Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Organização de Computadores 5a Aula => Unidade 3: Memória Principal 3.1 Hierarquia de memória 3.2 Construção e funcionamento 3.3 Endereçamento 3.4 Leitura e gravação 3.5 Desempenho 3.1 Hierarquia de memória 3.2 Construção e funcionamento Introdução: • As memórias são as responsáveis pelo armazenamento de dados e instruções em forma de sinais digitais em computadores. Para que o processador possa executar suas tarefas, ele busca na memória todas as informações necessárias ao processamento. • Existem 2 tipos de memória, ROM e RAM. 3.2 Construção e funcionamento Memória ROM: • ROM é a sigla para Read Only Memory (memória somente de leitura). Suas informações são gravadas pelo fabricante uma única vez e após isso não podem ser alteradas ou apagadas, somente acessadas. Seu conteúdo é gravado permanentemente (não volátil). • Existem três tipos básicos de memória ROM: PROM, EPROM e EEPROM: 3.2 Construção e funcionamento Memória ROM: PROM (Programmable Read Only Memory) - um dos primeiros tipos de memória ROM, o PROM tem sua gravação feita por aparelhos especiais que trabalham através de uma reação física com elementos elétricos. Os dados gravados na memória PROM não podem ser apagados ou alterados. Usada para armazenar Firmware; 3.2 Construção e funcionamento Memória ROM: EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) - esse é um tipo de memória ROM geralmente usado anteriormente para armazenar a BIOS do computador. A tecnologia EPROM permite a regravação de seu conteúdo através de equipamentos especiais (geralmente encontráveis em estabelecimentos de assistência técnica); 3.2 Construção e funcionamento Memória ROM: EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) - são memórias similares à EPROM. Seu conteúdo pode ser apagado aplicando- se uma voltagem específica aos pinos de programação. Atualmente, usa-se um tipo melhorado dessa mémoria, a FlashROM. Ela é utilizada em Pendrives, SSDs e no chip de memória para a BIOS de computador (que assim permite que esta seja atualizada através de softwares apropriados). 3.2 Construção e funcionamento Memória ROM: BIOS Dentro da memória ROM do micro (referida por simplificação como BIOS) estão gravados na verdade três programas: BIOS, POST e Setup: 3.2 Construção e funcionamento BIOS O POST (Power On Self Test) é o autoteste que o micro executa sempre em que é ligado (contagem de memória, etc). 3.2 Construção e funcionamento BIOS BIOS (Basic Input Output System - Sistema Básico de Entrada e Saída): Programa que ensina ao processador da máquina a operar com os dispositivos básicos do PC, como o vídeo em modo texto, o disco rígido, unidade de disquete, e demais controladoras on board. 3.2 Construção e funcionamento BIOS O Setup é o programa de configuração da máquina, e é através dele que configuramos o tipo de disco rígido e outras opções relacionadas à configuração de hardware do sistema. 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM: • RAM é a sigla para Random Access Memory (memória de acesso aleatório). Permite tanto a leitura como a gravação e regravação de dados. No entanto, assim que elas deixam de ser alimentadas eletricamente, ou seja, quando o usuário desliga o computador, a memória RAM perde todos os seus dados (volátil). • Existem 2 tipos de memória RAM segundo suas tecnologias de construção: as estáticas e as dinâmicas. 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM: As Estáticas ou SRAM (Static Random Access Memory): São muito mais rápidas que as memórias DRAM, porém armazenam menos dados e possuem preço elevado se compararmos o custo por MB. As memória SRAM costumam ser usadas nos registradores e em chips de cache. 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM: As Dinâmicas ou DRAM (Dynamic Random Access Memory): são armazenadas em cápsulas CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). As memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados e ter preços bem menores que as memórias do tipo estático. Isso ocorre porque sua estruturação é menos complexa, ou seja, utiliza uma tecnologia mais simples, porém viável; 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM: As Dinâmicas ou DRAM (continuação) No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso à memórias estáticas devido à sua necessidade de refresh. A memória é feita de pequenos capacitores (descarregados são lidos como 0 e carregados, como 1). Acontece que os capacitores perdem a carga rapidamente. O refresh são ciclos da memória, que têm que ser intercalados com a leitura ou escrita, onde é feita a recarga para manter o que está armazenado. 3.2 Construção e funcionamento Diferentes tipos de RAM: DIP, SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM (168-pin), DIMM DDR (184-pin), DDR2 (240-pin), DDR3 (240-pin) e DDR4 (288-pin) 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM Encapsulamentos: DIP (Dual In Line Package) - esse é um tipo de encapsulamento de memória antigo e que foi utilizado em computadores XT e 286, principalmente como módulos EPROM (que eram soldados na placa). Também foi muito utilizado em dispositivos com circuitos menos sofisticados; 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM Encapsulamentos: SIPP (Single In Line Pin Package) - esse tipo encapsulamento é uma espécie de evolução do DIP. A principal diferença é que esse tipo de memória possui, na verdade, um conjunto de chips DIP que formavam uma placa de memória (mais conhecida como pente de memória). O padrão SIPP foi aplicado em placas-mãe de processadores 286 e 386; 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM Encapsulamentos: SIMM (Single In Line Memory Module) - o encapsulamento SIMM é uma evolução do padrão SIPP. Foi o primeiro tipo a usar um slot (um tipo de conector de encaixe) para sua conexão à placa-mãe. Existiram pentes no padrão SIMM com capacidade de armazenamento de 1 MB a 16 MB. Este tipo foi muito usado nas plataformas 386 e 486 (primeiros modelos). 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM Encapsulamentos: o SIMM-72, é uma versão mais evoluída, pois usa 72 pinos na conexão e armazena mais dados (já que o pente de memória é maior), variando sua capacidade de 4 MB a 64 MB. O SIMM-72 foi muito utilizado em placas-mãe de processadores 486, Pentium e em equivalentes deste; 3.2 Construção e funcionamento Memória RAM Encapsulamentos: DIMM (Double In Line Memory Module) - esse é o padrão de encapsulamento que surgiu após o tipo SIMM. Muito utilizado em placas-mãe de processadores Pentium II, Pentium III e em alguns modelos de Pentium 4 (e processadores equivalentes de empresas concorrentes), o padrão DIMM é composto por módulos de 168 pinos. Tinham capacidades mais altas que o padrão anterior indo de 16 a 512 MB. 3.4 Leitura e Gravação Memória RAM • Na busca de uma memória mais rápida, a indústria colocou no mercado a memória SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), um tipo de memória que permite a leitura ou o armazenamento de dois dados por vez (ao invés de um por vez, como na tecnologia anterior). As memórias SDRAM utilizam o encapsulamento DIMM. 3.4 Leitura e Gravação Memória RAM • DDR, DDR2, DDR3 e DDR4 são memórias do tipo SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), isto é, síncronas, o que significa que elas utilizam um sinal de clock para sincronizar suas transferências. DDR significa Double Data Rate ou Taxa de Transferência Dobrada, e memórias desta categoria transferem dois dados por pulso de clock externo (elas conseguem obter o dobro do desempenho de memórias SDRAM comuns, que não estão mais disponíveis para os PCs atuais desde o Pentium IV). 3.4 Leitura e GravaçãoDDRx : Por causa desta característica, essas memórias são rotuladas com o dobro de seu clock externo. Por exemplo, memórias DDR2-800 trabalham externamente a 400 MHz, memórias DDR2-1066 e DDR3-1066 trabalham externamente a 533 MHz, memórias DDR3-1333 trabalham externamente a 666,6 MHz, memórias DDR4-2133 trabalham externamente a 1.067 MHz, e assim por diante. 3.4 Leitura e Gravação DDRx : 3.4 Leitura e Gravação Capacidade de armazenamento das memórias DDRx : 3.5 Desempenho Latências da memória RAM: A latência é o tempo que o controlador de memória precisa esperar entre a requisição de um dado e sua efetiva entrega. simplesmente CL. Este número é expresso em pulsos de clock. 3.5 Desempenho Latências da memória RAM 3.5 Desempenho Latências da memória RAM: Para comparar memórias de tecnologias diferentes com clocks diferentes é necessário levar em conta o período dos clocks. Supondo uma memória DDR3-1333 com CL7, a espera inicial será de 10,5 ns (1,5 ns x 7). Agora suponha uma memória DDR4-2133 com CL 15. Com esta memória, a espera inicial será de 14,6025 ns (0,9735 ns x 15). A memória DDR3-1333 CL7 é, portanto, mais rápida para iniciar a entrega de dados do que uma memória DDR4- 2133 CL15, porém a memória DDR4-2133 atingirá uma maior taxa de transferência do que a memória DDR3- 1333 CL7, o que é obviamente mais desejável. 3.5 Desempenho Outros fatores de desempenho da memória RAM: • Pré-busca: As memórias dinâmicas armazenam dados dentro de uma matriz de pequenos capacitores, composta de linhas e colunas. As memórias DDR têm um circuito de pré-busca que permite manter uma linha selecionada, permitindo que o controlador de memória busque dados que estejam adjacentes na mesma linha nas operações seguintes, de forma automática, sem a necessidade de selecionar novamente esta linha, economizando tempo e aumentando o desempenho. 3.5 Desempenho Outros fatores de desempenho da memória RAM: • Pré-busca (continuação): A quantidade de dados que serão lidos dessa forma varia de acordo com a tecnologia da memória, conforme a tabela abaixo. 3.5 Desempenho Outros fatores de desempenho da memória RAM: • Consumo de energia da memória RAM: 3.5 Desempenho Outros fatores de desempenho da memória RAM: • Técnica de fixação dos chips na placa de memória: DDR – TSOP DDR2, 3 e 4 - BGA
Compartilhar