Memórias e Barramentos

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Arquitetura de Computadores
Memórias e Barramentos
Prof. Ricardo Rodrigues
Memórias
Conceito e Definição
• Memórias são todos os dispositivos que permitem que um 
computador possa armazenar dados de forma permanente ou 
temporáriamente.
• Existem as memórias primárias que são essenciais para o 
funcionamento do computador (RAM, ROM, Memória Cache) 
que normalmente servem como uma ponte para as memórias 
secundárias (Hard Disk, CDs, DVDs) as quais não podem ser 
endereçadas diretamente e precisam ter suas informações 
carregados nas primárias para assim serem tratadas pelo 
processador.
História
No passado foram utilizadas várias tecnologias para 
implementar os mais diversos usos de memórias, como por 
exemplo:
• Memórias de tecnologia delay line, uma das primeiras tecnologias de 
memória principal, que armazenavam os dados na forma de pulsos 
sonoros em uma coluna de mercúrio. 
• Memórias CRT, também chamadas de Williams-tube, um tipo de 
memória que usava um tubo CRT para armazenar dados na forma de 
pontos luminosos. 
• Memórias de núcleo de ferrite, uma tecnologia popular de 
implementação da memória principal nas décadas de 1940 e 1950. 
• Memórias de filme fino, uma melhoria da tecnlogia de núcleo de ferrite, 
utilizada em alguns computadores na década de 1960. 
• Cartões e fitas perfuradas, que já foram os principais meios de memória 
não-volátil. 
História
Mais recentemente foram criadas tecnologias de 
implementações de memórias bem sucedidas e muito bem 
utilizadas como:
• Portas lógicas e flip-flops, usados na implementação da memória cache. 
• Transistores e circuitos de refrescamento, usados na implementação da 
memória principal. 
• Arranjos de conexões, utilizados na implementação de certas ROMs 
(memórias de leitura). 
• Fitas magnéticas, utilizadas principalmente para cópias de segurança e 
arquivamento a longo prazo. 
• Discos magnéticos, como discos rígidos e disquetes - a principal 
tecnologia de implementação de memória secundária. 
• Discos ópticos, como CDs e DVDs, e suas diversas variações. 
• Memória flash, um tipo de memória semicondutora não volátil muito 
usada em câmeras digitais e leitores de MP3. 
Tipos
Basicamente existem dois tipos de memórias, as não voláteis 
(armazenam todos os dados mesmo quando a alimentação de 
energia é cortada) e as voláteis (perdem todos os dados sempre 
que a alimentação é cortada).
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• Não Voláteis
• Voláteis
Memórias Não Voláteis
Esse tipo de memória armazena sempre as 
suas informações independente da 
alimentação ou não estar interrompida. 
É a mais utilizada para armazenas dados e 
programas.
• Rom (Read Only Memory ) – É a memória que 
serve essencialmente para gravar não 
podendo ser apagada ou modificada. 
Geralmente esse tipo de memória já vem de 
fabrica com seus dados gravados.
• PROM (Programable Read Only Memory ) –
Um tipo de memória que possui posições 
vazias podendo assim ser gravada uma única 
vez pelo usuário por meio de um 
equipamento específico.
• EPROM (Erasable Programable Read Only
Memory ) – É semelhante a PROM, mas pode ser apagada 
pelo usuário, basta expor a memória a raios ultravioleta 
por um certo período de tempo. Podem ser gravadas e 
regravadas milhares de vezes.
• EEPROM (Electrically Erasable 
• Programable Read Only Memory) – Assim 
como as EPROM pode ser apagada também, 
mas utiliza um sinal elétrico para isso. Possui 
um limite para a quantidade de vezes que 
pode apagar e regravar seus dados, que varia 
de 10.000 a 1.000.000 ciclos.
• FLASH – Essa memória consiste em uma 
evolução da EEPROM, e possui varias 
vantagens quando comparada a essa última, 
como escrita bloco por bloco, utilizam menor 
área no chip. Também é subdividida em duas 
tecnologias, NAND e NOR.
• Atualmente esse tipo de memória é muito 
utilizada em aparelhos eletrônicos como MP3, 
Câmeras Digitais e etc.
Memórias Voláteis 
• Esse tipo de memória assim se chama porque 
todas as informações são perdidas todas vez 
que a alimentação é interrompida. O tipo mais 
comum é a RAM (Random Access Memory) 
que também pode ser dividida em dois 
grupos, Estática e Dinâmica.
• RAM Estática ou SRAM – Fundamentada em circuitos do tipo 
flip-flop, possui uma baixa capacidade de armazenamento 
porem possui um tempo de acesso muito menor do que 
quando comparado as memórias Dinâmicas.
• RAM Dinâmica ou DRAM - Fundamentada em transistores de 
efeito de campo possui uma alta capacidade de 
armazenamento, quando comparada as SRAMs, porem possui 
um tempo de acesso menor. É utilizada como memória 
principal do computador.
Memória RAM
Memória RAM 
Memória Principal
• Constituída por um conjunto determinado de 
DRAMs é conectada na Placa Mãe através de 
um soquete.
• Tem a função de armazenar temporariamente 
os dados e instruções que o processador 
precisa usar. 
Memória Cache
• É constituída por um conjunto de SRAMs.
• Semelhante a memória principal também 
armazena dados e instruções que o 
processador irá usar, mas como possui uma 
performance melhor busca as informações 
antecipadamente na memória RAM para que 
o processador não necessite ir buscar sempre 
na nesta última que é mais lenta.
Tipos de DRAMs:
• FPM (Fast Page Mode): Tipo de DRAM que permite os 
dados de uma mesma linha serem lidos apenas 
mudando o endereço de coluna.
• EDO (Extended Data Output): DRAM que permite que o 
dado selecionado fique na saída da memória enquanto 
outro um novo endereço é fornecido pelo barramento.
Tipos de DRAMs:
• SDR SDRAM (Single Data Rate Syncronous DRAM): Surgiu 
como uma sucessora da memória EDO, iniciou o padrão 
de memórias que eram sincronizadas com o processador, 
assim aumentando de forma muito eficiente seu 
desempenho.
Tipos de DRAMs:
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
• Criada pelos fabricante de controladores gráficos
• Possui praticamente todas as tecnologias empregas nas 
SDRAMs, mas obtém o dobro de taxa de transferência de 
dados graças ao circuito externo que consegue fazer dois 
acessos por sinal de controle.
Tipos de DRAMs:
DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM)
• Evolução da Memória DDR, possui vários 
aprimoramentos como, menor consumo de energia, 
maior freqüência de operação, maior taxa de 
transferência de dados e uma série de adicionais que 
contribuem para um performance melhor.
Tipos de DRAMs:
RDRAM (RAMBUS RAM)
• Desenvolvida pela empresa RAMBUS e apoiada pela 
Intel. 
• Trouxe várias técnicas mais eficientes e “revolucionarias” 
quando comparadas as SDRAMs, como não atrelação ao 
clock externo, sincronismo perfeito e confinado, e 
aceitação de instruções de leitura a qualquer momento.
• Não vingou pois era cobrado royalties à empresa 
RAMBUS para fabricação o que deixava o preço final da 
memória caríssimo.
Memória RAMBUS
Tipos de DRAMs:
DDR3 SDRAM (Double Data Rate 3 SDRAM)
• Um novo padrão desenvolvido para ser 
suceder as memórias DDR2 SDRAM.
• Consome menos energia e atinge freqüências 
bem mais altas do que quando comparadas as 
sua antecessora.
• Existem pouquíssimas placas mães que 
possuem suporte a esse tipo de memória 
atualmente.
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Módulos de Memória DDR3 da Crucial 
A Crucial amplia sua linha de produtos Ballistix com o 
lançamento dos módulos de memória DDR3-1600 capazes de 
trabalhar a 1.600 MHz com temporizações de 8-8-8-20 e que 
estão disponíveis em kits de 1GB e 2GB. Esses módulos 
utilizam chips de memória fabricados pela Micron. 
Novos Módulos DDR3 da Super Talent
A Super Talent acaba de lançar novos módulos de 
memória DDR3 capazes de trabalhar com clocks elevados e 
temporizações agressivas. Foram lançados dois modelos: o 
W1800UX2GP (DDR3-1800 PC3-14400),que trabalha a 1.800 
MHz com temporizações CL7 7-7-21 e é alimentado com 2,0 V, 
e o W1600UX2GP (DDR3-1600 PC3-12800), que trabalha a 
1.600 MHz com temporizações CL7 6-6-18 e é alimentado com 
1,8 V. Ambos os módulos fazem parte da família Project X da 
Super Talent, estão disponíveis em kits de 2 GB e possuem um 
grande dissipador de calor de alumínio. 
Novas Memórias Flash USB da OCZ
A OCZ acaba de lançar duas novas memórias flash USB 2.0 de alto 
desempenho: a ATV e a ATV Turbo. A ATV é capaz de ler dados a até 30 
MB/s, consegue gravar dados a até 14 MB/s e está disponível em versões 
de 2 GB, 4 GB e 8 GB. Já a memória flash ATV Turbo é capaz de ler dados a 
até 35 MB/s, consegue gravar dados a até 30 MB/s e está disponível em 
versão de 4 GB. Ambas as memórias são à prova de choque e à prova 
d’água, possuem tecnologia de dois canais e são otimizadas para a 
tecnologia Ready Boost do Windows Vista, que permite que qualquer 
memória flash como pen drives e cartões de memória possa ser usada 
como cache de disco de modo a aumentar o desempenho do micro. 
Transcend Adiciona Memória DDR2 aXeRam
A Transcend lançou nos EUA um novo kit de memória DDR2 
aXeRam Overclocking. Com latências de classe CL4, o kit vem 
com 2GB 240-pin DDR2-800 Dual-Channel (dois módulos de 1 
GB). Os módulos têm dissipadores de calor, sendo ideal para 
condições extremas de overclocking, informa a empresa. 
OCZ Anuncia DDR3 PC3-12800 Flex XLC
A OCZ lançou novos módulos DDR3 PC3-12800 Flex XLC, que vem 
com o sistema de refrigeração Flex XLC (Xtreme Liquid Convention). 
Através de um design híbrido de cobre e alumínio, a refrigeração varia 
entre 
Os novos módulos PC3-12800 rodam a 1600 MHz e têm latências de 6-6-6-
18. Disponível em kits dual-channel de 2 GB (2x 1 GB). 
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Memórias Ferroelétricas (FRAM) 
• Propõe a manutenção dos dados mesmo na ausência de energia .
• Trabalham com fios de apenas 3 nanômetros = poucos átomos de 
comprimento.
• É necessário a junção ferro e água para estabilizar as memórias 
ferroelétricas. 
• A inserção de moléculas de água transforma os nanofios em elementos 
dipolos locais chaveáveis, ou seja, em elementos básicos capazes de 
guardar informações digitais. 
Memórias MRAM (Magnetoresistive RAM)
• Utilizam células magnéticas ao invés de capacitores para armazenar os 
dados.
• Conservam seus dados por longos períodos sem precisar de refresh ou 
alimentação elétrica. 
• Muito difícil de fabricar, somente em 2006 foram disponíveis pela 
empresa Freescale os primeiros modelos comerciais de apenas 512 KB.
• Propõe ser uma revolução no mundo da informática, mas somente 
quando o processo de produção seja refinado. 
eDRAM (Embedded Dynamic Random Access Memory) 
• Criada pela IBM pretende ser a memória DRAM mais rápida
do mundo, além de triplicar a densidade de armazenamento.
• Cada célula de memória construída com essa tecnologia mede apenas 
0,126 mm2, sendo alimentada com uma tensão de 1 Volt e 
consumindo 76 mW de energia. Seu tempo de acesso é 2 
nanosegundos.
• Contém mais de 12 milhões de bits e utiliza a recente tecnologia 
“Silicon-on-Insulator" usada nos novos microprocessadores.
• Pode praticamente dobrar o desempenho de qualquer 
microprocessador atualmente.
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BARRAMENTOS
Barramentos
O termo barramento (bus) refere-
se aos percursos entres os 
componentes de um computador.
Barramento Local
• Podemos dividi-lo em 3 grupos:
- barramento de dados;
- barramento de endereços;
- barramento de controle.
• Os principais são: o barramento de dados 
e o barramento de endereços. 
Barramentos
Barramento de dados
• Transporte de Dados
• São os mais conhecidos
• Linhas paralelas de conexão elétrica
• Número de linhas é igual ao número de bits 
transportados
• Quanto maior o número de linhas maior a 
quantidade de dados (1linha = 1bit)
• Número de linhas afeta a velocidade de transferência 
de dados
Barramentos de endereços
• O barramento de endereços transporta apenas 
endereços de memória. 
• O seu número de linhas determina o número 
máximo de endereços de memória.
• Os primeiros PCs tinha um barramento de 
endereços de 20 bits e a CPU podia endereçar 
1 MB de dados. 
• Hoje, com barramentos de endereços de 32 
bits, é possível endereçar 4 GB de memória.
Tipos de Barramentos
• ISA
• MCA
• EISA
• VESA
• PCI
• AGP
• SCSI
• EIDE
ISA
(Industry Standard Architecture).
• Palavras de 8 ou 16 bits (CPU 8088 ou 286)
• Frequências de 8 MHz
• Taxas de transferência de 8MB/s ou 16MB/s
ISA
Slots ISA
MCA
(Microchannel Architecture)
• Surgimento do processador 386
• Barramento de 32 bits
• Mais rápida que o ISA (2,5 vezes)
• Frequência de 10MHz
• Patenteado pela IBM
• Incompatibilidade com placas ISA
EISA
(Extended Industry Standard Architecture).
• Resposta ao MCA(IBM) por fabricantes liderados pela Compac
• Palavras binárias de 32 bits
• Funciona a 8 MHz
• Compatível com placas ISA
• Um alto custo de produção, o que dificultou sua 
popularização
VESA Local Bus - VLB 
(Video Eletronics Standards Association)
• Desviar o tráfego mais intenso, como vídeo, 
conectando-se diretamente ao barramento local 
através de um buffer, assim, freqüência da operação 
igual ao do barramento local. 
• Mantêm compatibilidade com ISA
• Este barramento foi criado tendo em vista aumentar 
a velocidade de transferência de dados entre a placa 
de CPU e a placa SVGA, mas outras placas de 
expansão também poderiam utilizá-lo.
Barramentos
PCI
(Peripheral Component Interconnect).
• Criado pela Intel
• Tão rápido quanto o VLB, porém mais barato e muito mais 
versátil
• Não é controlado pelo processador, e sim por uma 
controladora dedicada
• Diminuir a utilização do processador
• Utilizado em conjunto com qualquer processador
• Baixo custo e da alta velocidade
• Suporte nativo ao plug-and-play
AGP
(Accelerated Graphics Port)
• Porta ou slot introduzida no chipset LX do 
Pentium II (na placa mãe), para prover uma 
conexão de grande largura de banda entre a 
memória do sistema e o subsistema gráfico.
• Remove-se o acelerador gráfico do barramento 
PCI, liberando este e consequentemente 
aumentando a largura de banda para operações 
de E/S e tráfego de rede.
PCI/AGP
PCI
AGP
EIDE
(Enhanced Integrated Disk Eletronic)
• Interface de dispositivo, mais especificamente de discos
• Conhecida por simplesmente IDE
• Os dispositivos EIDE custam menos da metade de um 
dispositivo SCSI, mas em compensação tem uma performance 
inferior a estes
• Um dispositivo EIDE desperdiça uma quantidade significativa 
de CPU uma vez que esta controla diretamente tudo que o 
drive EIDE faz
• Cada controladora EIDE pode gerenciar até 2 dispositivos.
SCSI
(Small Computer System Interface)
• Uma interface de dispositivos que adota uma abordagem 
diferente na direção de solucionar o problema de um número 
finito e possivelmente insuficiente de slots de expansão
• Desenvolvida pela IBM no início dos anos 70
• SCSI traz o barramento do computador diretamente para a 
unidade, aumentando a eficiência e permitindo taxas de 
transferências mais altas
• Pode-se conectar tantos dispositivos de hardware quanto o 
barramento seja capaz de controlar