Introdução à Computação II
Profa. Rita de Cássia Catini
Faculdade Santa Lúcia
Memórias
São usadas para armazenar arquivos e programas que
estão sendo usados no computador ou que são usados
durante sua inicialização.
Podemos dividir as memórias em duas grandes
categorias: ROM e RAM.
Em todos os computadores encontramos ambos os tipos.
Cada um desses dois tipos é por sua vez, dividido em
Memória ROM
ROM significa Read Only Memory, ou seja, memória para apenas leitura.
Em uso normal, aceita apenas operações de leitura, não permitindo a realização de escritas.
São do tipo não voláteis, isto é, os dados gravados não são perdidos na ausência de energia elétrica ao dispositivo.
Alguns tipos de ROM aceitam operações de escrita, porém isto é feito através de programas apropriados, usando
Principais tipos: PROM
PROM (Programmable Read-Only Memory)
É um dos primeiros tipos de memória ROM.
A gravação dos dados é feita por um aparelho chamado “programador de ROM”, aplicando uma tensão (12V) aos compartimentos memória que devem ser marcados. Os compartimentos marcados correspondem ao zero, os outros ao 1.
Uma vez que isso ocorre, os dados gravados na memória PROM não podem ser apagados ou alterados.
Principais tipos: EPROM
EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)
Têm como principal característica a capacidade de
permitir que dados sejam regravados
no dispositivo.
Isso é feito com o auxílio de um componente que emite
luz ultravioleta. Nesse processo, os dados gravados
precisam ser
apagados por completo. Somente depois
disso é que uma nova gravação pode ser feita;
Principais tipos: EEPROM
EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory)
São também PROMs apagáveis.
Estes podem ser apagados por uma simples corrente elétrica, ou seja, podem ser apagadas mesmo quando estão posicionadas no computador.
EAROM (Electrically-Alterable Programmable Read-Only
Memory):
Tipo de EEPROM
Sua principal característica é o fato de que os dados gravados podem ser alterados aos poucos.
Utilizado em aplicações que exigem apenas reescrita parcial de informações;
MEMÓRIAS FLASH
Também podem ser vistas como um tipo de EEPROM,
porém o processo de gravação (e regravação) é muito mais rápido.
A diferença principal:
a EEPROM requer que os dados a serem escritos ou apagados
sejam manipulados em um byte
A memória Flash permite escrita ou apagamento em blocos, e
isto faz a memória Flash mais rápida.
Além disso, memórias Flash são mais duráveis e podem
guardar um volume elevado de dados.
BIOS - Basic Input/Output System
O BIOS é um programa de computador pré-gravado em memória permanente e executado por um computador quando ligado.
Ele é responsável pelo suporte básico de acesso ao hardware, bem como por iniciar a carga do sistema operacional.
Na memória ROM da placa-mãe existem mais dois programas chamados:
Setup (usado para configurar alguns parâmetros do BIOS)
POST (Power On Self Test) (uma seqüência de testes ao hardware do computador para verificar se o sistema se encontra em estado
Memória RAM
Random-Access Memory - Memória de Acesso Aleatório
É a memória responsável pela recepção dos dados enviados pela CPU.
Fornece dados anteriormente gravados, com um tempo de resposta e uma velocidade de transferência centenas de vezes superior à dos dispositivos de memória de massa, como o disco rígido.
Memória volátil: as informações gravadas se perdem quando não há mais energia elétrica.
Memória RAM
Disco Rígido
Ex: Usuário abre a aplicação MS-Word
Memória RAM Processador
Tipos de tecnologia
Há dois tipos que são muitos utilizados:
Estático: SRAM
Dinâmico: DRAM
Há também um tipo mais recente chamado de MRAM.
Magnetoresistive Random-Access Memory - RAM
Magneto-resistiva
Trata-se de um tipo de memória até certo ponto semelhante à
DRAM, mas que utiliza células magnéticas.
Consomem menor quantidade de energia, são mais rápidas e
armazenam dados por um longo tempo, mesmo na ausência de energia elétrica.
O problema das memórias MRAM é que elas armazenam pouca quantidade de dados e são muito caras.
SRAM
Static Random-Access Memory - RAM Estática)
Esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM,
porém armazena menos dados e possui preço elevado
se considerarmos o custo por megabyte.
DRAM
Dynamic Random-Access Memory - RAM Dinâmica)
Memórias desse tipo possuem alta capacidade de
armazenamento de dados.
No entanto, o acesso a essas informações costuma ser
mais lento que o acesso às memórias estáticas.
Esse tipo também costuma ter preço bem menor
quando comparado ao tipo estático
Tipos de encapsulamento de memória
O encapsulamento correspondente ao artefato que dá
forma física aos chips de memória.
DIP (Dual In-line Package): um dos primeiros tipos de
encapsulamento usados em memórias (XT e 286)
Como possui terminais de contato - "perninhas" –
seu encaixe ou mesmo sua colagem através de solda em placas
SOJ (Small Outline J-Lead):
esse encapsulamento recebe este nome porque seus
terminais de contato lembram a letra 'J'.
Foi bastante utilizado em módulos SIMM
Sua forma de fixação em placas é feita através de solda,
não requerendo furos na superfície do dispositivo
Tipos de encapsulamento de
memória
Tipos de encapsulamento de
memória
TSOP (Thin Small Outline Package):
Tipo de encapsulamento cuja espessura é bastante reduzida em relação aos padrões citados anteriormente
Seus terminais de contato são menores e além de mais finos
Aplicado em módulos de memória SDRAM e DDR
STSOP (Shrink Thin Small Outline Package):
Há uma variação desse
encapsulamento que é ainda mais fino;
CSP (Chip Scale Package):
Mais recente
Mais fino que os anteriores
Utiliza um tipo de encaixe chamado BGA (Ball Grid Array) e não pinos de contato (que lembram as
tradicionais "perninhas“).
Utilizado em módulos como DDR2 e DDR3
Tipos de encapsulamento de
memória
Nota: Normalmente você tem duas opções: ou você configura seu micro para usar as
temporizações padrão da memória – geralmente configuradas como “Auto” no setup do micro –, ou você configura manualmente o seu micro para usar temporizações menores, que pode aumentar o desempenho do seu micro. Note que nem toda placa-mãe permite que você altere as temporizações da memória.
Características que diferenciam as
memórias RAM:
Tipo (DIMM, EDO, DDR etc.)
• Clock (Frequência) medida em hertz (Ex: 166Mhz),
quanto maior mais rápida é a memória.
• Temporizações: medem o tempo em que o chip de
memória demora para fazer algo internamente. (Ex: 3-3-3-8)
• Designa o tempo que se leva para escrever/ler um dado na memória.
• Medida mais importante: Latência
• indica a quantidade de pulsos de clock que o módulo de memória
leva para retornar um dado solicitado pelo processador, quanto maior a latência, mais lenta é a memória.
Módulos de memória
Módulo ou Pente:
uma pequena placa onde são instalados os encapsulamentos de
memória.
Essa placa é encaixada na placa-mãe por meio de encaixes (slots) específicos para isso.
Tipos mais comuns de módulos:
SIPP (Single In-Line Pins Package)
SIMM (Single In-Line Memory Module)
DIMM (Double In-Line Memory Module) RIMM (Rambus In-Line Memory Module)
SIPP
SIPP (Single In-Line Pins Package)
É um dos primeiros tipos de módulos que chegaram ao
mercado.
É formato por chips com encapsulamento DIP que em
geral, eram soldados na placa-mãe.
DIP (Dual In-line
Package) – foi usada no 8086
SIPP (Single Inline
Pin Package) – foi usada nos 80186
SIMM
Módulos SIMM (Single In Line Memory Module): nome justificável porque existe uma única via de contatos.
Apresentaram duas versões:
SIMM 30 vias:
• Era formada por um conjunto de 8 chips (ou 9, para paridade).
• Podiam transferir um byte por ciclo de clock. • Podiam ser encontrados com capacidades que iam de 1 MB a 16 MB
• Foi usada nos 80286 e alguns 80386.
SIMM 72 vias
• Chamada popularmente de memória EDO • Maior e capaz de transferir 32 bits por vez.
• Eram comumente encontrados com capacidades que iam de 4 MB a 64 MB • Foi usada nos 80486, Pentium I, AMD K5
DIMM
Módulos DIMM (Double In-Line Memory Module): o nome se
dá por terem terminais de contatos em ambos os lados do pente.
São capazes de transmitir 64 bits por vez.
Versões:
Módulos de 168 pinos: A primeira versão - aplicada em memória
SDR SDRAM.
Módulos de 184 vias: utilizados em memórias DDR.
módulos de 240 vias: utilizados em módulos DDR2 e DDR3.
módulos de 284 vias: utilizados em módulos DDR4.
Existe um padrão DIMM de tamanho reduzido chamado
SODIMM (Small Outline DIMM), que são utilizados
Nota: A memória “DIMM” tem dois cortes.
SDR SDRAM-DIMM - 168 vias
Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory – Dual Inline Memory Module:
Significa que essa memória trabalha de forma dinâmica e sincronizada e tem contatos dos dois lados e envia 1 dado por pulso de clock
É popularmente chamada apenas de memória DIMM
Essa memória ainda é muito encontrada em diversos computadores:
apareceu com os Pentium I, e ficou no mercado, até alguns Pentium 4/Athlon XP.
DDR SDRAM-DIMM 184 vias
Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory –
Dual Inline Memory Modulo
Significa que essa memória trabalha de forma dinâmica e sincronizada e tem contatos dos dois lados.
O grande diferencial dela é enviar 2 dados por pulso de clock (o dobro da versão anterior).
Nessa época a memória RAM ficou muito defasada em relação a velocidade dos processadores então surgiu a necessidade de ter memórias mais
rápidas.
É popularmente chamada apenas de memória DDR1
Surgiu com os Athlon XP e Pentium 4 e perdura em muitos micros até hoje.
DDR2 SDRAM-DIMM 240 vias
Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory –
Dual Inline Memory Module
o mesmo significado da DDR1, é popularmente chamada apenas de memória DDR2.
São capazes de realizar quatro operações de leitura ou escrita por ciclo de clock.
Surgiu com os Athlon 64 e com os últimos Pentium 4 e predomina em vendas no mercado.
DDR3 SDRAM-DIMM 240 vias
Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory – Dual Inline Memory Module
o mesmo significado da DDR1, é popularmente chamada apenas de memória DDR3.
São capazes de realizar oito operações de leitura ou escrita por ciclo de clock.
Trabalha na tensão de 1,5V.
Capacidade de armazenamento dos chip: Atualmente, temos módulos DDR3 que têm variações de densidade de 512 a 8 GB.
DDR4 SDRAM-DIMM 284 vias
Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory – Dual Inline Memory Module
o mesmo significado da DDR1, é popularmente chamada apenas de memória DDR4.
Principais clientes serão os servidores.
Capacidade de armazenamento dos chip: têm variações de densidade de 2 a 16 GB.
Trabalha na tensão de 1,2V.
As peças DDR4 para ultrabooks e tablets deve operar com a tensão de 1,05 volt
É preciso suporte dos demais componentes: processadores e placas-mãe compatíveis.
Dual channel
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.
Considerando que todos os outros parâmetros
permaneçam os mesmos (clock, por exemplo), a taxa de transferência máxima teórica da memória é dobrada com o uso desta tecnologia.
Exemplo: Habilitando a tecnologia de dois canais com os módulos DDR2-800:
A taxa de transferência máxima teórica da memória é dobrada, passando de 6.400 MB/s para 12.800 MB/s a cada pulso de clock.
Triple-Channel
Disponível a partir da linha de processadores Intel Core i7
Neste modo, as memórias passam a trabalhar com o triplo de dados por ciclo.
Assim, se cada canal transmite 64 bits, temos então um total de 192 bits por vez.
São necessários:
três pentes de memória
chipset e processador compatíveis
RIMM
Rambus In-Line Memory Module: formado por 168 vias
Padrão proprietário da empresa Rambus Inc.
Trabalham em pares com "módulos vazios" ou "pentes cegos". Isso significa que, para cada módulo Rambus instalado, um "módulo vazio" tem que ser instalado em outro slot.
Elas são diferentes do padrão SDRAM:
trabalham apenas com 16 bits por vez
trabalham com frequência de 400 MHz
duas operações por ciclo de clock.
Desvantagens:
taxas de latência muito altas
aquecimento elevado
maior custo.
Memórias para a placas gráficas
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 frequências.
Cache
Apesar de toda a evolução, a memória RAM continua
sendo muito mais lenta que o processador.
A memória estática pode trabalhar na mesma velocidade
do processador, porque cada bit de dado é armazenado
em um circuito chamado flip-flop,
que pode fornecer dados com latência zero ou com uma
latência muito pequena já porque os flip-flops não necessitam de períodos de refresh.
Refresh: capacitores, usados para armazenar cada bit nas
memórias dinâmicas, perdem suas cargas elétricas depois de um determinado tempo e precisam ser recarregadas.
Cache
Para atenuar a diferença, são usados níveis de cache, incluídos no próprio processador: o cache L1, o cache L2 , o cache L3,
O cache L1 é extremamente rápido, trabalhando na freqüência nativa do processador.
Em seguida vem o cache L2, que é mais lento tanto em termos de tempo de acesso (o tempo necessário para iniciar a
transferência) quanto em largura de banda, mas é bem mais econômico em termos de transistores, permitindo que seja usado em maior quantidade.
Memória Virtual
O sistema operacional usa essa técnica quando a memória RAM disponível é insuficiente para manter todos os programas abertos, e executar funções que demandam mais memória.
Exemplo: o usuário abre diversos programas na área de
trabalho, e de repente abre uma aplicação que requer muita memória RAM, então:
o sistema aloca algumas aplicações abertas no Disco Rígido num arquivo/partição pré-definido pelo sistema
dá prioridade de memória a última aplicação.
Problema: o disco rígido é muito mais lento que a memória RAM,
então quando se fecha a aplicação acontece lentidão ao retornar, porque o sistema está “copiando” de volta para a memória RAM aquilo que ficou em segundo plano.
Memória Virtual
Ex: Fluxo memória Virtual
Disco Rígido
Memória RAM Processador
App. em 2º Plano
Sistema usando memória virtual quando uma aplicação que requer mais
memória Disco Rígido Memória RAM Processador App. em 2º Plano Sistema retornando de uma aplicação “pesada”
Referências
MEIRELLES, Fernando de Souza. Informática: novas
aplicações com microcomputadores. 2 ed. São Paulo:
Pearson Education, 1994.
www.hardware.com.br
