Memória de Computadores

Kepler Oliveira de Mesquita
Israel

Memória RAM

           Ram (Random Access Memory) é uma memória rápida onde se encontram armazenados, temporariamente, os dados e as instruções correspondentes a um dado programa em execução. Ao contrário da memória Rom (Read Only Memory), esta memória permite que lhe sejam feitas operações de escrita e de leitura. Esta memória funciona em forma de acesso aleatório (Random Access Memory).
Chama-se de acesso aleatório porque o processador consente à informação que está na memória em qualquer ponto sem ter que consentir à informação e mais recente. A ram é constantemente atualizada enquanto o computador está em uso e perde seus dados quando o computador é desligado. A Memória Ram é a classificada em Dram, Sram e TagRam.

Memória ROM

        A Rom (Read Only Memory) é uma memória semelhante a Ram, mas que permite apenas acessos de leitura. Isto significa que o processador consegue ler a informação que necessita da Rom, mas não pode lá escrever nada. Esta presente também na configuração da Bios, como também na configuração de diferentes dispositivos instalados, configurados em memória Rom.
O Rom standard é escrito durante o processo de produção de um componente e nunca pode ser mudado. Porém existem alguns tipos de Rom que podem ser mudados.

Eprom: (Erasable Memória Somente de leitura Programável) Ele enfraquece o RoM, expondo uma luz ultravioleta. Os fabricantes usam isto para ser capaz a erros de efetuar a correção no Rom.
 
Eeprom: (Electrically Erasable Memória Somente de leitura Programável) Ele enfraquece o Rom, e você pode reprogramar por meio de uma carga elétrica, porém, você só pode mudar um byte por vez. 

Brilhe Memory: É um tipo de Eeprom que você pode reprogramar em blocos. Usa-se na Bios, e o resultado se chama Flash Bios.

Memória  DRAM

       É a memória de acesso dinâmica aleatória (Memória de Acesso Dinâmica). Está organizada em endereços de memória, e isso é substituído muitas vezes por segundo. A Dram é utilizada como memória de trabalho, e nela pode ser obtida muita quantidade de dados, podendo aplicar trabalhos simultâneos, como a velocidade, devido a não necessidade de buscar dados continuamente no disco rígido, que está muito mais lento. 
       A Dram pode ser de tipos diferentes, de acordo com sua tecnologia de produção: Fpm, Edo, Sdram, Bedo e mais recente Rdram. Também, qualquer uma pode ser apresentada em módulos sem paridade, com paridade ou de tipo Ecc.
       Os módulos com paridade são distintos porque eles têm um número estranho de chips. Os chips são utilizados para conferir o fluxo de dados e eliminar os erros que podem acontecer. Este tipo é especialmente usado em computadores que trabalham como servidores, pela necessidade que existe de manter a integridade dos dados porque o preço destes módulos é muito superior aos módulos sem paridade, e isso seria muito caro para usuários domésticos. Os módulos de Ecc (Código de Correção de Erro) também são usados em servidores e eles possuem outro método diferente de correção de erros, embora mais preciso que o prévio.
      A diferença consiste em que nos módulos com paridade, cada byte é comparado antes, e depois passam pelo Dram, e se um erro é descoberto e ele perde a informação, o processo é repetido, mas não é conhecido onde aconteceu o erro. Nos módulos ECC os erros são descobertos e corrigidos com mais precisão, por isso esta última tecnologia é mais cara. Os módulos sem paridade, não são descobertos os erros e os dados são processados como se não se acontece nada com a corrupção ascendente de dados que levam colocando ocasionalmente nos times sem saber porque. 

TagRAM

Este tipo de memória aloja os endereços de qualquer dado da Dram. Trabalha assim: se o processador acha um endereço no Tagram, procurará os dados diretamente no cache, se não, os procurará diretamente à memória principal. Quando uma pessoa fala em Cacheable Memory em placas de Pentium com chipsets 430FX, 430VX, 430HX e 430TX da Intel, está se referimos à quantidade de Tagram, quer dizer, a quantidade de dados de memória que eles podem ser armazenar no cache. Um das desvantagens deste chipset, é que só podem ser armazenados os dados de 64 MB de Tagram, e com isso que, em certos casos, neste chipset, ocorre uma queda de rendimento, e a necessidade de colocar mais de 64 MB RAM de memória. Apesar da modernidade do design, nos servidores ou as placas de vídeo talvez seria mais conveniente usar um chipset 430HX da Intel. 

SRAM ( Static Random Acess Memory)

  A Memória Estática de Acesso Aleatório é a alternativa ao Dram. Ela não precisa de tanta eletricidade para seu refresco e substituição dos endereços, trabalha mais rápido porque não está substituindo constantemente as instruções e os valores armazenaram nela. A desvantagem é seu custo alto comparado com o Dram. Pode armazenar e recuperar os dados depressa e é normalmente conhecido como Memória Cache.

Cache
  
        A cache é uma memória de pequenas dimensões e de acesso bastante rápido, que se coloca entre a memória principal (Ram) e o processador. As caches usadas nos Pcs atuais têm tamanhos que variam entre os 256 e os 512 kbytes. Quando o processador pede acesso à memória, o endereço e o valor que estão no cache, ele o copiará da memória e substituirá o valor velho, de modo que o processador possa trabalhar com mais velocidade os dados usados, e acelerar todo o processo.
Um tamanho maior implica em uma velocidade de processo maior, como isto os processadores Pentium clássicos (16Kb de cache L1) e o Pentium Mmx (32 Kb de cache L1), ou os processadores K6 de Amd e os processadores Cyryx com extensões Mmx (64Kb de cache L1), devido à utilização de um sistema operacional Windows, OS/2 ou Unix onde as exigências são de cor muito altas e onde precisam que eles armazenem grande quantidade de dados. Existem três tipos de cache: O Async Sram: o cache dos primeiros 386, 486 e primeiro Pentium, mais rápido que o Dram, mas isso que causa a lentidão do processador. A velocidade dele é de 20 ns. Outro modelo de cache é o Pb Sram, que trabalha de modo contínuo sincronizado com o processador a velocidades de até 133 MHz. Leva um pouco mais carregando os dados, mas uma vez carregado, o processador pode trabalhar com mais velocidade. A velocidade dele é de 4.5 ns a 8 ns. 

Bus

      O bus de expansão é um bus utilizado na transferência de dados entre as placas de expansão e a placa principal do computador. Já o bus Isa (Industry Standard Architecture) é um bus de Expansão de 16 bits, o que quer dizer que se conseguem transferir palavras de 16 bits de uma só vez. O aparecimento de novos processadores, capazes de processar grandes quantidades de informação, fez nascer um bus mais rápido e mais adequado às velocidades do processador: o bus local. 
       Estes buses, dos quais o Vesa Local Bus (Vlb) é um exemplo, destinam-se principalmente ao suporte de placas vídeo e de outros dispositivos com grandes requisitos de velocidade. O bus Pci (Peripheral Component Interconnect) é um bus genérico, que permite transferências de informação a grandes velocidades. Além disso, este bus apresenta a grande vantagem de ser compatível no seu funcionamento com buses anteriores, como o bus Isa. 

FPM (Fast Mode Page)

       Fast Page Mode, utilizadas em placas de vídeo, funciona como transferência os dados, o chamado paginamento rápido. É a memória normal, Edo (Extract Data Output), e até dois anos atrás era a mais popular. Era comum nos computadores 486 e no primeiro Pentium, acabava alcançando velocidades de até 60 nanosegundos (ns). Foi apresentado em módulos Simm de 16 bits para 486 e 32 bits para os últimos distintivos 486 e os últimos Pentium. 
       A memória Edo, enquanto o tipo de memória Fpm só poderia consentir a um único byte, uma instrução ou valor de informação, a memória que Edo permite mover um bloco completo para o cache interno do processador para que aja um acesso mais rápido por parte disto. A sua melhor qualidade lhe fez alcançar velocidades de até 45 ns, e os usuários do Pentium ficaram muito satisfeitos com o seu rendimento. 
      A favor dele, o primeiro Pentium II que exigem velocidade de processo maior. A compatibilidade dele é muito alta aliada com o seu baixo preço, o transformou na opção mais popular hoje em dia. São apresentados em módulos Simm 32 bits e módulos Dimm (Dual In-line Memory) de 64 bits - o formato Dimm não deve ser confundido com a memória Sdram (Synchronous Dram), que é sincronizado com o processador, quer dizer, o processador pode obter informação em cada ciclo de tempo, sem a necessidade do aguardo, como no caso dos tipos prévios trabalhando com uma velocidade de máximo de Bus de 66 MHz. 
      Porém, a memória Sdram pode aceitar velocidades de Bus de até 100 MHz, o que diz muito a favor de sua estabilidade e acabou alcançando velocidades de 10 ns. É apresentado em módulos Dimm de 64 bits, igual aos processadores Pentium. 

Dimm, Simm, Sdram, Edo

        Atualmente os circuitos que compõem a memória Ram são soldados em uma plaquetinha, a fim de facilitar a instalação. Simm e Dimm dizem respeito ao aspecto físico do módulo de memória: módulos Simm-72 possuem 72 terminais e módulos Dimm possuem 168 terminais. O aspecto físico do módulo não influencia no desempenho do micro.
        Já Edo e Sdram dizem respeito ao tipo de tecnologia com que os circuitos de memória são fabricados. Atualmente os módulos Simm-72 utilizam circuitos Edo, enquanto os módulos Dimm utilizam circuitos Sdram - que são mais rápidos que os circuitos Edo. Os módulos de memória Simm 72 são módulos de 32 bits. A memória deverá ser de 64 bits para ser compatível com o processador. Desta forma, você deverá instalar memória no micro de dois em dois módulos, para que o processador acesse os 64 bits por vez.
       Os módulos de cada dupla devem ser de mesma capacidade, mas a capacidade total de cada dupla pode ser diferente. O importante é que todos os módulos tenham o mesmo tempo de acesso e, preferencialmente, a mesma tecnologia (Fpm ou Edo). A memória Ram é constituída fisicamente através de módulos chamados Simm. Atualmente os módulos Simm possuem 72 terminais e são módulos de 32 bits. Em relação à tecnologia empregada na construção dos circuitos integrados que compõem o módulo, existem duas tecnologias: Fpm (Fast Page Mode) e Edo (Extended Data Out). 
       Esta última foi desenvolvida especialmente para processadores Pentium e superiores, pois a freqüência de operação da placa-mãe Pentium é muito alta para memórias Fpm, o que fazia com que o processador utilizasse mais wait states para acessá-la (wait states são pulsos de clock em que o processador fazendo nada, esperando apenas a memória ficar pronta para receber mais dados). O 5x86 não é um Pentium nem ao menos Pentium-compatível. O 5x86 tanto da Cyrix quanto da Amd são "486s turbinados", pois utilizam placas-mãe 486, que são placas-mãe de 32 bits.
       O Pentium e processadores Pentium-compatíveis (6x86 da Cyrix e 5K86 da Amd) acessam a memória a 64 bits e, portanto, necessitam de um modelo diferente de placa-mãe. A memória Edo não funciona com 486s (e logo também não funciona com 5x86s), pois utiliza uma tecnologia especial própria para placas-mãe Pentium, ou seja, a memória Edo é incompatível com placas-mãe 486 - assim como um Pentium é incompatível com uma placa-mãe 486.
      Para instalar memória em um micro (independentemente da tecnologia de construção dos circuitos integrados) deveremos perfazer o mesmo número de bits do processador. O 486 e o 5x86 são processadores de 32 bits. Como o módulo Simm-72 também é de 32 bits, você não encontrará problema algum. Basta instalar no micro quantos módulos quiser, com qual capacidade desejar.
      Já o Pentium, Pentium Pro e outros processadores Pentium-compatíveis (6x86 e 5K86) apesar de processarem programas de 32 bits, acessam a memória a 64 bits. Como cada módulo Simm-72 só consegue armazenar 32 bits por vez, deveremos utilizar dois módulos para perfazer os 64 bits que o processador manipula. Desta forma, para instalar memória em microcomputadores baseados nestes processadores, você obrigatoriamente deverá instalá-la aos pares, sendo que cada "dupla" deverá possuir a mesma capacidade. 
      Se você for instalar 8 MB de memória em um Pentium, obrigatoriamente deverá ser 2 módulos de 4 MB, pois um único módulo de 8 MB não funcionará. "Duplas" diferentes poderão ter capacidades diferentes. Podemos instalar 2 módulos de 4 MB e 2 módulos de 8 MB, perfazendo um total de 24 MB. 12. PC-100 DRAM São memórias capazes de operar corretamente a até 100 MHz. Esse tipo de memória caracteriza-se por ter um tempo de acesso estampado de 8 ns ou inferior. Memórias com tempo superior a esse (-10, -12) são classificadas como PC-66 e funcionam somente a até 66 MHz. 
     Este tipo de memória, que possuem tempo de acesso de 8 ns, em princípio com tecnologia Sdram, embora também ha Edo , completa as especificações estabelecidas pela Intel para a operação correta e estável da Ram com Bus de 100MHz implementado no chipset 440BX. A utilização para este tipo é em circuitos impressos de alta qualidade, identificado com a face: Pc100-abc-def.

Memória Convencional, Expandida e Reservada

       Memória convencional é o nome dado aos primeiros 640 KB de memória Ram do micro. Já memória estendida (ou Xms) é o nome dado à memória instalada acima de 1 MB de memória. Em um micro com 16 MB de memória, a memória estendida tem 15 MB de tamanho. A área entre 640 KB e 1 MB chama-se memória superior ou Umb. Memória convencional: 0 - 640 KB (640 KB) Memória superior (Umb): 640 KB - 1 MB (384 KB) Memória estendida (Xms): 1 MB - 16 MB (15 MB) O processador possui dois modos de operação: modo real e modo protegido.
       Quando o processador está no modo real, ele acessa somente até 1 MB de memória. O Dos é um sistema operacional de modo real e, por esse motivo, não conseguia acessar mais de 1 MB de memória. Nessa época, os fabricantes desenvolveram uma técnica que permitia o processador acessar mais de 1 MB de memória mesmo ele estando em modo real. Essa técnica chamava-se memória expandida ou Ems. 
       Atualmente, como todos os sistemas operacionais (incluindo o Windows 3.x e o Windows 9x) trabalham em modo protegido (que permite ao processador acessar diretamente toda a memória Ram instalada no micro), as técnicas de memória expandidas não fazem mais sentido. A grande confusão criada foi em relação à nomenclatura: memória convencional, superior e estendida têm correspondência com alguma área da memória Ram do micro, enquanto memória expandida é apenas o nome de uma técnica usada para acessar a memória acima de 1 MB (ou seja, a memória estendida). 
       Na área de memória superior (área entre 640 KB e 1 MB) podemos carregar drivers e programas residentes em memória, liberando mais memória convencional para uso. Essa área entre 640 KB e 1 MB também pode ser usada para uma técnica chamada shadow de memória, que consiste em copiar o conteúdo da memória Rom do micro (o Bios) e da memória Rom da placa de vídeo (Bios de vídeo) para a memória Ram, fazendo com que o processador acesse o conteúdo contido na Ram em vez de ter de acessar a Rom. 
      Essa técnica é habilitada no setup do micro e faz com que o micro fique mais rápido, pois a memória Ram é mais rápida que a Rom. Quando essa técnica está habilitada (o que ocorre na maioria das vezes), a área de memória utilizada pela técnica de shadow é listada pelo comando Mem como "reservada".

Bedo (Burst Extended Data OutPut)

        Foi projetado originalmente para o grupo de chipsets da Intel 82430HX para apoiar velocidades maiores de Bus. Igual à memória Sdram, esta memória pode transferir dados para o processador por cada ciclo de tempo, mas não de um modo contínuo, como o prévio, mas em estouros súbitos (estouros), reduzindo, embora não totalmente, suprimindo, às vezes de espera do processador para escrever ou ler os dados.

Rdram (Diretc Rambus Memory)

 E um tipo de memória de 64 bits que podem produzir escalas de 2ns, alcançando taxas de transferência de 533 MHz, com picos de 1,6GB/s. É ideal para a necessidade de utilização de gráficos e vídeos pesados, como os Agp. Ela evita que ocorra conflito entre o gráfico e a memória de sistema durante o acesso direto à memória (Dime) para o armazenamento de texturas gráficas onde encontramos nos consoles Nintendo 64. 

Vram

É como a memória Ram normal, é utilizada ao mesmo tempo pelo monitor e pela placa de vídeo, suavizando a apresentação gráfica na tela.

Wram

 Ela permite ler e escrever informação da memória ao mesmo tempo, como no Vram, mas é aperfeiçoado para a apresentação de um grande número de cores e para altas resoluções na tela. É um pouco mais econômico que a anterior. 

Memória Virtual

         Memória Virtual é uma técnica que permite processar grandes programas com memória principal relativamente pequena, originalmente só usada em sistemas de maior porte, mas já está sendo usada em micros. 
        A técnica permite utilizar memória em disco como memória principal. Técnica importante para viabilizar o compartilhamento da memória por dois ou mais programa que determinados sistemas têm capacidade de processar em conjunto. Para executar grandes programas a altas velocidades, a técnica usada inicialmente por sistemas de maior porte combina o conceito de memória virtual e o conceito de hierarquia de níveis de memória, com base nas suas velocidades de acesso. A técnica consiste em separar uma área do disco magnético (swap partition) e deixá-la sem formatação (raw data).
       Em tempo de boot, o sistema divide a raw partition em páginas de memória, com tamanho padrão de 1K. A Ram sofre a mesma divisão. Os processo vão sendo alocados na Ram, e quando o espaço dela se esgotar, o sistema operacional passa a alocar os processos no swap partition. Como o sistema operacional só enxerga memória primária, quando os dados do swap partition são necessários, é escolhidas uma página da memória real (Ram) e esta página é gravada na memória virtual (no disco), liberando uma página de memória real para a página que está na memória virtual e está sendo requerida neste momento.
       Esta troca de páginas entre a memória real e a memória virtual é chamada de Swap de memória. Memória Virtual - Paginação A paginação consiste em separar os espaços de endereçamento das posições de memória, ou seja, as palavras de memória podem ser acessadas diretamente, mas não precisam corresponder aos seus endereços.
       Em geral para paginação de memória adotam-se as seguintes considerações: Tamanho das Páginas de Memória - para processos grandes, páginas grandes, para processos pequenos, páginas pequenas. Estratégias de substituição de Páginas; Substituição Ótima - impossível de ser implantada, pois pressupõe adivinhar qual página seria necessária. Substituição Aleatória - escolhe-se uma aleatoriamente. 
       A escolha pode ser boa ou ruim. FIFO - nem sempre a página mais antiga é a melhor escolha; Usada menos freqüentemente - existe uma boa probabilidade de continuar não sendo usada. É implementada através do chamado algoritmo do relógio: toda página ganha um bit. Quando a página é usada o bit é ligado. A cada minuto todos os bits são zerados. Menos usada atualmente - também existe uma boa chance de continuar não sendo usada. 
      A diferença em relação à estratégia anterior é a implementação. Aqui as páginas são organizadas numa estrutura de pilha, onde as mais usadas ficam no topo da pilha. Logo, a menos usada é a que está na base da pilha. Existe uma vantagem que é a atualização automática do processo de controle, não sendo necessário para os processos a cada minuto para efetuar controle de páginas.