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Memórias
- 1. 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................2 Tipos de Acesso.......................................................................................................................2 Persistência de Dados ............................................................................................................2 Utilização...................................................................................................................................3 Troca de Dados........................................................................................................................3 Capacidade e Expansão.........................................................................................................3 Endereçamento ........................................................................................................................4 Memórias RAM (Acesso Randômico)...................................................................................4 Memórias ROM (Somente Leitura) .......................................................................................6 Evolução das Memórias........................................................................................................10
- 2. 2 Introdução Em informática, memórias são dispositivos para armazenamento de programas e instruções temporariamente ou permanentemente, que posteriormente são executadas pelo processador (CPU), onde podem ser acessados de forma mais fácil e veloz. Nos computadores normalmente são encontradas memórias do tipo DRAM (Memória de Acesso Randômico Dinâmico). As memórias são divididas em duas categorias: Voláteis e não voláteis. Vale frisar que memória e armazenamento são coisas bastante distintas, já que as memórias são para armazenamento de instruções para a CPU executar posteriormente, enquanto o armazenamento é o conteúdo do HD ou derivados. Tipos de Acesso As memórias possuem diferentes formas de acesso de dados entre si, como: Acesso Randômico e Sequencial. Acesso Randômico: São as memórias que acessam os dados de forma arbitrária, o contrário das memórias sequenciais. O seu diferencial é em sua velocidade, que é superior a velocidade das memórias sequenciais. As memórias de acesso randômico podem ser encontradas muito mais facilmente do que as de acesso sequencial. Acesso Sequencial: São as memórias que acessam os dados em uma sequência pré-determinada, em sequência. As memórias de acesso sequencial são o tipo mais raro de memória. Persistênciade Dados Fonte: canaltech.com
- 3. 3 A persistência de dados das memórias se refere aos termos volátil e não volátil, onde memórias voláteis não armazenam informações depois da interrupção da alimentação elétrica, requerem alimentação elétrica contínua, e as memórias não voláteis são capazes de armazenar informações mesmo sem estarem sendo alimentadas continuamente. Utilização As memórias podem ser utilizadas desde o armazenamento de simples configurações de uma impressora até o armazenamento de programas e instruções a serem executadas pela CPU de um computador. Algumas aplicações de tipos de memórias: Memória DRAM: São memórias RAM dinâmicas, podem ser usadas como memória de computadores e notebooks. Memória SDRAM: São memórias mais rápidas que a DRAM, são sincronizadas com o clock do sistema, e também podem ser utilizadas computadores e notebooks. Memória SRAM: São memórias RAM estáticas, ou seja, são de apenas leitura, que já vêm com informação pronta para uso, podem ser utilizadas como memória cache de CPUs e discos rígidos. Troca de Dados As memórias podem ser de somente leitura e leitura/escrita. As memórias de somente leitura têm seus conteúdos gravados desde fábrica, podem ser acessados, mas não podem ser apagados ou alterados, geralmente armazenam firmwares e sistemas operacionais de hardwares, exemplo: memória ROM. Já as memórias de leitura e escrita, podem ser escritas e acessadas, exemplo: memória RAM. A velocidade das memórias está diretamente ligada a quantidade de informação enviada em menos tempo possível, o clock e a largura de banda, que é quanta informação pode ser enviada por vez. Capacidade e Expansão A capacidade de uma memória se refere à quantidade de bits que podem ser armazenados. Já a expansão é a capacidade máxima de memória que um sistema pode comportar, em computadores de 32 bits o máximo de memória RAM que pode ser aceita é 4GB, 2^32 palavras, e os sistemas de 64 bits comportam até 128GB.
- 4. 4 Endereçamento Em informática, um espaço de endereçamento define uma faixa de endereços discretos, cada um dos quais pode corresponder a um registrador físico ou virtual, um nodo de rede, dispositivo periférico, setor de disco ou outra entidade lógica ou física. Memórias RAM (Acesso Randômico) As memórias RAM são memórias de acesso randômico, ou seja, podem ter informação alterada ou adicionada em qualquer bit e em qualquer momento, mesmo fora de ordem, o contrário das memórias de acesso sequencial. São destinadas ao armazenamento de dados e instruções a serem executadas pela CPU em tempo de processamento. O que garante que as informações contidas nas memórias RAMs continuem armazenadas é a alimentação elétrica, ou seja, quando sua alimentação é interrompida a memória perde todas as informações contidas em si, são memórias voláteis. Existem três tipos de memória RAM: SRAM (Memória de Acesso Randômico Estática): Assim como as memórias RAM, necessitam de alimentação contínua para o armazenamento das informações nela contidas. Essa memória, não necessita do refreshing (atualização periódica de bits) com as memórias DRAM. São de custo mais elevado, têm uma densidade de bits menor (devido à quantidade de componentes que permitem a sua estabilidade), são mais volumosas, de maior performance, menor dissipação de calor e mais complexas, comparando-se as memórias DRAM. Podem ser encontradas em memórias cache de processadores e discos-rígidos. Há também memórias SRAM não voláteis, as nvSRAM, mas em geral, são memórias voláteis. Fonte: xsforsale.com DRAM (Memória de Acesso Randômico Dinâmico): São memórias que armazenam informações por meio de capacitores, necessita do refreshing, pois os capacitores permitem a fuga de elétrons, a não ser que seja atualizada de tempos em tempos. A vantagem das memórias DRAM são seu custo e capacidade maiores, pois, para o armazenamento de um bit é necessário apenas um transistor e um capacitor, e nas memórias SRAM são
- 5. 5 necessários 4 transistores. As memórias DRAM podem ser encontradas em notebooks e computadores. Fonte: SnipView SDRAM (Memória de Acesso Dinâmico Randômico Sincronizado): É uma memória do tipo DRAM, que tem o diferencial de ser sincronizada com o clock do sistema, tem uma maior afinidade com a CPU, já que a CPU pode “saber” quando os dados estarão disponíveis para serem acessados e executados, reduzindo seu tempo de leitura e transmissão de dados, e se adaptam melhor do que as memórias DRAM aos sistemas de alto clock. Essa memória possui duas variantes: SDR SDRAM (Single data rate SDRAM), que é uma forma síncrona de memória DRAM e de taxa única de transferência; e a DDR SDRAM (Double data rate SDRAM), que é uma forma síncrona de memória DRAM e de taxa dupla de transferência, capazes de lerem dados na subida e descida de clock do sistema, duplicando sua taxa de dados. Fonte: wikipedia.com MRAM (RAM Magneto-resistiva): É um tipo de recente de memória volátil, são bem parecidas com memórias DRAM, diferenciando-se que as memórias MRAM utilizam-se de células magnéticas para o armazenamento de informações, são mais econômicas eletricamente, de acesso mais rápido, e são capazes de armazenar informações por períodos mais prolongados que os outros tipos de memória, mesmo sem alimentação elétrica, porém, continuam sendo memórias voláteis, pois armazenam informações por tempos mais prolongados que os outros tipos de memória, mas não por um tempo indefinido. Fonte: domaintec.com
- 6. 6 Memórias ROM (Somente Leitura) São memórias não voláteis, ou seja, permanecem com informação armazenada, mesmo sem alimentação elétrica, indefinidamente. Também são memórias de acesso randômico, assim como as memórias RAM, porém com velocidade mais baixa que as memórias RAM. O diferencial das memórias ROM é que são memórias de somente leitura, ou seja, seu conteúdo não pode ser apagado ou alterado, apenas acessado, tem o seu conteúdo gravado desde fábrica. Geralmente são utilizadas para armazenar firmwares e sistemas operacionais básicos de dispositivos como videogames, computadores etc. Nos computadores, as memórias ROMs, ficam localizadas na placa mãe, armazenando os sistemas operacionais mais básicos, conhecidos como BIOS, que servem para configurar a máquina e permitir a instalação de sistemas operacionais mais avançados, entre outros. Estrutura de uma memória ROM
- 7. 7 Mask-ROM (Memória de Somente Leitura de Máscara): Foram as primeiras versões de memória ROM desenvolvidas, eram constituídas de circuitos integrados que armazenavam dados apenas para leitura desde a fábrica, que não podiam ser alterados pelo usuário final. Fonte: datamath.org PROM (ROM Programável): Desenvolvida posteriormente as memórias ROM, devido a necessidade de inserir dados posteriormente, seus dados eram alterados através de um dispositivo chamado de programador PROM, onde eram alteradas ligações internas da memória. Os dados das memórias PROM só poderiam ser alterados apenas uma vez, após a primeira vez, as alterações eram irreversíveis. Fonte: wikipedia.com
- 8. 8 Estrutura de uma memória PROM EPROM (PROM Apagável): São memórias PROM que podem ter seus dados apagados e regravados, expondo a memória a uma forte luz ultravioleta, por aproximadamente 10 minutos. Geralmente, são utilizadas em microcontroladores como memória interna, todos os seus bits vêm definido para 1 e então podem ser programados pelo usuário. As regravações na memória iriam exigindo cada vez mais voltagem, limitando a quantidade de regravações. Fonte: wikipedia.com
- 9. 9 Estrutura de uma memória EPROM EEPROM (PROM Eletricamente Apagável): São memórias PROM que podem ter seus dados apagados e regravados, com o uso da eletricidade. Geralmente são utilizadas para armazenar pouca informação, como dados de configuração. Os modelos mais comuns de memória EEPROM são as memórias EAROM, que têm um processo de regravação muito lento, que só altera um bit por vez; e as memórias Flash, que podem ser regravas muito mais rapidamente do que as memórias EAROM, além de possibilitarem mais 1 milhão de regravações. Em suas primeiras gerações, só podiam ser alterados um único bit por vez, mas atualmente já é possível operar múltiplos bits simultaneamente. Têm uma vida útil limitada a algumas centenas ou milhares de regravações, justamente por esse motivo não são utilizadas como memórias de acesso randômico. Fonte: elektro-lexikon.de Flash-ROM: São memórias semelhantes à EEPROMs e RAMs, capazes de alterar ou remover múltiplos bits por vez, possui uma alta velocidade de leitura. Geralmente encontrada em pen-drives e cartões de memória. Fonte: wikipedia.com
- 10. 10 Evolução das Memórias Memória de Ferrite: Foram os primeiros modelos de memória RAM da história, desenvolvidas em 1952, no MIT. Foi utilizada em um dos primeiros computadores da história, o UNIVAC. A partir de 1975, começou-se a desenvolver memórias estáticas e memórias a partir de circuitos integrados. Era composta por “rosquinhas” magnéticas rodeadas por fios de cobre, onde a “rosca” se magnetizava através de pulsos elétricos, alternando entre ligado e desligado. Ainda era utilizada em 95% dos computadores em 1976. Fonte: wikipedia.com Chip 3301: Em 1969 foi lançada a primeira memória da Intel, uma memória do tipo SRAM (Estática), de 64 bits, no mesmo ano foi lançado outro chip 3301, de 1024 bits, porém era uma memória ROM (Somente Leitura). Chip 1101: Foram uma das memórias introduzidas pela Intel, no ano de 1969, era uma memória de 256 bit. Foi a primeira memória com semicondutores em massa e portas de silício. Fonte: cpu-zone.com Chip 1103: Foi a sucessora do chip 1101, denominado “The Core Killer”, a primeira memória RAM dinâmica de 1024 bits, traçando um ponto importante na história dos circuitos integrados: pela primeira vez, uma quantidade significativa de informação poderia ser armazenada em um único chip, tornando-se um padrão industrial. Em 1972 foi a memória de semicondutor mais vendida do ano. Fonte: cpu-zone.com Memória EPROM: Surgiu em 1971, elaborada por Dov Frohman, foi outra revolução na história das memórias, podiam armazenar dados por dez a vinte anos, possuía
- 11. 11 uma janela do apagamento, que era utilizada para apagar seus dados, expondo-a por 10 a 30 minutos em luz ultravioleta. Memória de Semicondutor: Surgiu em 1974, era composta por transistors e material semicondutor, tornou-se a memória mais econômica da época, logo os computadores foram utilizando-se dessa memória. Fonte: radio-electronics.com Memória EEPROM: Surgiu o primeiro modelo de memória EEPROM, o Intel 2816, fabricado pela Intel e George Perlegos, era uma memória baseada na EPROM, possuía seu próprio sistema de apagamento de dados, através da eletricidade, descartando-se o uso da luz ultravioleta, como era o caso das memórias EPROM. Memória SIMM: Fabricadas em 1983, pelo Laboratório Wang, se popularizaram através dos computadores pessoais. Eram memórias de linha única, ou seja, só tinham chips de memória apenas de um lado do pente. Fonte: spainforum.me Memória DIMM: Evolução das memórias SIMM, invés de uma linha única de chips de memória no pente, haviam chips de memória em ambos os lados do pente. Fonte: computerhope.com
- 12. 12 Memória Flash: Em 1984, Fujio Masuoka inventava a memória flash, era um tipo de memória EEPROM e RAM, que era capaz de alterar ou escrever múltiplos bits por vez, e tinha uma alta velocidade de leitura. Memória SDRAM: Em 1993, a Samsung fabricava a primeira memória DRAM sincronizada com o clock do sistema, era uma memória mais veloz, pois o processador teria uma maior afinidade com a memória, podendo “saber” quando os dados estariam disponíveis para serem acessados, tornando-se um padrão industrial de memórias. Fonte: wikipedia.com Memória DDR: Em 1996, começam a ser vendidas as memórias DDR, que possuíam chips de memória em ambos os lados do pente. Fonte: wikipedia.com Memória DDR2: Em 2003, começam a serem vendidas as memórias DDR2, são como as memórias DDR, porém trabalham com duas vezes mais bits, consomem menos energia e têm um clock superior. Fonte: mercadolivre.com Memória DDR3: Em 2007, começam a serem vendidas as memórias DDR3, ainda mais econômicas, maior capacidade, menor voltagem, velocidade superior e alteração no barramento. Fonte: mercadolivre.com