Tipos de Memória: RAM, ROM e Cache

Prévia do material em texto

21/05/2014
1
Memória - Tipos
• RAM (Random Access Memory)
• ROM (Read-Only Memory)
• Cache
ROM (Read-Only Memory)
• É um circuito eletrônico de memória onde os 
seus dados não podem ser modificados, o seu 
conteúdo é sempre o mesmo.
• Quando o computador é desligado, os dados 
permanecem armazenados.
ROM (Read-Only Memory)
• A memória ROM clássica não pode ser 
alterada ou apagada. 
• Existem algumas variações de ROM que 
podem ser alteradas, depende do tipo de 
Circuito Integrado (CI) usado na fabricação da 
ROM. 
Classificações de ROM
• PROM – programável por meio de um programador 
de ROM
• EPROM – apagável e programável (acrílico e 
ultravioleta)
• EEPROM - apagável e programável 
eletronicamente.
Memória ROM
• Aparelhos digitais comportam uma ROM para 
realizarem suas tarefas básicas.
• Relógio, calculadora, controle remoto, 
impressora, celulares, AP, Roteadores, Switch, 
câmeras, players, video games
Memória ROM
• Sempre que um equipamento é iniciado, ele 
necessita de informações existentes em algum 
lugar para carregar suas funções básicas e/ou 
principais de uma forma que elas sempre 
sejam acessíveis e não se apaguem ao 
interromper a alimentação.
21/05/2014
2
ROM (Read-Only Memory)
• Armazena os programas necessários para 
iniciar as atividades do equipamento.
• Contém programas de ajustes ou de 
inicialização de algum circuito. 
Firmware
• Software gravado na ROM para o 
funcionamento dos aparelhos.
• Equivale ao SO, tem funções pré-programadas 
para execução quando solicitadas pelo usuário 
ou por um outro aparelho nele acoplado. 
• Pode ser atualizado caso seja necessário por 
alguma eventualidade ou erro de 
programação
Memória ROM
• É responsável por armazenar a BIOS, que é 
responsável por "acordar" todos os 
componentes e também pelos auto-testes de 
memória e outros componente do hardware.
BIOS (sistema básico de entrada e 
saída
• É ativado assim que o computador é ligado, 
durante um processo conhecido como BOOT 
(Operações Iniciais de Testes). 
• Serve para verificar o funcionamento básico 
dos principais componentes do sistema tais 
como: CPU, memória RAM, Subsistema de 
Vídeo, Teclado e Discos rígidos.
DRAM
21/05/2014
3
Célula
• É a unidade de armazenamento do 
computador;
• A memória principal é organizada em células;
• Célula é a menor unidade da memória que 
pode ser endereçada;
• A célula tem tamanho fixo para cada máquina;
Célula
• É composta de um determinado número de 
bits;
• Todas as células de um computador tem o 
mesmo tamanho, ou seja, todas as células tem 
o mesmo número de bits.
Célula
• É identificada por um endereço único, e assim é 
referenciada pelo sistema e pelos programas;
• São numeradas sequencialmente de 0 a (N-1), 
chamado de endereço da célula.
• Endereço é o localizador da célula, e permite 
identificar uma célula.
Unidade de Transferência
• É a quantidade de bits que é transferida:
– da memória em uma única operação de leitura; ou
– Para a memória em uma única operação de 
escrita.
Capacidade da memória principal
• T = N * M
• T = capacidade da memória em bits;
• N = nro de endereços (2x , sendo x=nro de bits 
do endereço);
• M = nro de bits de cada célula.
• Obs.: para Bytes, multiplica a capacidade em 
bits por 8 ou converter o tamanho da célula 
para Byte.
21/05/2014
4
• O último endereço na memória 
é o endereço N-1
Exercício 1
• Uma memória RAM (MP) tem um espaço 
máximo de endereçamento de 4Kb. 
• Cada célula pode armazenar 16 bits. 
• Qual o valor total de bits que podem ser 
armazenados nesta memória?
• Qual o tamanho de cada endereço? 
Exercício 2
• Uma memória RAM (MP) é fabricada com a 
possibilidade de armazenar um máximo de 
256K bits. 
• Cada célula pode armazenar 8 bits. 
• Qual é o tamanho de cada endereço?
• Qual é o total de células que podem ser 
utilizadas nesta RAM? 
Exercício 3
• Uma memória RAM (MP) é fabricada com a 
possibilidade de armazenar um máximo de 1MB. 
• Cada célula pode armazenar 8 bits. 
• a) Qual é o total de células que podem ser 
utilizadas nesta RAM? 
• b) quantos bits são necessários para representar 
um endereço de memória?
• 1) Numa MP com 1kByte de capacidade, onde 
cada célula tem 8 bits:
• a) quantas células tem a MP? 
• b) quantos bits são necessários para 
representar um endereço de memória?
• 2) Um computador endereça 1k células de 16 
bits cada uma. 
• Pede-se:
• a) sua capacidade de memória; 
• b) o maior endereço que o computador pode 
endereçar.
21/05/2014
5
• 3) A memória de um computador tem 
capacidade de armazenar 256 bits e possui 
um barramento de dados de 16 bits. Pede-se:
• a) o tamanho da célula de memória;
Memória Principal Memória Principal
• Quantos bits tem este endereço de memória
Organização da memória principal Organização da memória principal
• Quantidade de bit em cada célula (M)
– Definida pelo fabricante
• Capacidade de armazenamento em cada 
célula = 2M
21/05/2014
6
Organização da memória principal
• A quantidade de bits de cada endereço define 
a quantidade máxima de endereços, ou seja, o 
número total de células.
Comunicação entre CPU e MP
RDM - Registrador de Dados de 
Memória
• Armazena temporariamente a informação 
(conteúdo de uma ou mais células) que está 
sendo transferido da MP para a CPU (leitura) 
ou da CPU para MP (escrita).
• Permite armazenar a mesma quantidade de 
bits do barramento de dados.
REM – Registrador de Endereço da 
Memória
• Armazena temporariamente o endereço de 
acesso a uma posição de memória, ao iniciar 
uma operação de leitura ou escrita.
• Armazena a mesma quantidade de bits do 
barramento de endereço.
Comunicação entre CPU e MP
• Barramento de Dados
– Interliga o RDM à MP para transferência de dados 
entre MP e CPU. É bidirecional.
• Barramento de Endereço
– Interliga o REM à MP para transferência dos bits 
que representam um determinado endereço. É 
Unidirecional.
• Barramento de Controle
– Interligam a UC à MP para transferência de sinais 
de controle (write, read, wait). É bidirecional.
Controlador de Memória
• Gera os sinais necessários para controlar o 
processo de leitura ou de escrita;
• Interliga a memória principal aos demais 
componentes do sistema de computação;
• Recebe e interpreta os sinais de controle do 
processador e responde a ele nas operações 
de leitura e escrita
• Decodifica o endereço, localizando a célula 
desejada e liberando os bits para o 
barramento de dados.
21/05/2014
7
Comunicação entre CPU e MP Operação de Leitura
1. REM � outro registrador
a) O endereço é inserido no barramento de 
endereços.
2. Sinal de leitura é colocado no barramento de 
controle;
3. RDM � (MP(REM)) 
– pelo barramento de dados 
4. Outro registrador � RDM
Operação de Leitura Operação de Escrita
1. REM � outro registrador
a) O endereço é inserido no barramento de 
endereços.
2. RDM � outro registrador
3. Sinal de escrita é colocado no barramento de 
controle;
4. (MP(REM)) � RDM
– pelo barramento de dados 
Operação de Escrita Capacidade da MP
21/05/2014
8
Exercício 4 Exercício 5
Memórias
• Voláteis
– Estática (SRAM) – Cache
• Circuitos digitais (Flip-Flop)
– Dinâmica (DRAM) 
• Capacitores
• Não Voláteis
• Sistema Operacional é lido do HD e 
armazenado na memória principal.
• Em cada boot
RAM (Random Access Memory)
• É volátil, quando o computador é desligado, 
perdem-se todas as informações nela 
armazenadas.
21/05/2014
9
RAM (Random Access Memory)
• É um circuito eletrônico que permite leitura e a 
escrita de dados em seu interior.
• Armazena as informações atravésde
capacitores.
• Necessita de refresh 
Memória DRAM
• Carrega-se novamente com carga “1” os
capacitores que vão se descarregando aos
poucos
• O refresh exige um certo período de tempo
• Nesse período a memória não pode ser
acessada
MEMÓRIA DRAM
• São baratas;
• Fácil integração (muita capacidade em 
pouco espaço);
• Baixo consumo;
• Lenta pois necessita de refresh.
• Tomar cuidado com preço/qualidade
DRAM – Vantagem 
• A célula elementar é menor que um flip-flop 
da RAM estática, resultando numa densidade 
muito maior.
Memória DRAM
• Utiliza um capacitor para armazenar cada bit.
• Ex.: 128 MB = 131.072 KB = 134.217.728 Bytes =
• = 1.073.741.824 bits
21/05/2014
10
Memória DRAM
• Utiliza um capacitor para armazenar cada bit.
• Ex.: 128 MB = 131.072 KB = 134.217.728 Bytes =
• = 1.073.741.824 bits
• 1 GB ???
Memória Principal
• Memória semicondutora que armazena os 
dados e instruções.
• Razoavelmente barata.
• Tempo de acesso da ordem de (ns) 
nanossegundos (10-9 s = 0,000000001 s). 
• Frequência de acesso alta. 
Banco de Memória
• É o conjunto de módulos que perfazem o 
mesmo número de bits do processador.
• Ex.: Módulo SIMM-30 (são de 8 bits), então, 
são necessários 4 módulos para formar o 
banco de memória.
• Módulo SIMM-72 (são de 32 bits):
– Cada módulo forma um banco de memória.
• O banco deve possuir módulos com a mesma 
capacidade.
MÓDULOS DE MEMÓRIA
Módulo SIPP (Single In Line Pin Package)
Foi o primeiro tipo de módulo de
memória a ser criado e sua aparência
lembrava um pende, daí o apelido “pente de
memória” para os módulos de memória.
21/05/2014
11
MÓDULOS DE MEMÓRIA
Módulo SIPP (Single In Line Pin Package)
Seus terminais eram similares aos
utilizados pelos circuitos integrados, o que
causava mau contato, permitia que terminais
dobrassem ou partissem e ainda não
impediam que o usuário encaixasse o módulo
invertido no soquete.
MÓDULOS DE MEMÓRIA
Módulo SIMM-30 (Single in Line Memory
Module – 30 Terminais)
É basicamente o módulo SIPP com
sistema de encaixe diferente.
MÓDULOS DE MEMÓRIA
Módulo SIMM-30 (Single in Line Memory
Module – 30 Terminais)
Não permite que os módulos sejam
encaixados invertidos e, como seus terminais
não são “pinos”, não há problemas de
terminal dobrado ou partido. São módulos de
8 bits (256 KB, 1MB e 4 MB)
MÓDULOS DE MEMÓRIA
Módulo SIMM-72 (Single in Line Memory Module – 72
Terminais)
São módulos SIMM de 32 bits, criados para os
processadores 486 e Pentium. Eram encontrados em
diversas capacidades.
21/05/2014
12
MÓDULOS DE MEMÓRIA
Módulos DIMM (Double In Line Memory 
Module)
Normalmente possuiam 168 terminais e
são de 64 bits.
Os primeiros módulos DIMM eram
alimentados com 5V (depois com 3,3 V).
Módulo DIMM de 168 vias
• Possuem contatos em ambos os lados do módulo 
(Double In Line Memory Module ou módulo de 
memória com duas linhas de contato). 
• Um único módulo é suficiente para preencher um 
banco de memória, dispensando seu uso em pares. 
MÓDULOS DE MEMÓRIA
Módulos DIMM (Double In Line Memory 
Module)
Para não ter problemas com a tensão, os
chanfros do pente, são posicionados em
diferentes locais.
• Suspender
• Hibernar
• Suspender
– Só a memória continua ativa.
• Hibernar
– O conteúdo da RAM é copiado para o HD.
21/05/2014
13
DDR
• A memória DDR (Double Data Rating) é a
tecnologia que substituiu as tradicionais
memórias DIMM de 168 pinos
• 184 terminais.
DDR
• Fisicamente, há apenas uma divisão no
encaixe do pente, enquanto que na memória
DIMM há dois.
• Um detalhe interessante é que a voltagem
das DDR é 2.5 V, contra 3.3 V das DIMM
SDRAM. Diminuindo o consumo de energia e
amenizando problemas com temperatura.
• Importante para notebook.
DDR SDRAM
• SDRAM (Synchronous Dynamic Random 
Access Memory)
• DDR: Double Data Rate ou Taxa de 
Transferência Dobrada (transferem dois dados 
por pulso de clock). 
DDR
• Uma memória DDR de 266 MHz trabalha, na
verdade, com 133 MHz. Como ela realiza duas
operações por ciclo de clock, é como se
trabalhasse a 266 MHz (o dobro).
• Frequência Nominal (266 MHz) e Real (133
MHz).
• Opera na ativação e dasativação do clock
21/05/2014
14
DDR
• Os módulos podem ser identificados pela frequência de 
operação ou pela taxa de transferência. 
• DDR-200 (100 MHz) = PC1600 – 10 ns
(100*64*2/8)
Larg banda = clock real * dados transf.por pulso * bits transf. por pulso /8
•
• DDR-266 (133 MHz) = PC2100 – 7,5 ns
DDR-333 (166 MHz) = PC2700
DDR-400 (200 MHz) = PC3200 – 5 ns
DDR-466 (233 MHz) = PC3700
DDR-500 (250 MHz) = PC4000
DDR2
• É a evolução da DDR
• Menor consumo (1,8V)
• Menor custo de produção
• Maior largura de banda de dados
• Maior velocidade
DDR2
Usa duas controladoras ao mesmo tempo.
Memórias de 64 bits, usando duas
controladoras simultaneamente, o acesso passa a
ser de 128 bits.
É recomendável usar pentes de memória
idênticos no computador, embora nada impeça o
uso de uma quantidade diferente. É bom que essa
igualdade ocorra, inclusive, com a marca, para evitar
instabilidades.
• DDR2-533 (133 MHz) = PC2-4200 – 7,5 ns
DDR2-667 (166 MHz) = PC2-5300 – 6 ns
DDR2-800 (200 MHz) = PC2-6400 – 5 ns
DDR2-933 (233 MHz) = PC2-7500 -
DDR2-1066 (266 MHz) = PC2-8500 – 3,75 ns
DDR2-1200 (300 MHz) = PC2-9600
• (300*64*2*2/8)
• Larg banda = clock real * dados transf.por pulso * bits transf. por pulso /8
21/05/2014
15
Diferença das DDRs
• Frequência
– Efetiva (Real). < 
– Nominal. >
• Consumo
• DDR3-1066 (133 MHz x 8) - PC3-8500 – 7,5 ns
• DDR3-1333 (166 MHz x 8) - PC3-10667 – 6 ns
• DDR3-1600 (200 MHz x 8) - PC3-12800 – 5 ns
21/05/2014
16
21/05/2014
17