Memórias RAM, ROM E CACHE

1 - INTRODUÇÃO São estruturas físicas (chips ou discos) responsáveis pelo armazenamento de dados de forma temporária ou permanente. De maneira análoga ao funcionamento do corpo humano, atuaria sendo responsável pelo “fôlego” do computador.

2 – TIPOLOGIA Memórias Primárias(Reais): São memórias que o processador endereça diretamente. Sem elas o PC não funcionará corretamente. Ex.: RAM, ROM, Registradores e CACHE. Memórias Secundárias: São memórias que não podem ser endereçadas diretamente. Todas as informações deverão ser mandadas para uma memória intermediária antes (primária). Ex.: HD, CD-ROM, DVD-ROM e Disquetes

2.1 – TIPOLOGIA(GRAVAÇÃO) Memórias voláteis: Os dados são “apagados” após a re-inicialização do PC ou quando este é desligado. Volátil = capacidade que certas substâncias têm de mudar o estado físico em curto espaço de tempo. Ex.: Álcool. Memórias não-voláteis: Uma vez armazenado o dado, este não é perdido.

2.2 – MEMÓRIAS VOLÁTEIS RAM ROM CACHE

3 – MEMÓRIAS RAM Memória de Acesso Aleatório (Random Access Memory) O termo: acesso aleatório, identifica a capacidade de acesso a qualquer posição em qualquer momento em oposição ao acesso seqüencial. Pode ser feita por circuitos integrados ou DIP.

3 – MEMÓRIAS RAM DRAM (Ram Dinâmica): Necessidade de atualização (refresh) dos dados. Mais novas! SRAM (Ram Estática): Não necessitam de atualização (refresh) dos dados. Mais antigas!

3.1 – Divisões Internas BASE: Divisão da Ram responsável por armazenar as instruções internas do sistema operacional. Ex.: Load do Win ALTA: Responsável por armazenar as instruções dos programas/aplicativos. Ex.: Load do MS Word 2003 EXPANDIDA: Área de memória onde serão armazenadas o restante das informações.

3.2 – Tipos de RAM Vão ser diferenciadas pela conexão com o soquete, podendo ser: SIMM (Single InLine Memory Module)

3.2 – Tipos de RAM Vão ser diferenciadas pela conexão com o soquete, podendo ser: DIMM (Double InLine Memory Module)

3.3 – COMPONENTES DE UMA RAM Vias(contatos) Por onde ocorrerão as trocas de informações. VIAS

3.3 – QUANTIDADE DE VIAS SIMM DIMM 30 VIAS PARA A MEMÓRIA MAIS ANTIGA; 72 VIAS PARA A MEMÓRIA MAIS NOVA. ATENÇÃO: AS SIMM JÁ SAÍRAM DE LINHA! DIMM A PARTIR DE 168 VIAS

PERGUNT@ RELÂMPAGO (Concurso 2003, Nossa-Caixa/SP) Abaixo temos duas memórias, simm e dimm. Quantas vias temos em cada face das memórias, respectivamente?

3.4 – TECNOLOGIAS DE RAM Memórias SIMM FPM EDO FPM (Fast Page Mode) opera com tempos de acesso de 70/80ns (nano-segundos) Têm em 90% dos casos, 30 vias. EDO EDO (Extended Data Out) é o padrão antigo de memória RAM de computador. Têm em 90% dos casos, 72 vias.

Como diferenciá-las?

3.4 – TECNOLOGIAS DE RAM Memórias DIMM SDRAM DDR-SDRAM Os ciclos da memória sincronizados com os ciclos da placa-mãe (maior desempenho) DDR-SDRAM O dobro da informação, no mesmo intervalo de tempo.

MEMÓRIAS DUAL-CHANNEL Dois canais de comunicação, teoricamente o dobro de desempenho. Depende da placa-mãe (chipset). Veio antes da DDR2.

DDR2 400MHZ(NOMINAL) = 200MHZ(REAIS) DDR  266, 333 e 400MHZ. DDR2  400, 533, 667 e 800MHZ. AMBAS TRANSMITEM DOIS DADOS POR CICLO DE CLOCK, PORTANTO, A FREQÜÊNCIA SERÁ A METADE. DDR2 400MHZ(NOMINAL) = 200MHZ(REAIS)

DDR(184) X DDR2(240)

Tecnologias em ordem cronológicas FPM Fast Page Mode RAM Antigos 486 / Pentium / K5 Módulos de 30 pinos (SIMM e SIP) Enviada o endereço de uma linha e em seguida enviava apenas os endereço das colunas. 60 a 70 nS / trabalhava no modo “burst” 5-3-3-3 / FBUS 66MHz e 64 bits => 151MB/s

Cont. Tecnologias EDO Extended Data Output RAM Pentium e superiores Ciclo semelhante a FPM, ativa-se a linha e a cada transição (subida e descida) de CAS (coluna) o dado é lido no latch adicional. 50 a 70 nS / burst / 66 MHz 5-2-2-2 / FBUS 66 MHz e 64 bits => 192 MB/s 27 % mais rápidas que as FPM, máximo.

Cont. Tecnologias (BEDO) Velocidade: 40% mais que FPM e 25% mais que EDO

Cont. Tecnologias SDRAM Synchronous Dynamic RAM Semelhante a BEDO, porém com menos WAIT STATES. O endereço e os sinais de controle são armazenados e após alguns períodos de clock FSB começa a disponibilizar os dados a cada pulso de clock. Trabalha com FSB 100 MHz (PC100-10nS) e FSB 133 MHz (PC133 – 7nS), com transferências de 400 e 532 MB/s. Temos agora rajadas de 1, 2, 4, 8 endereços ou uma página completa.

Cont. Tecnologias (SDRAM 16Mx16)

Cont. Tecnologias DDR SDRAM Double Data Rate Taxa de dados dobrada: duas memórias SDRAM em paralelo, sincronizado na subida com um bloco e na descida com o outro bloco. Atualmente utilizada com algumas placas para o processador ATHLON. Comparativamente um K7 trabalhando com FSB 100 MHz, com memórias PC100 atingem 800 MB/s e com DDR pode atingir 1,6 GB/s. São caras e difíceis de ser encontradas

Cont. Tecnologias RDRAM Direct Rambus DRAM Proprietárias: Intel / Rambus Inc Utilizado inicialmente em placas de vídeo nos jogos do NITENDO. FSB de até 800 MB/s e barramento de dados de 132 e 144 bits Atingem até 6,4 Gb/s Soquete especial: RIMM de 184 pinos

Cont. Tecnologias VRAM Vídeo RAM ou RAM com porta dual Atendem a dois processadores diferentes: da placa de vídeo e o processador principal. Permitindo que o DAC atualizem os monitores, e ao mesmo tempo a CPU faz atualizações. Isto garante uma imagem limpa na tela do monitor.

Soquetes para memórias SIPP : 30 pinos / 8 bits Terminais semelhantes aos dos CI’s em forma de pente. SIMM30: 30 pinos / 8 bits / 8,9 cm de largura Single In Line / 256K, 1, 4 e 16MB. Terminais de encaixe. Não é possível encaixar invertido SIMM72: 72 pinos / 32 bits / 10,8 cm de largura Criados para 486, Pentium e superiores Acham: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128 MB=>4 MB = 1M x 32 DIMM: 168 pinos / 64 bits / 13,3 cm de largura Inicialmente FPM e EDO, atualmente somente SDRAM DIMM: 200 pinos DDR 2 RIMM: 184 pinos / 128 bits (Rambus Inline Memory Module)

Memórias p/ Portáteis Câmeras fotográficas e Pen driver: Memory Stick (Sony): Até 1 GB Memória CF (Compact Flash) - Kingston : Até 1GB Memória Multimedia Card (MMC) - LG: Até 512KB Memória SD (Secure Digital) - Kingston : Até 1 GB xD Picture card (Olympus): Até 1 GB

Cont. soquetes

Banco de memória conjunto de módulos de memória, suficientes para fornecer os bits que o microprocessador exige: 286 e 386SX: 16 bits 386DX e 486: 32 bits Pentium e superiores: 64 bits Para um Pentium: 8 simm30 ou 2 simm72 ou 1 dimm

Paridade de memória e ECC Aumenta a confiabilidade Antigamente dava muito erros Atualmente este recurso não é tão importante A paridade é usada apenas nas memórias DRAM. A memória de vídeo, cache e as ROMs operam sem paridade, pois são muito mais confiáveis que as DRAMs. A velocidade do sistema COM e SEM paridade é exatamente a mesma. Qdo o número de chips de memória existentes em um módulo é múltiplo de 3 => tem paridade

O QUE DEVE-SE EVITAR Erros grosseiros: Uso de módulos com a capacidade errada Uso de módulos do tipo errado (FPM / EDO) Pode funcionar, porém deve ser evitado: Mistura de memórias com paridade e sem paridade no mesmo banco Mistura de memórias de fabricantes diferentes no mesmo banco Mistura de memórias mais lentas e mais rápidas no mesmo banco Tocar nos chips do módulo durante a instalação

Como instalar memórias

RAM ESTÁTICA Atualmente temos SRAM de 3 a 5 nS Utilizadas para construir os bancos de memórias cache que suavizam a diferença de velocidade entre a CPU e a memória principal. Atualmente temos SRAM de 3 a 5 nS

Tempo de Acesso Tempo de Acesso é o período de tempo transcorrido desde o instante em que se aciona a memória até o instante em que a transferência do dado seja efetivada. Por que são utilizados memórias cache ou estáticas e dinâmicas (principal) no computador?

Memórias: cache e principal Os códigos e dados com grande freqüência ficam na cache.

Confusão sobre memórias Baixa e Convencional (até 640 KB) Memória Superior (640K – 1 MB) Memória Estendida (XMS) – Modo Protegido Memória HMA (High Memory Area) Modo Real / carga do DOS / 64 KB Memória Expandida – Modo Real UMA (Unified Memory Architecture) Interface de vídeo incorporada ao chipset Usa parte da memória principal para vídeo

Mapa de memória

Mapeamentos Típicos

Termos utilizados – Fontes: 1/2/3 DDR667 E DDR800 Não disponível

DDR Dual Channel DDR Dual Channel deve ser suportado pelo processador e pela placa mãe.

DDR Dual Channel na AMD

Taxa de Transferência (AMD) clock real x número de dados transferidos por clock x 64 / 8; 64 qtde que a CPU utiliza p/ acessar a memória 8 resultado em bytes Todos os processadores Athlon 64 trabalham externamente a 400 MHz Clock Externo Clock Real Taxa Máxima 200 100 1600 266 133 2100 333 166 2700 400 3200

Taxa de Transferência (Intel) clock real x número de dados transferidos por clock x 64 / 8. Os processadores da Intel utilizam uma técnica chamada QDR ou Quad Data Rate (Taxa de Transferência Quadruplicada), onde conseguem transferir quadro dados por pulso de clock. Com a utilização dessa técnica o desempenho do barramento externo dos processadores da Intel é quatro vezes maior do fosse se ele estivesse transmitindo apenas um dado por pulso de clock.

DDR3 e FB-DIMM DDR3 FB-DIMM 800 e 1067 MHz (nominalmente, a metade ) 1333 e 1667 MHz no futuro FB-DIMM Os módulos FB-DIMM utilizam um chip extra, chamado AMB (Advanced Memory Buffer). Por conta do uso desse chip, que precisa ser validado individualmente, é que os módulos FB-DIMM ainda não chegaram ao mercado. estão no momento em fase de validação, que é a última fase antes de o produto começar a ser fabricado em larga escala e chegar ao mercado. No momento a Intel está validando módulos FB-DIMM usando chips DDR2-533 e DDR2-667

4 – ROM Memória Somente para Leitura (Read Only Memory). Independentemente de se desligar o computador os dados não são perdidos. Alguém sabe porque? Resp.: A .................

ROM (Read Only Memory) PROM EPROM EEPROM FLASH ROM FLASH BIOS Queima de fusíveis EPROM Programável e apagável via luz ultravioleta EEPROM Idem eprom, porém eletricamente e com escritas lentas FLASH ROM Meio eprom e meio eeprom: paginação FLASH BIOS Flash rom com BIOS atualizável (vírus !!!!)

5 - CACHE Estática Função de mediar o uso da memória RAM Mais cara e difícil de atualização CACHE L1: Utilizada pelo processador, armazena trabalhos do processador. CACHE L2: Armazena dados mais simples.