Memórias

João Pedro de Souza Goulart

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O que é memória de computador?Memória representa todos os dispositivos que podem armazenar informações, temporária ou permanentemente. Ou seja, são os componentes internos que armazenam informações (memória RAM, disco rígido, pendrive, cartão de memória, etc.). A unidade básica de memória é o dígito binário ( 0 e 1, que são os dados manipulados por todo o computador).

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Quais tipos de memória existem?Dois tipos de memória abrangem

praticamente os outros tipos:Memória principalMemória secundária

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• Memória principal:

São memórias que o processador precisa acessar para enviar os dados; em muitos casos sem essas memórias o processador pode simplesmente não funcionar. Elas armazenam os dados apenas temporariamente, ou seja, quando o computador fica sem energia da bateria ou é reiniciado, perde-se as informações. Elas são acessadas diretamente pelo processador, sem passar por outro lugar. Possuem alta velocidade e desempenho. Alguns exemplos de memória principal são: memórias RAM e memórias Cache.

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•  Memória secundária

 São as memórias de armazenamento. Elas servem para guardar as informações permanentemente. Ou seja, somente perdem informações quando são formatadas, tem arquivos excluídos ou danificados. Essas memórias precisam passar primeiro por memórias principais antes de serem usadas pelo processador. Geralmente são mais lentas que as memórias principais, mas tem uma capacidade de armazenamento muito superior. Exemplo de memórias secundárias são:discos rígidos, cartões de memória, pendrives, HDs externos, etc.

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Memória volátil:As memórias voláteis caracterizam - se por perder suas informações em caso de interrupção do fornecimento de energia, ou seja, quando desligamos o computador, os dados armazenados na memórias do tipo voláteis são perdidos automaticamente, a menos que você tenha salvo esses dados em algum outro tipo de memória de armazenamento, como HD por exemplo.

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Memória não-volátil: Guardam informações mesmo com o

computador desligado (ou seja, nessa categoria enquadram-se também as memórias secundárias). Das memórias principais não voláteis destacam-se as memórias ROM (traduzidas, memórias de acesso somente-leitura). Essas memórias geralmente são usadas em um computador para gravar a BIOS.

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MemóriasNão volátil volátil

ROM RAM PROM SRAMEPROM DRAMEEPROM

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História da memória RAM

As memórias RAM atuais mais modernas são do tipo DIMM, SDRAM, DDR 3. Os primeiros modelos de memória RAM apareceram ainda na década de 50. RAM quer dizer memória de acesso aleatório. Nos anos 70 elas começaram a se tornar populares, equipando os primeiros computadores pessoais. Naquela época, as memórias usavam um padrão chamado SIMM (single in-line memory module). A única diferença entre o padrão SIMM e o DIMM (Double in-line memory module) atual é que, nos pentes mais antigos, havia chips de memória apenas de um dos lados do pente, como o nome indica: single, único. Atualmente, há chips dos dois lados, novamente como o nome indica: Double, duplo.

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A segunda sigla, SDRAM, tem a ver com a freqüência com que as informações são transmitidas pelas memórias para o processador do computador. A sigla significa memória de acesso aleatório síncrono e dinâmico. Traduzindo. O acesso é aleatório porque o computador pode ter acesso a qualquer informação que esteja gravada na memória diretamente, sem precisar seguir uma seqüência. E ele é síncrono porque a memória trabalha na mesma freqüência do processador. Ou seja, pulsos elétricos gerados com a mesma freqüência usada pelo processador fazem com que as memórias trabalhem sincronizada mente com os outros componentes do micro, tornando a operação mais eficiente.

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A evolução A eficiência da memória RAM está ligada à quantidade de dados que ela consegue enviar para o processador: quanto mais dados, num menor espaço de tempo, melhor. Essa velocidade tem a ver com a freqüência (quanto maior a freqüência, mas vezes a memória está enviando dados), e tem a ver com largura de banda - ou seja, quantos dados é possível transmitir de uma só vez. Daí a sigla DDR - dupla taxa de transferência. Quando o padrão DDR surgiu ele fez exatamente isso, dobrou a taxa de transferência de dados de então. Depois do DDR, vieram o DDR 2 e o atual DDR 3 - cada número indica que houve a multiplicação por dois da taxa de transferência em relação à geração anterior. Memória com padrão DDR 4 já estão prontas para chegar ao mercado, e devem aparecer nos computadores no ano que vem. 11

Dual Channel Apesar da evolução do padrão DDR, as memórias ainda não

conseguem atingir a mesma velocidade do processador. Para tentar diminuir essa distância os computadores mais modernos lançam mão do recurso Dual Channel, ou canal duplo. A ideia é relativamente simples. Sempre trabalhando com número par de pentes, é possível dobrar a taxa de transmissão de dados, agrupando os bits que são transmitidos de cada vez. Ou seja: se você tem um computador com quatro pentes de memória, por exemplo, o controlador organiza a atividade das memórias para que as informações de dois pentes sejam transmitidas de uma só vez para o resto do computador, enquanto os outros dois pentes estão recebendo informações que vêm da máquina. Com isso, é possível dobrar a capacidade dos pentes. Por isso é importante que os pentes sejam idênticos. Já há placas que trabalha com Triple Channel, ou canal triplo. Nesse caso, sempre são necessários múltiplos de 3 para os pentes de memória. São máquinas que trabalham com 3, 6 ou 9 slots, por exemplo. 12

Imagens :Dual Channel

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Finalidade das memórias RAMAs memórias RAM são responsáveis por

armazenar as informações que estão em uso no computador, fazendo com que o acesso aos dados seja mais rápido. Trocando em miúdos, quando você abre um programa qualquer, ele "escreve" nos pentes de memória RAM as informações necessárias para que a operação seja mais rápida. O programa pode, a partir daí, "ler" essas informações. Teoricamente, a mesma coisa poderia ser feita com o disco rígido, o HD. Porém, a velocidade seria muito menor, e os programas (e o desempenho do computador como um todo) seriam bem menos produtivos. 14

Jogos e memória RAMOs jogos eletrônicos são alguns dos

softwares que mais utilizam memória, assim como programas de edição de

imagem e vídeo. No caso dos jogos, a cada segundo é necessário carregar uma nova textura ou animação, isto exige uma memória bastante rápida e ampla, ou os arquivos podem chegar ao processador com lentidão, causando assim o famoso “travamento” no jogo ou programa.

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Memórias FlashMemória Flash refere-se a um tipo particular de EEPROM (Memória Somente de Leitura Programável Apagável Eletricamente). É nada mais que um chip de memória de computador que mantém informações armazenadas sem a necessidade de uma fonte de energia.

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Principal características da memória RAM:A memória RAM ela é volátil, ou

seja, os dados perdem - se ao reiniciar o micro. É por isso que ao ligar é necessário refazer o processo de carregamento em que o sistema operativo e aplicativos usados são transferidos do HD para a memória, onde podem ser executados pelo processador.

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Que tipos de dispositivos de um computador possuem memória?

De acordo com o conceito que vimos acima, todo dispositivo que puder armazenar dados é uma memória. 

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Exemplos:1.  Discos rígidos, (SSDs, pendrives,

cartões de memória.)2. Unidades óticas (CD, DVD, Blu-ray).3. Memória RAM (memórias para uso

e memória CMOS).4. Memória Cache do processador

(usada para aumentar a performance e regular o uso do processador).

5. Memória ROM (usada nas BIOS).6. Memória cache do disco rígido.7. Placas de vídeo (possuem

memória).8. Entre outros. 20

Como funcionam os diferentes tipos de memória?1. A BIOS, que contém uma memória CMOS, verifica os dados de

inicialização dos dispositivos. Ela realiza uma série de verificações e até mesmos ajustes para a inicialização do micro.

2. Caso esteja tudo certo, é ativado o POST. O POST é uma série de testes nos dispositivos para ver se tudo está funcionando e se estão sendo reconhecidos. (Na tela, para o usuário, ele reconhece os discos e realiza testes na memória RAM).

3. A BIOS principal ativa outros BIOS (discos rígidos especiais, placas de vídeo, etc.).

4.  A BIOS localiza o MBR (Master Boot Record, tabela de partição mestre, onde são gravados os dados para que o disco rígido que contenha o sistema operacional seja carregado.

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5. O processador entra em cena manipulando os dados e os enviando ás memórias corretas (memória RAM, por exemplo).

6 . Se o mesmo programa for executado mais de uma vez, a memória cache, responsável por guardar as informações de programas usados, entra em cena, enviando os dados e deixando o processador livre para outras tarefas.

7. A memória RAM armazena os dados enviados pela memória cache que atualmente estão em uso. 

8. O disco rígido salva e lê os dados essenciais de acordo com a ordem do processador.

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Memórias ROMROM (gravada somente na fábrica uma

única vez)

PROM (gravada pelo usuário uma única vez)

EPROM (gravada e regravada utilizando-

se de técnicas de luz ultra-violeta)  EEPROM(memória gravada e regravada

quantas vezes necessário)

Essas memórias necessitam de uma bateria para manter os dados de usuário gravados para a inicialização personalizada do computador; caso essa bateria perca a carga ou seja removida as configurações de fábrica são restauradas.

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Funcionamento de uma memória RAM

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FPM e EDO são uma das primeiras

memórias criadas A tecnologia FPM (Fast Page Mode) foi utilizada para

desenvolver algumas memórias do padrão SIMM. Módulos com essa tecnologia podiam armazenar incríveis 256 kbytes. Basicamente, o diferencial dessa memória era a possibilidade de escrever ou ler múltiplos dados de uma linha sucessivamente.

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EDO As memórias com tecnologia EDO

apareceram em 1995, trazendo um aumento de desempenho de 5% se comparadas às que utilizavam a tecnologia FPM. A tecnologia EDO (Extended Data Out) era quase idêntica à FPM, exceto que possibilitava iniciar um novo ciclo de dados antes que os dados de saída do anterior fossem enviados para outros componentes.

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DIMM e SDRAM

Quando as fabricantes notaram que o padrão SIMM já não era o suficiente para comportar a quantidade de dados requisitados pelos processadores, foi necessário migrar para um novo padrão: o DIMM. A diferença básica é que com os módulos DIMM havia chips de memórias instalados dos dois lados (ou a possibilidade de instalar tais chips), o que poderia aumentar a quantidade de memória total de um único módulo.

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Outra mudança que chegou com as DIMM e causou impacto no desempenho dos computadores foi a alteração na transmissão de dados, que aumentou de 32 para 64 bits. O padrão DIMM foi o mais apropriado para o desenvolvimento de diversos outros padrões, assim surgiram diversos tipos de memórias baseados no DIMM, mas com ordenação (e número) de pinos e características diferentes.Com a evolução das DIMMs, as memórias SDRAM foram adotadas por padrão, deixando para trás o padrão DRAM. As SDRAMs são diferentes, pois têm os dados sincronizados com o barramento do sistema. Isso quer dizer que a memória aguarda por um pulso de sinal antes de responder. Com isso, ela pode operar em conjunto com os demais dispositivos e, em conseqüência, ter velocidade consideravelmente superior.

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RIMM e PC100

Pouco depois do padrão DIMM, apareceram as memórias RIMM. Muito semelhantes, as RIMM se diferenciavam basicamente pela ordenação e formato dos pinos. Houve certo incentivo por parte da Intel para a utilização de memórias RIMM, no entanto, o padrão não tinha grandes chances de prospectiva e foi abandonado ainda em 2001.As memórias RIMM ainda apareceram no Nintendo 64 e no Playstation 2 – o que comprova que elas tinham grande capacidade para determinadas atividades. Ocorre que, no entanto, o padrão não conseguiu acompanhar a evolução que ocorreu com as memórias DIMM.

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O padrão PC100 (que era uma memória SDR SDRAM) surgiu na mesma época em que as memórias RIMM estavam no auge. Esse padrão foi criado pela JEDEC, empresa que posteriormente definiu como seria o DDR. A partir do PC100, as fabricantes começaram a dar atenção ao quesito freqüência. Posteriormente, o sufixo PC serviu para indicar a largura de banda das memórias (como no caso de memórias PC3200 que tinham largura de 3200 MB/s).

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DDR, DDR2 e DDR3

Depois de mais de 30 anos de história, muitos padrões e tecnologias, finalmente chegamos aos tipos de memórias presentes nos computadores atuais. No começo, eram as memórias DDR, que operavam com freqüências de até 200 MHz. Apesar de esse ser o clock efetivo nos chips, o valor usado pelo barramento do sistema é de apenas metade, ou seja, 100 MHz.Assim, fica claro que a freqüência do BUS não duplica, o que ocorre é que o dobro de dados transita simultaneamente. Aliás, a sigla DDR significa Dupla Taxa de Transferência. Para entender como a taxa de transferência aumenta em duas vezes, basta realizar o cálculo:[número de bytes] x [freqüência do barramento] x 2Do padrão DDR para o DDR2 foi um pulo fácil. Bastou adicionar alguns circuitos para que a taxa de dados dobrasse novamente. Além do aumento na largura de banda, o padrão DDR2 veio para economizar energia e reduzir as temperaturas. As memórias DDR2 mais avançadas alcançam clocks de até 1.300 MHz (freqüência DDR), ou seja, 650 MHz real. 32

O padrão mais recente é o DDR3 que, como era de se esperar, tem o dobro de taxa de transferência se comparado ao DDR2. A tensão das memórias caiu novamente (de 1,8 V do DDR2 para 1,5 V) e a freqüência aumentou significativamente – é possível encontrar memórias que operam a 2.400 MHz (clock DDR).

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Significado de DDR

A DDR ou, Double Data Rate (taxa dupla de transferência) é mais um para a lista dos aperfeiçoamentos na engenharia das memórias RAM. Essa funcionalidade possibilita a transferência de dois dados simultaneamente.

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Outros padrõesEnquanto os computadores evoluíram baseados nas memórias DIMM, SDRAM, outros dispositivos aderiram a memórias alternativas. É o caso do Playstation 3, que aderiu à linha de memórias XDR DRAM. O padrão XDR é como se fosse um sucessor das antigas memórias baseadas no RIMM (também conhecida como memória Rambus DRAM).Existem ainda as memórias dedicadas para as placas gráficas. As principais são do padrão GDDR, variando entre a primeira geração e a quinta – a GDDR5. As memórias GDDR têm algumas semelhanças com os padrões DDR, mas diferem em alguns aspectos, incluindo as freqüências.

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Novas memórias DDR4Depois muitos anos com o padrão de memórias DDR3 imperando nos mais diversos segmentos, as fabricantes finalmente viram que o momento era ideal para fazer um upgrade para o padrão DDR4.

Depois, marcas como Samsung, Corsair e Crucial tiveram de aguardar até ter uma plataforma estável para os consumidores. Isto aconteceu apenas no fim do ano passado, com a chegada da linha de processadores Intel Haswell-E e as respectivas placas-mãe que davam suporte aos novos chips e módulos de memórias RAM.

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Diferença entre DDR3 e DDR4:

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