados do chip de memória.
R D R A M ® (R a m b u s T M D R A M )
RDRAM é a única memória com design desenvolvido pela impressa Rambus, Inc. A RDRAM é extremamente rápida e usa um canal de banda estreita para transmitir dados a uma velocidade dez vezes mais rápida que a DRAM padrão. No fim do ano de 1999, a tecnologia Rambus será usada como a principal memória para PC.
Memória cache
Memória cache é uma memória de alta velocidade projetada e fabricada para acelerar o processamento das instruções da memória pelo processador. A CPU pode acessar instruções e dados localizados na memória cache muito mais rapidamente do que as intruções e dados da memória principal. Portanto, quanto mais instruções e dados a CPU puder acessar diretamente da memória cache, mais rápido será seu computador.
Os tipos de memória cache são cache primária ou Level 1 [L1] e cache secundária ou Level 2 [L2] cache. Memória cache também pode ser interna ou externa. A cache interna é localizada na CPU e a cache externa fica fora da CPU.
A memória cache é como um painel que torna o trabalho na “mesa” de memória ainda mais rápido.
A memória é como uma mesa de trabalho que deixa o trabalho imediato facilmente acessível.
DDR
Com a evolução dos processadores, as fabricantes tiveram que bolar um jeito de criar memórias que pudessem atender a demanda de processamento. O Pentium 4 foi um dos chips que obrigou o surgimento de memórias que fossem capazes de operar com o dobro da frequência.
Foi mais ou menos nessa época (lá no ano 2000) que surgiu o DDR. Muita gente acabou chamando elas apenas de DIMM, pois eram a principal característica que as diferenciava das antigas memórias (que tinha chips apenas em um lado). Essas memórias tinham 184 contatos metálicos.
DDR2
Novamente, o restante dos componentes levou a memória ao seu limite. Com isso, a indústria de memórias se viu obrigada a evoluir para o padrão DDR2. As frequências aumentaram, as capacidades de transferência tiveram ganhos significativos e as latências subiram. A memória DDR2 foi lançada em 2003. Elas tinham 240 pinos que garantiam a comunicação com a placa-mãe.
Um módulo do tipo DDR2 transmite quatro dados por ciclo de clock, o que permite, na teoria, que a velocidade de transmissão dobre, se comparando ao DDR. As DDR2 também trouxeram melhorias no gerenciamento de energia, com o ODT (Terminação Resistiva) já presente no próprio chip, evitando interferências eletromagnéticas e consumo elevado de energia.
DDR3
Este é o padrão mais recente das memórias do tipo DDR. Novamente, a vantagem está no clock elevado e nas taxas de transferência superiores. A latência dessas memórias é maior que as da DDR2. O ganho de desempenho da DDR3 não chega a ser o dobro do que se obtém com módulos do tipo DDR2. A memória DDR3 tem 204 contatos.
Por conta de uma série de atrasos no desenvolvimento de novos chips e no avanço dos demais componentes, esse padrão de memória acabou durando muito mais do que os antecessores. Ela foi lançada em 2007 e até hoje é o padrão mais robusto. Esse tempo adicional de sobrevida levou as fabricantes a levarem a tecnologia ao limite, com módulos que podem trabalhar com clock de até 2.800 MHz.
GDDR
Aproveitando o tema, é de suma importância que falemos sobre o padrão GDDR, o qual causa muitas dúvidas. Presente em placas de vídeo, esse tipo de módulo é especialmente preparado para gráficos. Contudo, existem grandes confusões por contas das tantas variações de memórias que são instaladas nas placas gráficas.
Há componentes que trazem chips do tipo DDR3, outros contam com módulos GDDR3 e temos ainda alguns que utilizam peças do padrão GDDR5. Afinal, qual a diferença? A tecnologia GDDR5 é baseada na DDR3, mas existem diferenças de funcionamento.
A GDDR5 trabalha com tensões mais baixas, utiliza um esquema diferente de controlador de memória e pode ser utilizada em uma configuração assimétrica. Todavia, a principal mudança está na forma como ela é projetada. Por se tratar de uma memória para gráficos, ela pode alcançar taxas de transferências muito superiores, mas as latências são mais altas também.
Dual Channel Outro assunto que convém abordar aqui é a combinação de módulos no esquema Dual-Channel (Canal Duplo). Como o termo sugere, neste tipo de configuração, as memórias trabalham em dois canais separados.
Este mecanismo, em teoria, pode dobrar a largura do barramento, permitindo que 128 bits sejam transmitidos (vale lembrar que um único módulo transfere 64 bits). Para isso, existe a necessidade da instalação de dois pentes idênticos. Assim, na teoria, é possível transmitir o dobro de informação ao mesmo tempo.
As memórias DDR2 e DDR3 são perfeitamente capazes de trabalhar nesse tipo de arranja, contudo, vale notar que é preciso verificar se o processador e a placa-mãe trabalham com esse tipo de configuração (existem componentes preparados para Triple Channel e Quad Channel).
Além disso, é preciso atentar para a configuração específica da placa, por isso recomendamos que você verifique o manual para descobrir como você deve instalar os módulos e habilitar a configuração Dual Channel.
Apesar de Dual Channel oferecer vantagens significativas (algo importante principalmente para jogos e aplicações mais pesadas), seu uso não é obrigatório. Dessa forma, você pode instalar somente um módulo de memória DDR, mas não irá obter os mesmos resultados.
E o padrão DDR4?
Originalmente, esse artigo havia sido elaborado e publicado em 2009, sendo que nenhuma atualização havia sido feita desde aquela época. Quando o texto original foi ao ar, tínhamos notícias de que os módulos do tipo DDR4 seriam lançados em 2012.
Como você pode ver, as previsões daquele tempo estavam bem equivocadas (mas a indústria de hardware nem sempre consegue cumprir seu cronograma). Agora, em 2014, os módulos desse padrão estão quase prontos para chegar ao mercado — a produção em massa começou em 2013, mas nenhuma fabricante está vendendo os componentes.
Entretanto, é importante ressaltar que o novo padrão requisitará uma máquina completamente nova. Por conta das modificações na tecnologia e nas próprias características físicas, as memórias DDR4 só devem ser compatíveis com placas e processadores mais recentes.
Novo padrão será ainda mais rápido e economizará energia
A AMD dará suporte a tais memórias nos componentes Hierofalcon. Já a Intel pretende liberar a o uso da tecnologia com os processadores Haswell-E. E adivinha só? Para usar essas novas CPUs, você precisará de novas placas-mãe que sejam compatíveis com os respectivos sockets.
Quanto às vantagens, você pode esperar módulos com maior desempenho em todos os sentidos. A tecnologia DDR4 trabalha com menor tensão (apenas 1,2 V), maiores frequências (que podem chegar até 3.200 MHz), maiores densidades (módulos de até 16 GB) e outras melhorias.
A evolução continua
A indústria encontrou no padrão DDR uma forma de continuar evoluindo e garantindo mais desempenho ao usuário sem precisar trocar o sistema de funcionamento das memórias. A tendência é que as fabricantes continuem investindo nesse padrão e desenvolvam novas versões para o uso geral e aplicações gráficas.
Não dá pra saber quando novos padrões surgirão, mas não deve demorar muito para vermos o DDR5 por aí. No fim, quem acaba ganhando somos nós que economizamos tempo e temos melhores resultados com os aplicativos do cotidiano e, principalmente, com jogos.