Subsistemas de memória Livro Introdução à Organização de Computadores Capítulos: 4 – Memória Principal 5 – Memória Cache 9 – Memoria Secundária

Subsistemas de memória Dispositivo de entrada Processador Dispositivo de saída Memória secundária Memória principal

Subsistemas de memória Problema: Utilização de memória vem aumentando muito. Uma única memória precisaria das seguintes características: Veloz (<1ns de tempo de acesso) Amplo (na casa de Tbytes, hoje) Não volátil

Subsistemas de memória Crescimento: CPUs: dobram a capacidade a cada 18 meses; Memória: aumenta a velocidade aproximadamente 10% ao ano.

Subsistemas de memória Representação de dados: Bit: 0 e 1; Célula: Grupo de bits tratado como um conjunto

Subsistemas de memória Endereçamento: Como encontrar a informação correta dentro do sistema de memória? Cada posição de memória tem seu endereço; Cada posição permite duas operações: leitura e escrita.

Subsistemas de memória Na memória principal, cada byte tem seu endereço. Processadores Intel 8086 de 16 bits tinham registros de endereçamento de 20 bits, permitindo endereçar 1 milhão de posições (1 megabyte). Processadores x86 de 32 bits podem acessar ~4 bilhões de posições (232), e os atuais de 64 bits podem endereçar ~16 sextilhões de posições (264).

Subsistemas de memória Referenciado de http://ivairsouza.com/hierarquia-de-memoria.html, acessado em 10/03/2013

Subsistemas de memória Características de uma memória: Tempo de acesso; Capacidade; Volatilidade; Tecnologia de fabricação; Custo.

Subsistemas de memória Registradores Tempo de acesso: medido em ns (nanosegundos); Capacidade: poucos bits (8-128) Volatilidade: Sim Tecnologia de fabricação: Semicondutores Custo: Alto (poucos bytes dentro da CPU)

Subsistemas de memória Memória cache. Compensa diferença de velocidade entre memória principal e CPU. Pode ter vários níveis. Tempo de acesso: ~2ns a ~20ns Capacidade: de alguns KB a poucos MB Volatilidade: Sim Tecnologia de fabricação: Semicondutores Custo: Alto

Subsistemas de memória Memória Principal Tempo de acesso: ~50 - ~200ns Capacidade: GB Volatilidade: Tipicamente sim Tecnologia de fabricação: Semicondutores Custo: Médio. Hoje é de alguns $ por GB

Subsistemas de memória Memória secundária Tempo de acesso: de alguns ms até horas Capacidade: alta. Hoje de gigabytes a multi-terabytes Volatilidade: Não Tecnologia de fabricação: Altamente variável. Óptica, magnética, mecânica... Custo: baixo, em $ por GB ou menos.

Subsistemas de memória Memória principal Depósito de informações da CPU; Armazenamento sequencial; Organizada como um conjunto de N palavras, numeradas e acessíveis pelos endereços 0 até N-1; Tamanho da transferência pode ser diferente do tamanho da palavra; Volátil.

Subsistemas de memória UCPP MP (Memória Principal) RDM REM UC Controlador Barramento de controle Barramento de endereços Barramento de dados

Subsistemas de memória Tempo para realizar as ações necessárias para um acesso à memória: Tempo de acesso; Tempo necessário entre duas operações de acesso: Ciclo de memória.

Subsistemas de memória Nomenclatura de tipos de memória RAM SRAM L/E FPM RAM (R/W) EDO RAM DRAM BEDO RAM SDRAM RAM RDRAM (Rambus) DDR, DDR2 e DDDR3 ROM PROM ROM EPROM EEPROM e Flash

Subsistemas de memória ROM – Requisitos Desempenho similar à memória L/E Não volátil Segurança no acesso

Subsistemas de memória ROM – Tipos: Mask-ROM; PROM; EPROM; EEPROM; Flash;

Subsistemas de memória Erros Detecção e correção ocorre através de mecanismo conhecido como ECC – Error Correction Code, que pode ser implementado de diversas formas.