Memória.

Apresentação em tema: "Memória."— Transcrição da apresentação:

1 Memória

2 Introdução Embora o conceito de memória seja aparentemente simples, as memórias apresentam uma grande variedade de tipos, tecnologias, organizações, desempenho e custos. Nenhuma tecnologia de memória satisfaz de maneira ótima todos os requisitos de armazenamento de dados em computadores Dessa forma, os computadores são equipados com uma hierarquia de subsistemas de memórias

3 Introdução

4 Visão geral Características das memórias Localização Capacidade
Unidade de Transferência Método de Acesso Desempenho Tecnologia Características físicas Organização

5 Localização Memória Interna Memória Externa
Exemplos: Memória Principal (RAM), Registradores (Processador), Cache Memória Externa Dispositivos de Armazenamento periféricos Discos, Fitas

6 Capacidade Tamanho Memória Interna Memória Externa
Capacidade usualmente expressa em função de bytes ou palavras Tamanhos Usuais de Palavra são 8, 16 ou 32 bits Memória Externa A capacidade é tipicamente expressa em função de bytes

7 Unidade de Transferência
Número de bits lidos ou escritos em um determinado momento Memória Interna Igual ao número de linhas de dados Pode ser diferente do tamanho da palavra Memória Externa Unidades maiores que uma palavra São chamadas de blocos

8 Método de Acesso Acesso Sequencial A memória é organizada em Registros
Acesso é feito segundo uma sequencia linear específica As informações de endereçamento são usadas para facilitar o processo de busca de um registro Um mecanismo compartilhado de leitura e escrita é usado. O mecanismo move-se da posição atual para a desejada passando por registros intermediários Tempo de acesso arbitrário Ex: Unidade de fitas

9 Método de Acesso Acesso Direto
Também utiliza um mecanismo compartilhado para leitura e escrita Cada bloco individual possui um endereço único, baseados em sua localização física Acesso em duas etapas 1. O mecanismo de leitura/escrita é posicionado no bloco onde o dado encontra-se 2. É feita uma busca sequencial dentro do bloco para encontrar o dado desejado Tempo de Acesso variável Ex: Unidades de Disco

10 Método de Acesso Acesso Aleatório
Cada posição endereçável possui um mecanismo de endereçamento único e fisicamente conectado a ela Tempo de Acesso constante Ex: Memória Principal

11 Método de Acesso Acesso associativo
Compara simultaneamente certo número de bits de uma palavra com todas as palavras da memória, determinando quais delas contêm o mesmo padrão. A busca é baseada em uma parte do conteúdo e não no endereço Ex: Memórias cache

12 Desempenho Parâmetros Tempo de Acesso Tempo de Ciclo de Memória
Taxa de Transferência

13 Desempenho Tempo de Acesso Memória de Acesso Aleatório
Tempo decorrido desde a apresentação do endereço até o momento em que os dados são armazenados ou disponibilizados Memória de Acesso não aleatório Tempo gasto para posicionar o mecanismo de leitura/escrita na posição desejada

14 Desempenho Tempo de Ciclo de Memória
Conceito Aplicado a memórias de acesso aleatório Compreende o tempo de acesso e o tempo adicional requerido antes de um segundo acesso Tempo necessário para a estabilização das linhas de sinas ou para regeneração de dados (caso leitura destrutiva)

15 Desempenho Taxa de Transferência
Taxa na qual os dados podem ser transferidos de ou para a unidade de memória Memórias aleatórias: R=1/(tempo de ciclo) Memórias não aleatórias: R = TA + N/R TA = Tempo médio de Acesso N = Número de bits R = Taxa de Transferência em bps

16 Tecnologia Várias tecnologias têm sido usadas para fabricação de memórias Memórias de Semicondutor Memórias de Superfície Magnética Memórias Ópticas Memórias Magneto-Ópticas

17 Características físicas
Memória Volátil Dados são perdidos quando a energia é desligada Algumas de Semicondutor Memória Não-Volátil Dados não são alterados, até que sejam explicitamente modificados Existem memórias não apagáveis onde não se pode alterar o conteúdo (ROM) Semicondutor e Superfícies Magnética

18 Organização Arranjo físicos dos bits para formar palavras
Nem sempre um arranjo óbvio é usado

19 Hierarquia de memória Restrições de um projeto de memória: capacidade, velocidade e custo Capacidade De certo modo indefinida Sempre aparecerão aplicações que utilizará integralmente Programas devem adequar-se a qtde de memória Velocidade Deve ser compatível com a velocidade da CPU CPU não deve esperar muito tempo pela memória Custo Para ser comercialmente viável, $ deve ser igual aos demais componentes

20 Hierarquia de memória A memória ideal é aquela que atende todos os requisitos Grande Capacidade Baixo Custo Alta Velocidade

21 Hierarquia de memória Como resolver esse problema?

22 Hierarquia de memória Adoção de um hierarquia de memórias e não um único componente ou tecnologia de memória

23 Hierarquia de memória

24 Hierarquia de memória À medida que descemos em uma hierarquia de memórias: O custo por bit diminui A capacidade aumenta O tempo de acesso aumenta A freqüência de acesso pelo processador diminui

25 Tecnologia de Semicondutores

26 Memórias RAM RAM Dinâmica (DRAM) RAM Estáticas (SRAM)
Armazenamento com a carga de capacitores Presença de Carga - 1 Ausência de Carga - 0 Capacitor tem tendência natural para se descarregar Necessidade de Refreshing RAM Estáticas (SRAM) Armazenamento através de configuração tradicional de flip-flops com portas lógicas Não é necessário o circuito de regeneração

27 Tecnologia de Semicondutores
Memória ROM Possui um padrão permanente de dados, que não pode ser alterado Os dados são gravados na pastilha durante o processo de fabricação Memória PROM O processo de gravação (programação) é efetuado eletricamente, e pode ser feito pelo fornecedor ou pelo cliente após a fabricação da pastilha

28 Memória EPROM Pode ser apagada por um processo óptico (exposição à radiação UV) O processo de apagamento pode levar 20 min, e deve ser feito integralmente em todas as células de memória antes da gravação de novos dados A gravação e leitura de dados é feita eletricamente

29 Memória EEPROM Tanto a escrita como o apagamento são feitos eletricamente Não há necessidade de apagamento integral; apenas o Byte ou os Bytes endereçados são atualizados É mais cara e menos densa que a EPROM Combina não-volatilidade e flexibilidade

30 Memória Flash Apresenta características intermediárias entre a EPROM e a EEPROM Como a EEPROM, o apagamento é elétrico Como a EEPROM, é possível apagar apenas alguns blocos de memória Como a EPROM, ela não permite apagar o conteúdo de apenas um Byte