As memórias do Computador:
Suas Características, Formas de Acesso e Classificação


Autor: Lori Paulo Sandri Junior - Estagiário da GPS

"Em um computador, as memórias desempenham um papel tão importante quanto o da CPU. Uma CPU veloz só terá eficiência se a memória for também veloz e relativamente grande. Assim, quando a quantidade de memória RAM é pequena, o sistema é obrigado a usar o disco rígido como uma memória auxiliar, só que o desempenho cai muito."

Os tipos de memória existentes podem ser relacionadas assim:

  • RAM Dinâmica (DRAM)

  • RAM Estática (SRAM)

  • ROM

  • EPROM

  • Flash ROM

  • CMOS

  • Memória de Vídeo

  • ROMs das placas de expansão.

Vamos dar uma olhada em cada um dos tipos de memória citado, dando ênfase à memória RAM.

MEMÓRIAS ROM, PROM E EPROM

A sigla ROM significa Read Only Memory (Memória somente para leitura). As memórias ROM têm como características:

  • Não perdem seus dados quando são desligadas, o que significa que são memórias não-voláteis.

  • Não podem, durante o seu uso normal, receber dados para serem armazenados. Seus dados são armazenados apenas uma vez, durante o seu processo de fabricação.

Dentro dessas características, a memória ROM é dividida:

ROM:

Esse é o tipo tradicional de memória ROM. Os dados armazenados nela já saem prontos de fábrica e elas são produzidas em larga escala na indústria. Um exemplo de memória ROM é o BIOS (Basic Input Output Systems - Sistema básico de Entrada e Saída), que se localiza na placa-mãe e em qualquer placa de expansão.

PROM:

Significa Programmable ROM, ou seja, ROM programável. Trata-se de um espécie de ROM que é produzida apagada. O fabricante pode programá-las, ou seja, gravar seu programa. Esta gravação pode ser feita apenas um vez, pois utiliza um processo irreversível. Por isso, usa-se o termo queimar a PROM quando se grava nesta memória.

EPROM:

Significa Eraseable PROM, ou seja, uma ROM programável e apagável. Assim como ocorre com a PROM, a EPROM pode ser programada e a partir daí, comporta-se como uma ROM comum, mantendo os dados armazenados mesmo sem corrente elétrica, e permitindo apenas operações de leitura. A grande diferença é que a EPROM pode ser apagada com raios ultravioleta de alta potência. Possuem uma "janela de vidro", através da qual os raios ultravioleta podem incidir nas operações de apagamento. Nota-se que essa janela de vidro fica sempre coberta por um adesivo que tampa a passagem de luz. É fácil identificar um chip EPROM na placa mãe justamente pela presença desse adesivo.

Flash ROM:

Esta é uma memória ROM que tem uma característica inovadora por ser gravada através de processos eletrônicos especiais. Muitas placas de CPU que estão no mercado utilizam esse tipo de ROM para armazenar dados do BIOS, e possuem ainda os circuitos que permitem a sua gravação. Dessa forma, o usuário pode realizar atualizações no BIOS, fornecidas pelo fabricante da placa de CPU.

Entende-se, então, que as memórias ROM são usadas geralmente por chips que controlam as placas adaptadoras e a placa-mãe. Nos antigos XT, as ROMs tinham cerca de 8KB. As atuais possuem cerca de 64KB a 128KB.

MEMÓRIAS RAM

A RAM (Random Access Memory - Memória de acesso aleatório) é a memória usada em alta escala e cada vez em maior quantidade nos computadores e tem como principais características:

  • Permite a leitura e a gravação de dados, enquanto as ROMs só servem para leitura.

  • É volátil, isto é, a memória RAM perde todos os seus dados assim que é desligada. Isto não é nenhum problema, pois quando o computador é ligado, o sistema operacional novamente é transferido do disco rígido para a RAM.

Existem vários tipos de RAM com diversas características e para diversas aplicações. A mais conhecida é a DRAM (dinâmica) e a SRAM (estática).

Diferenças entre DRAM e SRAM

DRAM

SRAM

Mais lenta

Mais rápida

Mais barata

Mais cara

Mais densa

Menos densa

Necessita de Refresh

Não necessita de Refresh

"Toda a memória RAM é mais lenta ou mais rápida de acordo com o tempo de acesso medido em nano-segundos (bilionésimos de segundo). A DRAM é mais lenta que a SRAM. É comum hoje encontrar nas DRAMs 60ns de tempo de acesso, enquanto que nas SRAM é de 10 a 15ns. E, por ter uma qualidade superior, a SRAM é mais cara que a DRAM. Pode-se identificar a velocidade da memória observando o chip. Para uma memória de 60ns, os fabricantes geralmente colocam -6, 60, -60, 6, 06 para sua identificação." (observe a figura abaixo).

Um 80386 usava geralmente a memória DRAM com 80ns de acesso. Um 80486, com 70ns. E um Pentium atual, usa geralmente 60ns de acesso. Quanto maior o tempo de acesso, mais o desempenho da máquina cai.

"Os circuitos da SRAM são mais elaborados, o que resulta em maior custo. E esta é a razão da SRAM ser menos densa que a DRAM. Essa densidade influi diretamente na capacidade embutida nos módulos de memória. Chamamos de módulos de memória o agrupamento de chip de DRAM ou SRAM de forma que completem um tamanho. Também podemos chamar os módulos de memória de pentes de memória. Os chips de DRAM possuem, então, muito mais capacidade que a SRAM, de forma que se encontramos a SRAM com 256 a 1MB num módulo, a DRAM pode ser encontrada de 1 a 32MB num único módulo."

"A constituição da SRAM e DRAM tem uma variação bem simples: a DRAM necessita de pulsos de 15ns para manter seu conteúdo, de forma que a energia não fique o tempo todo abastecendo os chip. Esse pulso periódico é o refresh. Cada bit da DRAM necessita de um transistor e de um capacitor. Já a memória SRAM não necessita de refresh, como se a corrente elétrica estivesse o tempo todo ligada a ela por meio de interruptores que acionam e fecham a memória. Assim, o tempo de acesso é menor. Mas a sua desvantagem é o seu tamanho, pois requer seis transistores para cada bit."

MEMÓRIAS DRAM

Os chips de DRAM diferenciam nos seguintes aspectos:

  • número de células na memória;

  • tamanho de cada célula na memória;

  • tempo de acesso;

  • encapsulamento;

"O número de células é relacionado com a capacidade de armazenamento (ou posições de memória), existindo chips com 8KB a 16MB de células de memória. O tamanho das células de memória é o número de bits que cada célula armazena."

Existem chips de memória com 1, 4, 8, 9, 32 ou 36 bits. O tempo de acesso, como falamos anteriormente, é medido em bilionésimos de segundo, conhecidos como nano-segundos.

Encapsulamento e instalação da DRAM

Até o final dos anos 80, a memória DRAM era feita com o encapsulamento DIP, que tinha que ser encaixada na placa-mãe. Logo depois surgiu o encapsulamento SIPP, que deu lugar, por sua vez, ao encapsulamento SIMM. Veja cada um dos chips abaixo:


Um chip de memória



Um módulo de memória SIPP


Um módulo de memória SIMM

O SIMM surgiu por volta de1992 e, até hoje, os chips de memória que compõem as placas adaptadoras são do tipo DIP (Dual In-Line Package).

Com o SIPP (Single In-Line Pin Package), surgiu o que é chamado módulos de memória, que eram vários chips de DRAM numa fileira de terminais que se encaixavam num soquete. Esse tipo de encapsulamento foi bastante usado até o início dos anos 90. Visualmente, pode ser uma mistura do que é o DIP e o SIMM.

Mas logo que o SIPP tornou-se popular, surgiu o SIMM (Single In-Line Memory Module), que é eletricamente igual ao SIPP, possuindo de diferente apenas a forma de seus contatos para afixação na placa-mãe. Podemos dizer que o SIPP possui perninhas e o SIMM, contatos na borda inferior.

Entre 1992 e 1994, usou-se muito os módulos de memória SIMM pequenos, de 30 pinos. Esses módulos operam com 8 bits cada um, necessitando serem usados em grupos. Nota-se que os módulos de 30 pinos (ou vias) conseguiam compor no máximo 4MB em um único módulo. Então, para completar um banco de memória num 80386, eram necessários 4 desses módulos, pois 4x8bits significa 32 bits, o suficiente para um 80386 ou 80486.


Módulo de memória de 30 vias

Dois bancos (oito slots) de memória SIMM 30 pinos.

E, como operam com 8 bits, necessita-se então de 4 módulos para que pelo menos um banco seja preenchido. Não se pode colocar menos que quatro módulos num banco e nem mesmo colocar módulos de capacidades diferentes. Não se aconselha, inclusive, colocar módulos de velocidades diferentes. Colocar 4MB significa adquirir 4 módulos de 1MB e colocar no BANK0.

Colocar 8MB significa adquirir 8 módulos de 1MB e colocar no BANK0 e no BANK1. Colocar 16MB significa adquirir 4 módulos de 4MB cada no BANK0, e 32MB, oito módulos de 4MB no BANK0 e no BANK1. Essas são as combinações possíveis.

Mais tarde, surgiram os módulos SIMM de memória de 72 vias, que são um pouco maiores do que os de 30, operando a 32 bits, que os últimos 486 fabricados usavam muito, também, algumas vezes, em conjunto com os de 30 vias. Esses módulos de memória de 72 vias podem ter até 32MB e um único módulo. Como esses módulos são de 32 bits, para poder completar um banco num Pentium, que é de 64 bits, são necessários 2 módulos.


Módulo de memória de 72 vias:


Combinação para se chegar a 64 bits num Pentium:

Bancos de memória num Pentium e alguns 80486 de 72 pinos:

Para essas placas-mãe, as combinações possíveis variam muito. Para 8MB de memória, pode haver 4 módulos de 1MB de 30 vias no BANK2 e um módulo de 4MB de 72 vias no BANK0 ou dois módulos de 4MB de 72 vias nos BANK0 e BANK1 ou ainda um módulo de 8MB de 72 vias no BANK1. Pode-se colocar em cada banco (pois são 3) memórias diferentes, entre outras combinações. Mas, sempre que se usar os módulos de 30 vias, serão necessários pelo menos 4 módulos. E, quando se usar os de 72 vias, pelo menos um módulo será necessário.

Em 1997 surgiram as memórias no encapsulamento DIMM (Dual In-Line Memory Module), que é uma módulo de memória com um encaixe igual ao do SIMM, mas que é de 168 pinos, praticamente o dobro do tamanho de um SIMM. Essa memória é de 64 bits. Assim, para um Pentium, basta um desses módulos de memória para funcionar.


Módulo de memória DIMM de 32MB

Repare como há dois encaixes para a colocação certa. O tamanho real é cerca de 1,5 do SIMM.

É normal encontrar nos computadores de hoje 32 a 64MB de memória. Para cada quantidade, deve-se ter a combinação certa de memória a ser colocada. Geralmente, a expansão máxima permitida é de até 128MB numa placa-mãe.

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