Memorias

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INFRAESTRUTURA DE

HARDWARE

Professor: Paulo Thiago lima do Nascimento

Graduado em Mecatrônica Industrial Especialista em Engenharia de Sistemas

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Assunto

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Memórias

memória RAM

Desde uma calculadora xing-ling, até um grande mainframe, não existe nenhum tipo que computador que não utilize memória RAM.

Processador

• _{Utiliza a memória RAM para armazenar programas e dados que}

estão em uso

• _{Não trabalhar sem ter pelo menos uma quantidade mínima dela.} Nos computadores atuais, A VELOCIDADE DE ACESSO À

MEMÓRIA RAM é um dos principais determinantes da PERFORMANCE, daí a vital importância do uso da memória cache.

Principal componente de qualquer computador

Processador

Sua principal

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Memórias

• _{Selecionar o endereço que está sendo acessado para uma}

operação de leitura ou escrita.

• _{Selecionar a operação a ser realizada, leitura ou escrita.} • _{Fornecer os dados de entrada para a operação de escrita.}

• _{Manter estáveis as informações de saída da memória}

resultantes de uma operação de leitura, durante um tempo determinado.

• _{Habilitar (ou desabilitar) a memória, de forma a fazê-la (ou}

não) responder ao endereço na entrada e ao comando de leitura/escrita.

Existem diferentes tipos de memória, mas todos com um certo conjunto de princípios básicos de operação .

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Memórias

MEMÓRIAS DE LEITURA - ROM

• _{Usadas para guardar instruções e dados que não vão}

mudar durante o processo de operação do sistema.

• _{São não-voláteis, os dados nela armazenados não se}

perdem quando o equipamento é desligado.

Principais aplicações :

• _{Armazenamento de alguns programas do sistema}

operacional dos microcomputadores

• _{Armazenar informações em equipamentos controlados}

por microprocessadores (caixas registradoras

eletrônicas, sistemas de segurança industrial e

aparelhos eletrodomésticos)

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Em relação aos dados que estão armazenados temos os

tipos de ROM :

• _{Gravados durante o processo de fabricação da memória.}

• _{Gravados eletricamente.}

Memórias

Processo de gravação de dados é chamado de

programação, ou queima, da ROM.

Algumas podem apagar e regravar seus dados quantas

vezes forem necessárias

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Memórias

TIPOS DE MEMÓRIAS DE LEITURA - ROM

ROM PROGRAMADA POR MÁSCARA - MROM

• _{Posições de memória escritas (programadas) pelo fabricante de} acordo com as especificações do cliente.

• _{Negativo fotográfico (máscara) : usado definir as conexões elétricas} do chip. Uma máscara diferente p/ cada conjunto de informações a ser armazenado na ROM.

• _{Máscaras são caras, só será viável o uso se for produzido grande} quantidade

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Memórias

ROMs PROGRAMÁVEIS - PROMs

• _{Aplicações : projetos mais modestos em termos de quantidades de} chips a ser produzidos (PROMs a fusível)

• _{Programáveis pelo usuário, não são programadas durante o} processo de fabricação

• _{Depois de programada, torna-se uma MROM, (não pode ser} apagada e novamente programada)

ROM PROGRAMÁVEL APAGÁVEL - EPROM

• _{Pode ser programada pelo usuário}

• _{Pode ser apagada e reprogramada quantas vezes forem necessárias} • _{Depois de programada, comporta-se como memória não-volátil}

• _{Se uma célula tenha sido programada, é possível apaga-la expondo} à radiação ultravioleta, aplicada através da janela do chip (15 a 30 minutos aos raios ultravioletas) e apaga-se todas as células ao

mesmo tempo

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Memórias

ROM PROGRAMÁVEL APAGÁVEL ELETRICAMENTE - EEPROM

• _{Desenvolvida no início dos anos 80} • _{Aperfeiçoamento da idéia da PROM.} • _{Vantagem sobre a EPROM :}

• _{Possibilidade de apagamento e reprogramação de palavras} individuais

• _{Totalmente apagada em 10 ms, no próprio circuito, (30 minutos} para uma EPROM que é retirada do circuito para ação da luz ultravioleta)

• _{Programada mais rapidamente : um pulso de programação de 10} ms para cada palavra (EPROM necessários 50 ms para se

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Memórias

APLICAÇÕES DAS ROMs

FIRMWARE ( MICROPROGRAMA )

Programas que não estão sujeitos a mudança.

Sistemas Operacionais, Interpretadores de linguagem, etc.

MEMÓRIA DE PARTIDA FRIA ( BOOTSTRAP )

Programa que leva o processador a inicializar o sistema, fazendo com que a parte residente do sistema operacional seja transferida da memória de massa para a memória interna

TABELAS DE DADOS

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Memórias

CONVERSORES DE DADOS

Recebem um dado expresso em determinado tipo de código, e produzem uma saída expressa em outro tipo de código.

Exemplo : Microprocessador fornece saída de dados em binário puro, e precisa-se converter para BCD (display de 7 segmentos)

GERADORES DE CARACTERES

Armazena os códigos do padrão de pontos de cada caracter em um endereço que corresponde ao código ASCII do caracter em questão. Por exemplo: Endereço 1000001 ( 41H ) corresponde a letra “A”

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Memórias

MEMÓRIAS DE ACESSO RANDÔMICO - RAM

Memória com igual facilidade de acesso a todos os endereços, no qual o tempo de acesso a qualquer um deles é constante

Usada pelo processador para executar programas e armazenar dados

Desvantagem : São voláteis

Algumas RAMs, com a CMOS

Operam em standby (pouco consumo) quando não estão sendo acessadas

Alimentadas por baterias

Mantem seus dados armazenados na ocorrência de eventuais interrupções de energia

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Circuito Controlador de Memória (faz parte do chipset)

Usado para ler e gravar dados, e controlar todo o trânsito de dados entre a memória e os demais componentes

Dividide-se os módulos de memória em linhas e colunas

RAS (Row Address Strobe), nº da linha da qual o transístor faz CAS (Collum Address Strobe), que corresponde à coluna.

Acesso a dados

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Memórias

Tipos de RAM (formato físico)

Módulo DIP (Dual in Parallel)

• _{Encapsulamento em plástico ou cerâmica. Também usado em vários} componentes

• _{Soldados diretamente à placa mãe (alguns casos, encaixados} individualmente em soquetes)

• _{Dificultar upgrades de memória ou a substituição de módulos com} defeito.

• _{Usada na época do XT e em alguns micros 286} • _{Eram encaixados na placa mãe (pequenos}

chips)

• _{Módulos de 8 bits}

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Memórias

Módulo SIPP (Single in Line Pin Package)

• _{Usados em micros 286 e nos 1ºs 386} • _{Módulos de 8 bits}

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Memórias

Módulo SIMM (SINGLE INLINE MODULE MEMORY)

• _{Utilizados em micros 386 e 486}

• _{Capazes de transferir 8 bits (30 vias) e 32 bits (72 vias) por ciclo} • _{Pinagem:30 ou 72 (reflete a capacidade)}

• _{Capacidade : 256 Kb até 16 Mb (mais comuns 512 KB, 1MB e 4 MB)} • _{Velocidade: 70 a 100 ns (30 vias) 60 a 80 ns (72 vias EDO)}

• _{Chip de Paridade : CI que calcula a paridade da informação} armazenada (se ocorrer algum erro é acionada)

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Memórias

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Memórias

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Memórias

Módulo DIMM de 168 pinos

"Double In Line Memory Module" ou

"módulo de memória com duas linhas de contato". • _{Possuem contatos em ambos os lados do módulo} • _{Trabalham com palavras binárias de 64 bits}

• _{1 módulo é suficiente para preencher um banco de memória em} Pentium ou superior, dispensando seu uso em pares

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Memórias

Tipos de RAM (tecnologia)

Dynamic RAM (DRAM) :

• _{Usada na fabricação dos pentes 30, 72 e 168 pinos}

• _{Precisa ser constantemente reenergizado para não perder os} dados gravados

Fast Page Mode RAM (FPM RAM)

• _{Mais velho e menos sofisticado tipo de RAM} • _{Usada em micros 486 e Pentiums mais antigos} • _{Velocidades de 80, 70 e 60 ns.}

• _{Velocidades de barramento de até 66 MHz}

• _{Encontrada em Modulos SIMM de 30 e 72 vias}

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Memórias

Extended Data Output RAM (EDO RAM)

• _{Foi um dos tipos mais usado} • _{Velocidades de 70, 60 e 50 ns}

• _{Diferença com a FPM : A EDO é cerca de 20% mais rápida}

• _{Usado em pentes de 72 vias e em alguns modelos de pentes de} 168 vias.

• _{EDO de 60 e 50 ns (de boa qualidade) suportam barramento de} 75 MHz.

• _{Alguns casos suporta barramento de 83 MHz ... (se vc fizer uma} gambi... hehehe)

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Memórias

Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)

• Trabalham sincronizadas com os ciclos da placa mãe • _{Encontrada em Pentes de memória DIMM}

• _{10% mais rápida que as EDO} • _{Velocidade de 10, 8 e 7 ns,}

• _{Teoricamente funcionaria à 124 MHz} • _{Prática dificilmente passam de 83 MHz}

• _{Não são adequadas para placas c/ barramento de 100 MHz.}

Burst Extended Data Output RAM (BEDO RAM)

• _{EDO melhorado}

• Mais rápida ( 30 %)

• Suportado em alguns modelos de placa mãe (chipsets Intel) • _{Nunca foram utilizadas em larga escala}

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Memórias

Memórias PC-100 (ou memórias de 100 MHz)

• _{São SDRAM com aperfeiçoamentos} • _{Funciona estável com bus de 100 MHz} • _{ALERTAS :}

• _{Placas mãe com chipset BX (suportam bus de 100 MHz) só} aceitam funcionar com memória PC-100, recusando SDRAM comuns.

• _{Vendem-se SDRAM de 8 ou 7 ns como de 100 MHz “mentira”} • _{As PC-100 possuem várias diferenças de arquitetura.}

PC-133

• _{São utilizadas pelas versões de 133 MHz do Pentium III e do AMD} Athlon

• _{Funcionam em placas de 66 e 100 MHz} • _{Já estão produzindo PC-150}

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Double Data Rate-Synchronous DRAM (DDR-SDRAM)

• _{SDRAM que suporta 2 transferências de dados/ciclo clock} (dobrando a velocidade de acesso)

• _{Suportar velocidades de barramento de 200 MHz} • _{Também chamada de SDRAM II.}

• _{Bastante utilizada em placas de vídeo 3D} • _{Preço Acessível, produção larga escala}

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RDRAM "Rambus Inline Memory Modules" ou RIMMs

• _{Barramento de dados 16 bits (contra 64 bits da SDRAM),}

• _{Freq. de barramento de até 400 MHz (2 transferências/ciclo)}

(na prática = freq. de 800 MHz)

• _{Taxa de 1.6 GB/s}

• _{Arquitetura completamente nova}

Exige modificações muito maiores nos chipsets

Maiores custos de desenvolvimento e produção. Bem + cara!!

Memórias

• _{Únicas suportadas pelos chipsets para processadores Pentium 4}

• _{Problema : 16 bits => diminui a velocidade do acesso}

• _{Aquecem bastante devido à alta frequência de operação}

• _{Proteção de metal sobre os chips de memória}

• _{Facilitar a dissipação de calor}

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Memórias

Static RAM:

• _{Usada no cache L2 (cache externo)}

• _{Muito mais rápida e muito mais cara do que DRAM}

Usada em pequena quantidade (256, 512, 1024 e 2048 kB • _{Agilizar a troca de dados entre o processador e a DRAM} • _{Encapsulamento DIPP (Dual In-line Pin Package)}

Non-Volatile Random Access Memory (NVRAM)

• _{Conhecida como Flash RAM}

• _{RAM que não perde os dados quando desligada} • _{Usadas para armazenar os dados da BIOS}

• _{Permite um upgrade de BIOS.}

Exemplo : Micro com 256 kB de cache L2, chega a ser 30% mais rápido a nível de processamento do que um com a mesma

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Memórias

CACHE

• _{Armazena dados que são acessados com mais freqüência pelo}

processador

• _{Evitando que acesse DRAM (mais lenta)}

Exemplos de índice de cache-hit :

• _{Micro com 512 kB de cache e 16 MB de RAM Cache-hit = 98%}

• _{Micros c/ 64 MB de DRAM Cache-hit supera os 90%.}

• _{Cache trabalha na velocidade do processador}

• _{DRAM depende da inclusão de wait states}

Pode ser de três formas:

• _{Soldada na própria placa-mãe,}

• _{Soquete especial (possibilitando a expansão com a troca do módulo),}

• _{Nas duas configurações simultaneamente.}

• _{Cache também em HD, Controladoras, etc}

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Memórias

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REFERÊNCIAS

MORIMOTO, Carlos Eduardo. Hardware o Guia Definitivo, Editora Sul, 2007.

Disponível em: