Memória de acesso aleatório

Diferentes tipos de RAM. A partir do alto: DIP, SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM (168-pin), DDR DIMM (184-pin)

 Nota: Para outros significados, veja RAM (desambiguação).

A Memória de acesso aleatório (do inglês Random Access Memory, frequentemente abreviado para RAM) é um tipo de memória que permite a leitura e a escrita, utilizada como memória primária em sistemas eletrônicos digitais.

A RAM é um componente essencial não apenas nos computadores pessoais, mas em qualquer tipo de computador, pois é onde basicamente ficam armazenados os programas básicos operacionais. Por mais que exista espaço de armazenamento disponível, na forma de um HDD ou memória flash, é sempre necessária uma certa quantidade de RAM.

O termo acesso aleatório identifica a capacidade de acesso a qualquer posição e em qualquer momento, por oposição ao acesso sequencial, imposto por alguns dispositivos de armazenamento, como fitas magnéticas. O nome não é verdadeiramente apropriado, já que outros tipos de memória (como a ROM) também permitem o acesso aleatório a seu conteúdo. O nome mais apropriado seria: Memória de Leitura e Escrita, que está expressa na programação computacional.

Apesar do conceito de memória operacional de acesso aleatório ser bastante amplo, atualmente o termo é usado apenas para definir um dispositivo eletrônico que o implementa, uma vez que atualmente essa memória se encontra espalhada dentro do próprio sistema dos atuais computadores (sistema por assim dizer "nervoso" do computador, como o humano), basicamente um tipo específico de chip. Nesse caso, também fica implícito que é uma memória volátil, isto é, todo o seu conteúdo é perdido quando a alimentação da memória é desligada. A memória principal de um computador baseado na Arquitetura de Von-Neumann é constituída por RAM. É nesta memória que são carregados os programas em execução e os respectivos dados do utilizador. Uma vez que se trata de memória volátil, os seus dados são perdidos quando o computador é desligado. Para evitar perdas de dados, é necessário salvar a informação para suporte não volátil, como o disco rígido.

Introdução

É usada pelo processador para armazenar os arquivos e programas que estão sendo processados. A quantidade de RAM disponível tem um grande efeito sobre o desempenho, já que sem uma quantidade suficiente dela o sistema passa a usar memória virtual, que é lenta. A principal característica da RAM é que ela é volátil, ou seja, os dados se perdem ao reiniciar o computador. Ao ligar é necessário refazer todo o processo de carregamento, em que o sistema operacional e aplicativos usados são transferidos do HD para a memória, onde podem ser executados pelo processador.

Os chips de memória são vendidos na forma de pentes de memória. Existem pentes de várias capacidades, e normalmente as placas possuem dois ou três encaixes disponíveis. Há como instalar um pente de 1 GB junto com o de 512 MB que veio no micro para ter um total de 1536 MB, por exemplo.

História

Chip de 1 Megabyte - Um dos últimos modelos desenvolvidos pela VEB Carl Zeiss Jena em 1989.

O primeiro tipo de RAM foi a núcleo magnético, desenvolvida de 1955 a 1975 por Pablo Yuri, posteriormente, utilizada na maioria dos computadores até o desenvolvimento e adoção da estática e dinâmica de circuitos integrados RAM no final dos anos 1960 e início de 1970.

Tipos

Exemplo de memória gravável de acesso aleatório volátil: Módulos Synchronous Dynamic RAM, usada principalmente como memória principal em computadores pessoais, workstations e servidores.

Existem basicamente dois tipos de memória em uso: SDR e DDR. As SDRs são o tipo tradicional, onde o controlador de memória realiza apenas uma leitura por ciclo, enquanto as DDR são mais rápidas, pois fazem duas leituras por ciclo. O desempenho não chega a dobrar, pois o acesso inicial continua demorando o mesmo tempo, mas melhora bastante. Os pentes de memória SDR são usados em micros antigos: Pentium II e Pentium III e os primeiros Athlons e Durons soquete A. Por não serem mais fabricados, eles são atualmente muito mais raros e caros que os DDR, algo semelhante ao que aconteceu com os antigos pentes de 72 vias, usados na época do Pentium 1.

É fácil diferenciar os pentes SDR e DDR, pois os SDR possuem dois chanfros e os DDR apenas um. Essa diferença faz com que também não seja possível trocar as bolas, encaixando por engano um pente DDR numa placa-mãe que use SDR e vice-versa. Mais recentemente, tem acontecido a uma nova migração, com a introdução dos pentes de memória DDR2. Neles, o barramento de acesso à memória trabalha ao dobro da frequência dos chips de memória propriamente ditos. Isso permite que sejam realizadas duas operações de leitura por ciclo, acessando dois endereços diferentes. Como a capacidade de realizar duas transferências por ciclo introduzida nas memórias DDR foi preservada, as memórias DDR2 são capazes de realizar um total de 4 operações de leitura por ciclo, uma marca impressionante. Existem ainda alguns ganhos secundários, como o menor consumo elétrico, útil em notebooks.

Os pentes de memória DDR2 são incompatíveis com as placas-mãe antigas. Eles possuem um número maior de contatos (um total de 240, contra 184 dos pentes DDR), e o chanfro central é posicionado de forma diferente, de forma que não seja possível instalá-los nas placas antigas por engano. Muitos pentes são vendidos com um dissipador metálico, que ajuda na dissipação do calor e permite que os módulos operem a frequências mais altas.

Capacidade e Velocidade

A capacidade de uma memória é medida em Bytes, Kilobyte (1 KB = 1024 ou 2¹⁰ Bytes), Megabyte (1 MB = 1024 KB ou 2²⁰ Bytes), Gigabyte (1 GB = 1024 MB ou 2³⁰ Bytes) e Terabyte (1 TB = 1024GB ou 2 ⁴⁰ Bytes).

A velocidade de funcionamento de uma memória é medida em Hz ou MHz. Este valor está relacionado com a quantidade de blocos de dados que podem ser transferidos durante um segundo. Existem no entanto algumas RAMs que podem efetuar duas transferências de dados no mesmo ciclo de clock, duplicando a taxa de transferência de informação para a mesma frequência de trabalho. Além disso, a colocação das memórias em paralelo (propriedade da arquitetura de certos sistemas) permite multiplicar a velocidade aparente da memória.

Cache

Top LR, DDR2 com dissipador de calor, DDR2 sem dissipador de calor, Laptop DDR2, DDR, DDR Laptop

De qualquer forma, apesar de toda a evolução a RAM continua sendo muito mais lenta que o processador. Para atenuar a diferença, são usados dois níveis de cache, incluídos no próprio processador: o cache L1 e o cache L2. O cache L1 é extremamente rápido, trabalhando próximo à frequência nativa do processador. Na verdade, os dois trabalham na mesma frequência, mas são necessários alguns ciclos de clock para que a informação armazenada no L1 chegue até as unidades de processamento. No caso do Pentium 4, chega-se ao extremo de armazenar instruções já decodificadas no L1: elas ocupam mais espaço, mas eliminam este tempo inicial. De uma forma geral, quanto mais rápido o cache, mais espaço ele ocupa e menos é possível incluir no processador. É por isso que o Pentium 4 inclui apenas um total de 20 KB desse cache L1 ultrarrápido, contra os 128 KB do cache um pouco mais lento usado no Sempron.

Em seguida vem o cache L2, que é um pouco mais lento tanto em termos de tempo de acesso (o tempo necessário para iniciar a transferência) quanto em largura de banda, mas é bem mais econômico em termos de transistores, permitindo que seja usado em maior quantidade. O volume de cache L2 usado varia muito de acordo com o processador. Enquanto a maior parte dos modelos do Sempron utilizam apenas 256 KB, os modelos mais caros do Core 2 Duo possuem 4 MB completos. Paridade de memória É um método criado para correção de erros de memória, é antigo, e somente identifica erros, não os corrige. Consiste na adição de um bit de controle no final de cada byte de memória.

Paridade de memória

É um método criado para correção de erros de memória. É o método mais antigo, e somente identifica erros, não os corrige, e consiste na adição de um bit de controle no final de cada byte de memória.

A operação de checagem dos dados na paridade é bem simples: são contados o número de bits “1” de cada byte. Se o número for par, o bit de paridade assume um valor “0” e caso seja ímpar, 9º bit assume um valor “1”. Quando requisitados pelo processador, os dados são checados pelo circuito de paridade que verifica se o número de bits “1” corresponde ao depositado no 9º bit. Caso seja constatada alteração nos dados, ele envia ao processador uma mensagem de erro.

O método não é totalmente eficaz, pois não é capaz de detectar a alteração de um número de bits que mantenha a paridade. Se dois bits zero retornassem alterados para bits um, o circuito de paridade não notaria a alteração nos dados. Felizmente, a possibilidade de alteração de dois ou mais bits ao mesmo tempo é remota. O uso da paridade não torna o computador mais lento, pois os circuitos responsáveis pela checagem dos dados são independentes do restante do sistema. Seu único efeito colateral, é o encarecimento das memórias, que ao invés de 8 bits por byte, passam a ter 9, tornando-se cerca de 12 a 60% mais caras. Dispositivo ECC-(Error Correct Code) - Código de correção de erros. Código de detecção no qual uma combinação de pulsos proibitiva pelo acréscimo ou perda de 1 bit indica qual bit esta errado.

Além do custo, a paridade não permite corrigir os erros, apenas identificá-los, o que diminui sua utilidade prática. O aumento do bom nível de confiabilidade dos novos módulos de memórias fez com que as memórias com paridade caíssem em desuso.

Ver Também

• Memória de ferrite

Bibliografia

• Daniel Saraiva, J.E. MEMÓRIA ARTIFICIAL Editora Biblioteca da Universidade de oxford, 2000.

Ligações externas

• «As diferentes tecnologias de RAM» 
• «Guia da RAM» 
• «Microsoft Windows Memory Diagnostic» (em inglês)