Laboratório de Hardware RAM e ROM

Memórias
RAM e ROM
Laboratório de Hardware
CARACTERÍSTICAS
Memórias
Prof. Marcel Santos Silva
MEMÓRIA ROM
MEMÓRIA RAM
Nomenclatura
Read Only Memory
Random Access Memory
Nome / Significado
Memória somente Leitura
Memória de acesso Randômico
Operações
Somente Leitura
Leitura/Gravação
Conteúdo
Programas e dados
inseridos pelo Fabricante
Programas e dados em uso
naquele momento
Volátil (Perde o conteúdo)
Não
Sim
Influencia na Performance
Não
Sim
2
Memórias
Memórias
Memória ROM
Memória ROM
PROM (Programmable Read-Only Memory): reação física com elementos elétricos.
• Read-Only Memory
• é um tipo de memória que permite apenas a
leitura.
EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): luz ultravioleta, permite
regravação.
EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory): dados são
regravados eletricamente.
• Vários Tipos: PROM, EPROM, EEPROM,
EAROM, Flash, CD-ROM, DVD-ROM
EAROM (Electrically-Alterable Programmable Read-Only Memory): permite reescrita
parcial de informações.
Flash: podem ser vistas como um tipo de EEPROM, no entanto, o processo de
gravação (e regravação) é muito mais rápido.
CD-ROM e DVD-ROM
3
4
Memórias
Memórias
Memória ROM
Memória RAM
• Memória de acesso aleatório (Random Access
Memory)
• A memória ROM está presente em qualquer
dispositivo digital, como por exemplo um
relógio, celular, cartucho de videogame e
outros.
• Constituem uma das partes mais importantes
dos computadores, pois são nelas que o
processador armazena os dados com os quais
está trabalhando.
5
6
1
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
SRAM (Static RAM)
Mais rápida que as memórias DRAM e possui preço
elevado. (Usado para cache)
DRAM (Dynamic RAM)
Cada bit é formado pelo conjunto de um transístor e um
capacitor. O transístor controla a passagem da corrente
elétrica, enquanto o capacitor a armazena por um curto
período.
DRAM (Dynamic RAM)
Maior capacidade de armazenamento, menor custo,
porém acesso mais lento.
É o tipo mais comum de memória. Para evitar a perda dos
dados, a placa-mãe inclui um circuito de refresh, que é
responsável por regravar o conteúdo da memória várias
vezes por segundo (a cada 64 milissegundos ou menos),
algo similar ao que temos num monitor CRT.
MRAM (Magnetoresistive RAM)
As memórias MRAM são quase tão rápidas quanto as
memórias SRAM, consomem menos energia e suportam
um número quase ilimitado de ciclos de leitura e
gravação.
7
8
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
SRAM (Static RAM)
MRAM (Magnetoresistive RAM)
cada célula é formada por 4 ou 6 transístores, em vez de
apenas um. Dois deles controlam a leitura e gravação de
dados, enquanto os demais formam a célula que
armazena o impulso elétrico.
Utilizam células magnéticas para armazenar dados,
ao invés de células que armazenam eletricidade,
como nas memórias DRAM ou SRAM.
As memórias SRAM são muito mais rápidas e não
precisam de refresh, o que faz com que também
consumam pouca energia.
A grande diferença é que, no lugar de um capacitor,
é usada uma célula magnética, que pode ser
gravada e lida usando eletricidade e conserva seus
dados por longos períodos (assim como nos HDs)
sem precisar de refresh ou alimentação elétrica.
É muito usada em palmtops e celulares, onde o consumo
elétrico é uma questão crítica.
9
10
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
Encapsulamento das Memórias
SIPP (Single In-line Pin Package)
Nos micros XT, 286 e nos primeiros 386, ainda
não eram utilizados módulos de memória. Em
vez disso, os chips de memória eram instalados
diretamente na placa-mãe.
Um módulo nada mais era que uma pequena
placa de circuito com vários chips de memória já
instalados. O padrão SIPP foi aplicado em
placas-mãe de processadores 286 e 386.
DIP (Dual In Line Package)
11
12
2
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
SIMM (Single In-line Memory Module)
A primeira versão continha 30 terminais de
contato (SIMM de 30 vias) com capacidades de
1MB a 16MB.
(8 bits)
SIMM (Single In-line Memory Module)
Módulos SIMM de 72 vias com capacidades de
4MB a 64MB.
(32 bits)
13
14
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
SIMM (Single In-line Memory Module) – 8 bits
Os processadores 386 e 486 utilizavam um
barramento de 32 bits para o acesso à memória.
SIMM (Single In-line Memory Module) – 32 bits
Algumas placas-mãe para Pentium podem trabalhar
com apenas um módulo de 72 vias. Nesse caso, a
placa engana o processador, fazendo dois acessos de
32 bits consecutivos.
15
16
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
Tecnologias utilizadas no SIMM
DIMM (Double In-line Memory Module)
FPM (Fast-Page Mode) - foram utilizadas em micros 386, 486
e nos primeiros micros Pentium, na forma de módulos SIMM
de 30 ou 72 vias, com tempos de acesso de 80, 70 ou 60 ns,
sendo as de 70 ns as mais comuns.
Todos os módulos DIMM são módulos de 64 bits, o
que eliminou a necessidade de usar 2 ou 4 módulos
para formar um banco de memória.
EDO (Extended Data Output) - foram introduzidas a partir de
1994 e ao contrário da FPM, uma leitura pode ser iniciada
antes que a anterior termine. Usados nos micros 486 e
Pentium fabricados a partir de 1995. Existiram ainda alguns
módulos DIMM de 168 vias com memória EDO, bastante
raros, pois foram logo substituídos pelos módulos de memória
SDRAM.
Muitas placas-mãe oferecem a opção de usar dois
módulos
(acessados simultaneamente) para
melhorar a velocidade de acesso. Esse recurso é
chamado
de
dual-channel
e
melhora
consideravelmente o desempenho.
17
18
3
Memórias
Memórias
Memória RAM
DIMM (Double In-line Memory Module)
Existem três formatos de memória DIMM:
- Primeira versão SDRAM 168 pinos
- DDR 184 pinos
- DDR2 e DDR3 240 pinos
19
20
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
Tecnologias utilizadas no DIMM
Tecnologias utilizadas no DIMM
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
DDR (Double Data Rate)
Ao contrário dos tipos FPM e EDO que são assíncronos (trabalham em
seu próprio ritmo). As SDRAM são capazes de trabalhar sincronizadas
com os ciclos da placa-mãe, sem tempos de espera.
Isso significa que a temporização das memórias SDRAM é sempre de
uma leitura por ciclo.
As memórias passaram então a ser rotuladas de acordo com a
frequência em que são capazes de operar - no caso SDRAM PC-66,
PC-100 e PC-133.
Os chips de memória DDR incluem circuitos adicionais, que
permitem gerar comandos de acesso e receber os dados
referentes às leituras duas vezes por ciclo de clock,
executando uma operação no início do ciclo e outra no final.
Como são utilizadas as mesmas trilhas para realizar ambas as
transferências, não foi necessário fazer grandes modificações
nem nos módulos, nem nas placas-mãe.
21
22
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
Tecnologias utilizadas no DIMM
Tecnologias utilizadas no DIMM
DDR (Double Data Rate)
DDR2 (Double Data Rate)
DDR2-533 (133 MHz) = PC2-4200
DDR2-667 (166 MHz) = PC2-5300
DDR2-800 (200 MHz) = PC2-6400
DDR2-933 (233 MHz) = PC2-7500
DDR2-1066 (266 MHz) = PC2-8500
DDR2-1200 (300 MHz) = PC2-9600
Em um módulo DDR-266, por exemplo, elas operam
a apenas 133 MHz, da mesma forma que num
módulo PC-133.
23
As DDR2 novamente duplicam a taxa de transferência,
realizando agora 4 operações por ciclo.
24
4
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
Tecnologias utilizadas no DIMM
Outras Tecnologias
DDR3 (Double Data Rate)
Todos os tipos de memória são passíveis de erros,
que podem ser causados por inúmeros fatores,
desde variações na tensão da tomada que não
são completamente absorvidos pela fonte de
alimentação,
estática,
diversos
tipos
de
interferências eletromagnéticas e, por incrível que
possa parecer, até mesmo raios cósmicos.
As memórias DDR3 realizam 8 acessos por ciclo,
contra os 4 acessos por ciclo das memórias DDR2.
Inicialmente, os módulos DDR3 foram lançados em
versão DDR3-1066 (133 MHz x 8) e DDR3-1333 (166
MHz x 8), seguidos pelo padrão DDR3-1600 (200 MHz
x 8). Os três padrões são também chamados de
(respectivamente) PC3-8500, PC3-10667 e PC3-12800,
nesse caso dando ênfase à taxa de transferência
teórica.
Exemplos de tecnologias na detecção e correção
de erros: Paridade e ECC.
25
26
Memórias
Memórias
Memória RAM
Memória RAM
SODDIM (Small Outline DIMM)
Outras Tecnologias
É um padrão DIMM de tamanho reduzido que é
utilizado principalmente em computadores
portáteis, como notebooks.
Memórias Rambus (RDRAM)
Rambus Inline Memory Modules
São bem semelhantes aos módulos DIMM,
mas em geral eles vêm com uma proteção de
metal sobre os chips de memória, que também
serve para facilitar a dissipação de calor.
27
28
DDR4
Memórias
DDR4
Diferença no posicionamento do chanfro na placa.
Alcançando mais de 2Gbps por pino e consumindo
menos potência que a DDR3L (DDR3 baixa potência), a
DDR4 alcança até 50% de aumento de performance e
largura de banda ao mesmo tempo que diminui a
voltagem de alimentação e consumo de potência de
todo o ambiente computacional.
O DDR4 possui uma localização diferente do DDR3
para o chanfro que guia o encaixe do módulo de
memória no seu soquete na placa mãe.
Em ambos os módulos os chanfros estão na borda
da placa, mas o DDR4 é um pouco diferente para
evitar que este seja instalado em sistemas
incompatíveis com essa memória.
Isso representa uma melhoria significativa com relação
às tecnologias de memórias anteriores, com economia
de energia de até 40%.
29
30
5
Memórias
Memórias
DDR4
DDR4
Um grande diferencial das novas memórias, é o padrão
diferenciado na altura do barramento.
Na parte central, os pinos são mais longos, mas
gradativamente eles têm sua altura reduzida até chegar
às pontas do módulo. A mudança vem para garantir a
facilidade na instalação e evitar que o usuário force
demais o componente no encaixe e acabe danificando o
slot.
As memórias DDR4 foram ajustadas para
trabalhar com tensões menores do que as que
vemos nos módulos DDR3. Os componentes
comuns (para desktops) vão trabalhar com 1,2
volt, o que representa uma redução de 0,3 volt,
já que o DDR3 rodava com a tensão de 1,5 volt.
31
32
Memórias
Memórias
DDR4
DDR4
Os módulos DDR4 são levemente mais
espessos que os DDR3 para poder acomodar
mais camadas de circuito impresso devido ao
aumento na quantidade de sinais elétricos.
Com relação as frequências, segundo a Micron
teremos
memórias
com
as
seguintes
configurações: 1.600 MHz, 1.866 MHz, 2.133
MHz, 2.400 MHz, 2.667 MHz e 3.200 MHz.
33
34
Memórias
Memórias
DDR4
DDR4
35
36
6
Referências
MORIMOTO, C. E. . Hardware, O Guia Definitivo. 3ª ed. Porto Alegre: Sul
Editores, 2007.
Nova geração de memória RAM. Disponível em: http://www.tecmundo.com.br/memoriaram/57551-ddr4-tudo-voce-esperar-nova-geracao-memoria-ram.htm Acessado em 22 de Agosto de 2014.
http://www.wintronic.com.br/noticias/ddr4-a-nova-geracao-de-memoria-ram .
Acessado em 02 de março de 2015.
http://www.kingston.com/en/memory/ddr4. Acessado em 02 de março de 2015.
http://meiobit.com/301573/samsung-memoria-ram-ddr4-32-gb-futuros-modelos128-gb-apenas-servidores/. Acessado em 02 de março de 2015.
37
7