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Memória DRAM e SRAM: entenda as tecnologias e suas diferençashttp://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2014/11/memoria-dram-e-sram-entenda-tecnologias-e-suas-diferencas.html

A memória RAM, ou memória de acesso randômico, é utilizada por computadores de todo tipo para armazenar informações de forma temporária, usualmente perdidas após o desligamento de uma fonte de energia, seja tomada ou bateria. Mas, vale aprender que há dois tipos de memória RAM principais a serem considerados: DRAM e SRAM. Confira quais são suas diferenças fundamentais.

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Veja a diferença entre as memórias RAM estática e dinâmica (Foto:

Reprodução/Creative Commons)

DRAM é a sigla em inglês para Dynamic Random Access Memory, ou Memória de Acesso Randômico Dinâmica. Isso significa que ela precisa que a informação seja atualizada o tempo todo para que permaneça armazenada. Com isso, esse tipo de RAM gasta mais energia se comparado com a SRAM.

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Isso porque a Memória de Acesso Randômico Estática (SRAM) consegue manter os bytes mesmo sem atualização contínua, perdidos somente após a interrupção da fonte de energia. A memória RAM estática é mais econômica, além de entregar mais performance.

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Mas o problema dessa tecnologia é o preço. Isso porque a SRAM precisa de muito mais transistores para operar, resultando em pentes com até seis vezes menos capacidade de armazenamento do que uma DRAM do mesmo preço.

Em memórias cache de processadores e discos rígidos, a preferência é comumente dada à SRAM devido à melhor performance e menor dissipação de calor. Mesmo sendo mais cara, os fabricantes não costumam economizar para evitar problemas mais sérios no armazenamento físico ou flash.

Mas memórias do tipo DRAM são naturalmente encontradas em notebooks e desktops de diversas marcas. No final, caso você pretenda adquirir uma memória RAM, a preferência deverá ser sempre por um modelo SRAM, desde que dinheiro não seja o problema.

Evolução da memória RAMhttp://sitemasoque.blogspot.com.br/2012/08/evolucao-da-memoria-ram.html

As memórias RAM são de grande importância para os computadores atuais, pois é ela que o processador utiliza para armazenar dados temporariamente que estão em uso podendo ser lidos, apagados e escritos pelo processador. O processador por sua vez, fica impossibilitado de trabalhar sem uma quantidade mínima dessa memória. Nos computadores de hoje um determinante de desempenho é a comunicação entre a o processador e a memória RAM, como a transferência de dados entre o processador e a memória RAM ainda são lentos dai vem a importância da memória cache, incorporada dentro do processador. Desde as primeiras memórias deste tipo até as de atualmente ocorreu uma enorme evolução, foram desde memórias soldadas nas placas até os módulos de memórias que conhecemos hoje, por tanto houve uma considerável evolução das formas físicas delas, do tamanho e do modo como são feitas. Houve então as memórias DIP, módulos SIPP, SIMM (de 30 e 72 vias), DIMM (ou DDR).

As memórias do tipo SRAM

Esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM, porém armazenam menos dados e possui preço elevado se considerar o custo por megabyte. Memórias SRAM costumam ser utilizadas como cachê.

AS MEMÓRIAS DO TIPO DRAM

Memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso às memórias estáticas. Esse tipo também costuma ter preço bem menor quando comparado ao tipo estático.

AS MEMÓRIAS DO TIPO MRAM

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A memória MRAM vem sendo estudada há tempos, mas somente nos últimos anos é que as primeiras unidades surgiram. Trata-se de um tipo de memória até certo ponto semelhante à DRAM, mas que utiliza células magnéticas. Graças a isso, essas memórias consomem menor quantidade de energia, são mais rápidas e armazenam dados por um longo tempo, mesmo na ausência de energia elétrica. O problema das memórias MRAM é que elas armazenam pouca quantidade de dados e são muito caras, portanto, pouco provavelmente serão adotadas em larga escala.

FORMATOS FÍSICOSAs memórias DIPP

Nos micros XT, 286 e nos primeiros 386, ainda não eram utilizados módulos de memória. Em vezdisso, os chips de memória eram instalados diretamente na placa-mãe, encaixados individualmente em colunas de soquetes (ou soldados), onde cada coluna formava um banco de memória.

Esse era um sistema antiquado e que trazia várias desvantagens, por dificultar upgrades de memória ou a substituição de módulos com defeito.

As memórias SIPP

Módulos SIPP, foram os primeiros módulos de memória usados em computadores como os 286. E os primeiros 386, sendo constituídos por módulos de 8 ou 9 bits. Este tipo de memória foi fabricado com velocidades de acesso entre 100 e 120 nanossegundos. O problema é que o conector das memórias SIPP quebrava com facilidade, o que forçou as fabricantes a adotarem o SIMM sem pensar muito.

As memórias SIMM

Os módulos SIMM eram eletronicamente idênticos aos módulos SIPP. A única diferença era não ter as “perninhas” de encaixe, que existiam nas memórias SIPP. Ambos tinham 30 contactos, portanto os módulos SIPP, eram também

Banco de memória DIPP Memória DIPP

Memórias SIPP

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chamados de SIPP/30, pois continham 30 pinos, enquanto os módulos SIMM eram chamados também de SIMM/30, que também eram 30 pinos, importante é dizer, que neste já não existiam aquelas “perninhas”, mas sim pinos.

A primeira leva do padrão SIMM tinha 30 pinos e podia transmitir 9 bits de dados. Foi utilizado nos primeiros 286, 386 e até em alguns modelos de 486 e foram fabricados em várias capacidades, os mais comuns foram os módulos de 512 KB, 1MB, e 4MB, apesar de terem existido módulos de até 16 MB, que eram raros e extremamente caros.

A configuração ou instalação dos módulos de memória no slot SIMM 30 é o mais complicado e menos flexível de trabalhar, para conecta os módulos de memória é necessário verificar o tipo do microprocessador e quantos megas se desejam obter.

Os processadores 386 e 486 utilizavam um barramento de 32 bits para o

acesso à memória, o que tornava necessário combinar 4 módulos de 30 vias para formar um banco de memória. Os 4 módulos eram então acessados pelo processador como se fossem um só. Era preciso usar os módulos em quartetos: 4 módulos ou 8 módulos, mas nunca um número quebrado.

A exceção ficava por conta dos micros equipados com processadores 386SX, onde são necessários apenas 2 módulos, já que o 386SX acessa a memória usando palavras de 16 bits. Apesar de serem muito mais práticos do que manipular diretamente os chips DIP, os módulos SIMM de 30 vias ainda eram bastante inconvenientes, já que era preciso usar 4 módulos idênticos para formar cada banco de memória. Eles foram desenvolvidos pensando mais na questão da simplicidade e economia de custos do que na praticidade.

Para solucionar o problema, os fabricantes criaram um novo tipo de módulo de memória SIMM de 32 bits, que possui 72 vias. Os módulos de 72 vias substituíram rapidamente os antigos nas placas para 486 e se tornaram o padrão nos micros Pentium, sendo em seguida substituídos pelos módulos de 168 vias.

O segundo tipo de SIMM contava com 72 pinos, possibilitando a transmissão de até 32 bits. Esse tipo de módulo vinha instalado em computadores com processadores 486, Pentium e até alguns com Pentium II.

Banco de memória

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Em vez de quatro módulos, é preciso apenas um módulo SIMM de 72 vias para formar cada banco de memória nos micros 486. Como o Pentium acessa a memória usando palavras de 64 bits, são necessários 2 módulos em cada banco.

Uma curiosidade é que algumas placas-mãe para Pentium podem trabalhar com apenas um módulo de 72 vias. Nesse caso, a placa engana o processador, fazendo dois acessos de 32 bits consecutivos, entregando os dados de uma só vez para o processador. Apesar de funcionar, esse esquema reduz bastante a velocidade do micro, pois a taxa de transferência ao ler dados a partir da memória é efetivamente reduzida à metade.

Memória SIMM

As memórias FPM E EDO

A tecnologia FPM (Fast Page Mode) foi utilizada para desenvolver algumas memórias do padrão SIMM. Módulos com essa tecnologia podiam armazenar incríveis 256 kbytes. Basicamente, o diferencial dessa memória era a possibilidade de escrever ou ler múltiplos dados de uma linha sucessivamente.

Memórias FPM

As memórias com tecnologia EDO apareceram em 1995, trazendo um aumento de desempenho de 5% se comparadas às que utilizavam a tecnologia FPM. A tecnologia EDO (Extended Data Out) era quase idêntica à FPM, exceto que possibilitava iniciar um novo ciclo de dados antes que os dados de saída do anterior fossem enviados para outros componentes.

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Memórias EDO

As memórias DIMM

Quando as fabricantes notaram que o padrão SIMM já não era o suficiente para comportar a quantidade de dados requisitados pelos processadores, foi necessário migrar para um novo padrão: o DIMM. A diferença básica é que com os módulos DIMM havia chips de memórias instalados dos dois lados (ou a possibilidade de instalar tais chips), o que poderia aumentar a quantidade de memória total de um único módulo.

Outra mudança que chegou com as DIMMs e causou impacto no desempenho dos computadores foi a alteração na transmissão de dados, que aumentou de 32 para 64 bits. O padrão DIMM foi o mais apropriado para o desenvolvimento de diversos outros padrões, assim surgiram diversos tipos de memórias baseados no DIMM, mas com ordenação (e número) de pinos e características diferentes.

Todos os módulos DIMM são módulos de 64 bits, o que eliminou a necessidade de usar 2 ou 4 módulos para formar a relação nas memórias. Muitas motherboards oferecem a opção de usar dois módulos (ligados simultaneamente) para melhorar a velocidade de acesso. Esse recurso é chamado de dual-channel e melhora consideravelmente o desempenho, pode-se também usar somente um único módulo, mas neste caso o suporte a dual-channel fica desativado.

Existem alguns formatos de memória DIMM. Os mais antigos são os módulos de memória SDR, de 168 vias, que eram utilizados há muito pouco tempo. Em seguida, temos os módulos de memória DDR, que possuem 184 contactos e os módulos DDR2, que possuem 240. Apesar do maior número de contactos, os módulos DDR e DDR2 são exatamente do mesmo tamanho que os módulos SDR de 168 vias, por isso foram introduzidas mudanças na posição dos encaixes, para que não se consiga encaixar os módulos em placas incompatíveis.

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Exemplo de memória do padrão DIMM

As memórias SDRAM

Com a evolução das DIMMs, as memórias SDRAM foram adotadas por padrão, deixando para trás o padrão DRAM. As SDRAMs são diferentes, pois têm os dados sincronizados com o barramento do sistema. Isso quer dizer que a memória aguarda por um pulso de sinal antes de responder. Com isso, ela pode operar em conjunto com os demais dispositivos e, em consequência, ter velocidade consideravelmente superior.

As memórias RIMM e PC 100

Pouco depois do padrão DIMM, apareceram as memórias RIMM. Muito semelhantes, as RIMM se diferenciavam basicamente pela ordenação e formato dos pinos. Houve certo incentivo por parte da Intel para a utilização de memórias RIMM, no entanto, o padrão não tinha grandes chances de prospectiva e foi abandonado ainda em 2001. As memórias RIMM ainda apareceram no Nintendo 64 e no Playstation 2 – o que comprova que elas tinham grande capacidade para determinadas atividades. Ocorre que, no entanto, o padrão não conseguiu acompanhar a evolução que ocorreu com as memórias DIMM.

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Memória RIMM

O padrão PC100 (que era uma memória SDR SDRAM) surgiu na mesma época em que as memórias RIMM estavam no auge. Esse padrão foi criado pela JEDEC, empresa que posteriormente definiu como seria o DDR. A partir do PC100, as fabricantes começaram a dar atenção ao quesito frequência. Posteriormente, o sufixo PC serviu para indicar a largura de banda das memórias (como no caso de memórias PC3200 que tinham largura de 3200 MB/s).

Memória PC-100

As memórias DDR, DDR2 e DDR3

Depois de mais de 30 anos de história, muitos padrões e tecnologias, finalmente chegamos aos tipos de memórias presentes nos computadores atuais. No começo, eram as memórias DDR, que operavam com frequências de até 200 MHz. Apesar de esse ser o clock efetivo nos chips, o valor usado pelo barramento do sistema é de apenas metade, ou seja, 100 MHz.Assim, fica claro que a frequência do BUS não duplica, o que ocorre é que o dobro de dados transita

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simultaneamente. Aliás, a sigla DDR significa Double Data Rate, que significa Dupla Taxa de Transferência. Do padrão DDR para o DDR2 foi um pulo fácil. Bastou adicionar alguns circuitos para que a taxa de dados dobrasse novamente. Além do aumento na largura de banda, o padrão DDR2 veio para economizar energia e reduzir as temperaturas. As memórias DDR2 mais avançadas alcançam clocks de até 1.300 MHz (frequência DDR), ou seja, 650 MHz real. E o padrão mais recente é o DDR3 que, como era de se esperar, tem o dobro de taxa de transferência se comparado ao DDR2. A tensão das memórias caiu novamente (de 1,8 V do DDR2 para 1,5 V) e a frequência aumentou significativamente – é possível encontrar memórias que operam a 2.400 MHz (clock DDR).

Memória DDR ou DDR1

Memória DDR2

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Memória DDR3

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Diferença entre as tecnologias DDR

As memórias RAMBUS

As memórias Rambus recebem esse nome por serem uma criação da empresa Rambus Inc. e chegaram ao mercado com o apoio da Intel. Elas são diferentes do padrão SDRAM, pois trabalham apenas com 16 bits por vez. Em compensação, memórias Rambus trabalham com frequência de 400 MHz e com duas operações por ciclo de clock. Tinham como desvantagens, no entanto, taxas de latência muito altas, aquecimento elevado e maior custo. Memórias Rambus nunca tiveram grande aceitação no mercado, mas também não foram um total fiasco: foram utilizadas, por exemplo, no console de jogos Nintendo 64. Curiosamente, as memórias Rambus trabalham em pares com "módulos vazios" ou "pentes cegos". Isso significa que, para cada módulo Rambus instalado, um "módulo vazio" tem que ser instalado em outro slot. Essa tecnologia acabou perdendo espaço para as memórias DDR.

Memórias Rambus

DUAL-CHANNEL E TRIPLE-CHANNEL

Apesar das constantes evoluções no padrão DDR, as memórias nunca conseguiram atingir a mesma velocidade das CPUs. Isso forçou as principais empresas de informática a apelarem para um truque que possibilitaria o aumento do desempenho geral da máquina. Conhecido como Dual-Channel (Canal Duplo), o novo recurso possibilitou o aumento em duas vezes na velocidade entre a memória e o controlador.

A tecnologia Dual-Channel depende simplesmente de uma placa-mãe ou um processador que tenha um controlador capaz de trabalhar com o dobro de largura do barramento. Isso significa que a memória utilizada não precisa ser

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diferente, sendo que a grande diferença está no controlador, que deve ser capaz de trabalhar com 128 bits, em vez dos costumeiros 64 bits das memórias DDR.

Ao dobrar a largura do barramento de dados, as memórias têm a taxa de transferência dobrada automaticamente. Assim, uma memória DDR2 que antes era capaz de transferir 8.533 MB/s, quando programada para atuar em Dual-Channel poderá atingir um limite teórico de 17.066 MB/s. Detalhe: para usar a tecnologia de Canal Duplo é preciso usar dois módulos de memórias, conectados nos slots pré-configurados para habilitar o recurso.

A tecnologia Triple-Channel é muito parecida com a Dual, exceto que aqui o canal é triplo. Com a explicação acima fica fácil compreender que é preciso utilizar um processador e placa-mãe compatível (os primeiros a usar esse recurso foram os Intel Core i7 de primeira geração).A largura do barramento aumenta para 192 bits (o triplo dos 64 bits) e, consequentemente, a taxa de transferência triplica. E novamente vale a mesma regra: três módulos são necessários para utilizar essa funcionalidade.

Esquema para Dual-Channel

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Placa-mãe pronta para triple-channel, mesmo esquema do dual-channel

OUTROS PADRÕES

Enquanto os computadores evoluíram baseados nas memórias DIMM SDRAM, outros dispositivos aderiram a memórias alternativas. É o caso do Playstation 3 , que aderiu à linha de memórias XDR DRAM. O padrão XDR é como se fosse um sucessor das antigas memórias baseadas no RIMM (também conhecida como memória Rambus DRAM).

Memória XDR

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Existem ainda as memórias dedicadas para as placas gráficas. As principais são do padrão GDDR, variando entre a primeira geração e a quinta – a GDDR5. As memórias GDDR têm algumas semelhanças com os padrões DDR, mas diferem em alguns aspectos, incluindo as frequências.

Memória GGDR5

Banco de memória de uma placa gráfica

Antigamente foram usadas memórias do tipo VRAM e WRAM para armazenar dados gráficos. Atualmente, as memórias são do tipo SGRAM (RAM de sincronia gráfica). Todas elas são baseadas na memória RAM, mas têm certas diferenças.

 A EVOLUÇÃO CONTINUA...

O padrão DDR tem reinado por longos anos, todavia, muitas tecnologias estão sendo estudadas para substituir os atuais módulos. Entre tantas, uma que ganha destaque é MRAM, memória magnética que deve alterar completamente o sistema de leitura e escrita. Esse padrão deve disputar com o FRAM, memória

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ferroelétrica que tem investimentos de grandes empresas, incluindo a Samsung, a Toshiba e outras tantas.

Memória FRAM

Memória MRAM

E a evolução das memórias RAMs não vai continuar apenas nos módulos que utilizamos no cotidiano. Protótipos como o Z-RAM (Zero-capacitor RAM) devem aportar nas memórias caches dos processadores. Aliás, a probabilidade é muito grande, pois a AMD licenciou a segunda geração da Z-RAM.

Apesar de muitas fabricantes investirem alto na continuidade das memórias RAMs, existem fortes indícios de que outros tipos de memórias sejam adotados num futuro próximo. A HP, por exemplo, aposta no Memristor, um componente eletrônico que deve gerar um padrão de memória muito superior ao atual.

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O Memristor é um componente que foi teorizado pelo cientista Leon Chua, no ano de 1971. O Memristor é, na verdade, uma junção entre a capacidade resistiva (do resistor) e a memorização (das memórias).

Como são os memristores? Bom, evidentemente, o memristor é construído com nanotecnologia, portanto você jamais conseguirá vê-lo sem o auxílio de um instrumento apropriado.

Memristor