Tipos de Memória em Computadores

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Arquitetura de Computadores
Memórias
Memória
• É um termo genérico para designar as partes do computador 
ou dos dispositivos periféricos onde os dados e programas 
são armazenados. 
• Todos os dispositivos que permitem a um computador 
guardar dados, temporariamente ou permanentemente.
Características de sistemas de memória
Localização: 
Processador
Interna (principal)
Externa (secundária)
Desempenho:
Tempo de Acesso
Tempo de ciclo
Taxa de Transferência
Capacidade:
Tamanho da Palavra
Número de Palavras
Tecnologia:
Semicondutores
Magnética
Óptica
Magneto-óptica
Unidade de Transferência:
Palavra
Bloco
Características Físicas:
Volátil / Não Volátil
Método de Acesso:
Sequencial
Aleatório
Organização
Memória Interna (Principal)
Projeto
• Capacidade, velocidade e custo.
• Hierarquia de memórias
Hierarquia de memória
À medida que descemos em uma hierarquia de memórias, as relações a 
seguir são válidas:
• O custo por bit diminui;
• A capacidade aumenta;
• O tempo de acesso aumenta;
• A frequência de acesso à memória pelo processador diminui.
• Um processador típico contém algumas dezenas de 
registradores internos.
• A memória principal, dois níveis abaixo é o sistema de 
memória interna mais importante do computador. Cada 
posição da memória principal tem um endereço único; a 
maioria das instruções de máquina refere-se a um ou mais 
endereços da memória principal.
• A memória principal geralmente é combinada com uma 
memória cache menor e mais veloz. Ela é um dispositivo que 
organiza a movimentação de dados entre a memória 
principal e os registradores do processador, de modo que 
melhore o desempenho.
• Memórias Voláteis: Registradores, Memória cache e memória 
principal são três formas de memória volátil.
• Para armazenar dados de maneira permanente são utilizados 
dispositivos externos de armazenamento de massa, entre os quais os 
discos rígidos (HD) e os meios removíveis. A memória externa não 
volátil é também conhecida como memória auxiliar ou secundária.
RAM (Random Access Memory). Memória de acesso aleatório
• É uma memória volátil de leitura e escrita
• Pode ser dinâmica (capacitores): exige reescrita de dados de tempos 
em tempos para mantê-los. Toda vez que o processador acessa a 
memória para ler ou gravar, cada célula deverá ser recarregada 
(refresh) 
• Estáticas (transistores): não precisa ser recarregada. Guardam a 
informação enquanto receberem alimentação, ou até que a 
informação seja sobreposta por uma nova informação.
DRAM e SRAM
• A DRAM tem mais célula por área, é mais simples e mais 
barata que a SRAM, por outro lado requer um circuito de 
regeneração. 
• As SRAM são mais rápidas do que as DRAM.
DDR (Double Data Rating: Taxa de transferência dobrada
• São memórias do tipo DRAM.
• São síncronas, ou seja, utilizam um sinal de clock para sincronizar suas 
transferências.
• Transferem dois dados por pulso de clock. Por causa desta 
característica, são rotuladas com o dobro do clock real máximo que 
conseguem trabalhar. Por exemplo: DDR2-800 trabalha a 400MHz, 
DDR3-1333 trabalha a 666,6 MHz, etc.
• DDR = 2,5 V
• DDR2 = 1,8 V
• DDR3 = 1,5 V
• DDR4 = 1,2 V
Memória Cache
• Memórias especiais de alta velocidade. RAM estátia
• São utilizadas com o objetivo de acelerar o processamento das 
instruções dadas à memória principal pelo processador. 
• O controlador de cache tem como função, a memória cache 
mantenha em seu poder informações que provavelmente o 
processador irá utilizar com maior frequência. Todo este processo 
tem como base um algoritmo que mantém em cache os dados que o 
processador utilizou recentemente. Este algoritmo utiliza um conceito 
prático da programação quem tem a ver com os ciclos dos programas.
• Possuem custo alto e geralmente são encontradas em módulos da 
ordem de Mbytes. Podem ser encontradas no processador ou externo 
a este, na placa-mãe. L1, L2, L3. (Hierarquia)
ROM (Read Only Memory). Memória apenas de leitura. 
• Não volátil.
• Contém um padrão permanente de dados que não pode ser alterado.
• É possível ler uma ROM, mas não é possível gravar novos dados. 
• É fabricada como qualquer outra pastilha de circuito integrado, cujos 
dados são gravados na pastilha durante o processo de fabricação.
PROM (Programmable ROM). ROM programável. 
• Mais barato que a ROM
• Não volátil 
• Os dados podem ser gravados apenas uma vez. 
• O processo de gravação é efetuado eletricamente e pode ser feito 
pelo fornecedor ou pelo cliente, após a fabricação da pastilha original. 
É necessário um equipamento especial. 
EPROM (Erasable PROM). É uma PROM “apagável”.
• Pode ser apagada por um processo óptico; 
• os dados podem ser lidos e gravados eletricamente. 
• Antes de qualquer operação de escrita, todas as células de memória 
devem ser apagadas, pela exposição da pastilha à radiação 
ultravioleta.
EEPROM (Electrically EPROM). É uma EPROM apagável eletricamente.
• Os dados podem ser gravados nessa memória sem que seja 
necessário apagar todo seu conteúdo anterior. 
• Ela é mais cara que a EPROM e também menos densa (menos célula 
por área).
Flash
• Como a EEPROM, a memória Flash usa uma tecnologia de 
apagamento elétrico de dados, podendo ser apagada em poucos 
segundos. 
• Possui alta densidade.
Memórias secundárias
• As memórias auxiliares são os dispositivos utilizados para o 
armazenamento de dados e programas de maneira não volátil. 
• São ideais para armazenamento de grandes quantidades de 
informações. 
• As memórias auxiliares têm maior capacidade e menor custo.
Disco Magnético
• Os discos magnéticos continuam sendo os componentes mais 
importantes da memória externa. 
• São a base da memória externa em praticamente todos os sistemas 
de computação.
• Fabricação: 
Um disco é um prato circular construída de material não magnético, 
chamado substrato (tradicionalmente, alumínio ou um material de liga 
de alumínio, mais recentemente foram introduzidos substratos de 
vidro), coberto com um material magnetizável.
Disco Magnético
• Leitura e gravação:
Os dados são gravados e, mais tarde, recuperados do disco por meio de 
uma bobina condutora, chamada cabeça. Em muitos sistemas existem 
2 cabeças: uma de leitura e outra de gravação.
HD
• Durante uma operação de leitura ou gravação, a cabeça fica 
estacionária, enquanto a placa gira por baixo dela 
• Os pulsos elétricos são enviados à cabeça de gravação, e os padrões 
magnéticos resultantes são gravados na superfície abaixo.
• O mecanismo de leitura explora o fato de que um campo magnético 
movendo-se em relação a uma bobina produz uma corrente elétrica 
na bobina. 
• Quando a superfície do disco passa sob a cabeça, ela gera uma 
corrente com a mesma polaridade daquela já gravada.
Organização HD
• A cabeça é um dispositivo relativamente pequeno, capaz de ler e 
escrever em uma parte do prato girando por baixo dela. 
• A organização dos dados no prato é um conjunto de anéis, chamados 
de trilhas. Cada trilha tem a mesma largura da cabeça. Existem 
milhares de trilhas por superfícies.
• Entre as trilhas, existem lacunas para minimizar os erros devidos à 
falta de alinhamento da cabeça ou à interferência dos campos 
magnéticos.
• Os dados são transferidos em setores. Existem centenas de setores 
por trilhas. Na maioria dos sistemas, são usados setores de tamanha 
fixo, com 512 bytes. Os setores também são separados por lacunas.
Solid State Drive (SSD)
• Os discos de estado sólido utilizam o princípio de armazenamento 
diferente dos HDs magnéticos. 
• Eles utilizam chips da memória Flash. 
SSD
• Não possui partes móveiscomo HD magnético, portanto são mais 
resistentes a quedas e batidas, 
• Consomem menos eletricidade e são mais silenciosos. 
• Essa tecnologia é considerada mais segura, menos susceptível a erros.
• O tempo de acesso desse disco também é menor que o tradicional 
magnético.
• As desvantagens dessa tecnologia são: custo e tempo de vida
RAID (Redundant Array of Independent Disks = Matriz 
Redundante de Discos Independentes)
• Combina vários discos rígidos (HDs) para formar uma única unidade 
lógica de armazenamento de dados.
• Faz com que o sistema operacional enxergue o conjunto de HDs como 
uma única unidade de armazenamento, independente da quantidade 
de dispositivos que estiver em uso. 
• Hoje, além de HDs, é possível montar sistemas RAID baseados 
em SSD.
• Para que um sistema RAID seja criado, é necessário utilizar pelo 
menos dois HDs (ou SSDs)
Vantagens RAID
• Se um HD sofrer danos, os dados existentes nele não serão perdidos, 
pois podem ser replicados em outra unidade (redundância);
• É possível aumentar a capacidade de armazenamento a qualquer 
momento com a adição de mais HDs;
• O acesso à informação pode se tornar mais rápido, pois os dados são 
distribuídos a todos os discos;
• Dependendo do caso, há maior tolerância a falhas, pois o sistema não 
é paralisado se uma unidade parar de funcionar;
RAID 0 (zero) = striping (fracionamento)
• Os dados são divididos em pequenos segmentos e distribuídos entre os 
discos. 
• Não oferece proteção contra falhas, já que nele não existe redundância. 
Isso significa que uma falha em qualquer um dos discos pode ocasionar 
perda de informações para o sistema todo, especialmente porque 
"pedaços" do mesmo arquivo podem ficar armazenados em discos 
diferentes.
• O foco do RAID 0 acaba sendo o desempenho. 
• Assim, pelo menos teoricamente, quanto mais discos houver no sistema, 
maior é a sua taxa de transferência: os dados são divididos, cada parte de 
um arquivo é gravada em unidades diferentes ao mesmo tempo. Se este 
processo acontecesse apenas em um único HD, a gravação seria uma 
pouco mais lenta, já que teria que ser feita sequencialmente.
RAID 1 = mirroring (espelhamento)
• Uma unidade "duplica" a outra. 
• Com isso, se o disco principal falhar, os dados podem ser recuperados 
imediatamente porque existe cópias no outro.
• Funciona em pares, de forma que uma unidade sempre tenha um 
"clone". Na prática, isso significa que um sistema RAID composto por 
dois HDs com 500 GB cada terá justamente esta capacidade, em vez 
de 1 TB.
• Não torna o acesso mais rápido.
RAID 0+1 e RAID 10
• O sistema precisa ter pelo menos quatro unidades de 
armazenamento, duas para cada nível. 
• Assim, tem-se uma solução RAID que considera tanto o aspecto do 
desempenho quanto o da redundância.
RAID 2, 3, 4, 5 e 6
• Detecção e correção de erros
• Diferentes técnicas utilizadas para cada RAID
• Mais utilizados: RAID 5 e 6