Módulos de Memória

1   INTRODUÇÃO

            Como já sabemos, as memórias voláteis (Memória Principal) têm papel fundamental em nosso computador. Sem elas o processador ficaria extremamente limitado à baixa performance dos discos rígidos. Nesta apostila veremos mais afundo como funcionam, e algumas características das memórias.

2   ASSÍNCRONAS E SÍNCRONAS

            Antes de começarmos a estudar sobre as memórias, vamos primeiro entender as possíveis maneiras que elas trabalham. Existem tecnologias mais antigas que adotam o sistema assíncrono (não sincronizado, ou seja, aquele que não trabalha na mesma freqüência da placa-mãe). Geralmente um modelo assíncrono se enquadra em qualquer placa-mãe que lhe de encaixe, pois tendo sua freqüência independente, ele não tem uma velocidade mínima permitida estipulada. Já um modelo síncrono funciona de maneira inversa, eles precisam ter a mesma freqüência (ou maior, como veremos mais a frente) que a placa-mãe acompanhando assim a sua performance. A grande vantagem nisso, é que com essa tecnologia, a placa-mãe não precisa esperar para ter acesso à memória e ganha assim muito desempenho.

3   TECNOLOGIAS

            Antes de estudarmos os modelos e formatos das memórias, vamos ver as possíveis tecnologias que as mesmas empregam. Estas são FPM, EDO e SDRAM.

FPM (Fast Page Mode): Apesar de serem compatíveis com os computadores atuais, essas memórias se tornaram obsoletas graças a sua performance se comparada com as tecnologias EDO e SDRAM. Elas trabalham de forma assíncrona e geralmente nas velocidades de 80 e 70 nanossegundos. Existem modelos de 30 e 72 vias (uma via é uma área de contato com o encaixe da placa mãe).

EDO (Extended Data Output): Mesmo está, ainda adotando um modelo assíncrono, possui um desempenho cerca de 20% maior que o modelo FPM, graças a melhorias na arquitetura. Quase que a maioria dessa tecnologia ficou voltada para os modelos de 72 vias, existindo pouquíssimos exemplares dos modelos de 168. Os modelos de 30 vias só adotaram a tecnologia FPM. Elas geralmente trabalham numa velocidade de 70, 60 e 50 nanossegundo, sendo quase que exclusivamente as de 60.

SDRAM (Synchronous Dynamic Ram): Estas praticamente ganharam o mercado graças à adoção pela arquitetura síncrona que pode variar entre 66, 100, 133, 166 e 200 MHz. Todas as memórias SDRAM’s trabalham com os modelos de 168 vias. Como elas acompanham a velocidade da placa-mãe, seus tempos de acesso são muito menores que os modelos FPM E EDO, ficando nas casas dos 15, 12, 10, 9, 8, 7 ou 6 nanossegundos. Para descobrirmos a qual freqüência que ela opera, basta dividimos 1000 por seu tempo de acesso. Por exemplo: uma memória que possui um tempo de acesso de 15 nanos funciona a uma freqüência de 66 MHz (1000 dividido 15 é aproximadamente 66). Deixando claro que está técnica não têm cem por cento de aproveitamento, sendo assim pouco utilizada, só em casos em que não existe outro meio.

            Uma curiosidade sobre as memórias é a de que, geralmente, nós não conseguimos descobrir (distinguir) se uma memora de 72 vias é do modelo EDO ou SDRAM (facilmente), pois isso não vem escrito nela. Uma maneira que temos para fazer isso é a seguinte: Todos os modelos de 30 vias são FPM, e todos os modelos de 168 vias são SDRAM, a confusão fica apenas nos modelos de 72 vias, onde podemos encontrar tanto as tecnologias EDO e FPM. Para podermos distinguir, temos que ler no final da primeira ou segunda linha das configurações escritas no seu chip qual é a sua freqüência. Nós podemos encontrar os valores 7, -7 ou 70  ou  6, -6 ou 60 que representam respectivamente as freqüências de 70 e 60 MHz. Como quase todas as memórias EDO trabalham a uma freqüência de 60 nanos, podemos então diferenciar através deste valor, uma memória EDO de 72 vias de uma FPM de 72 vias.

4   MÓDULOS DE MEMÓRIA

            Vamos ver agora, os principais módulos de memórias que existem:

SIMM de 30 VIAS: A sigla SIMM significa Single In Line Memory Module, ou seja, só possuem uma única linha de contato com a placa-mãe. Estes módulos trabalhavam com palavras de 8 bits, ou seja, a cada acesso que o processador fazia a uma delas, conseguia buscar apenas 8 bits. Como os processadores 386DX e 486 já acessavam a memória com palavras de 32 bits, era preciso nestes casos usar até quatro módulos de memórias idênticos para poder formar os bancos. Já para os que a acessavam a 16 bits, apenas dois módulos já eram suficientes.

            Estes módulos possuíam capacidades de 512KB, 1MB, 4MB, 8MB e 16MB.Vejam abaixo uma foto de um modelo de 30 vias:

SIMM de 72 VIAS: Para acabar com a inconveniência que os módulos de 30 vias traziam pela necessidade de se usar 4 módulos para dar suporte aos processadores que acessavam a memória a 32 bits, é que os fabricantes criaram os módulos de 72 vias que funcionam a 32 bits. Este foi muito usado nos processadores 486 e Pentium. Como o Pentium já acessava 64 bits, eram necessários dois módulos para que ele pudesse funcionar, já para os 486, apenas um já lhe dava suporte.

            Vejam abaixo uma foto deste módulo de memória:

DIMM (Double In Line Memory Module) de 168 Vias: Este módulo já apresentava 168 vias de contato com a placa-mãe, e por isso adotou as duas faces de contato para suprir essa necessidade. A partir dos contatos de 168 vias, um único módulo era capaz de suportar os processadores de 64 bits de acesso à memória.

A partir destes modelos, as memórias passaram a adotar a tecnologia SDRAM, ou seja, trabalham sincronizadas com a placa-mãe. Vejam sua foto:

DDR: Estas praticamente são iguais as SDRAM’s comuns, só que com um único detalhe muito importante, elas transferem dados duas vezes por ciclo, ou seja, em quanto uma DIMM de 100 MHz e 64 bits, temos uma transferência de 800 MB por segundo (64 bits é equivalente a 8 bytes, vezes 100.000.000 hertz – 100 MHz – temos aproximadamente 800.000.000 bytes – 800 MB) uma DDR temos simplesmente o dobro, ou seja, 2 vezes 64 bits, o que dariam supostos 128 bits por ciclo e conseqüentemente, uma DDR de 100 MHz teria taxas de aproximadamente 1.6 GB. Uma grande vantagem das memórias DDR é o seu baixo preço (levando em consideração sua performance), graças a grande produção. Vejam sua foto:

RAMBUS (Rambus Inline Memory Modules) ou RIMM: Esta memória inovou em algumas tecnologias, principalmente se tratando das freqüências que podem chegar até 400 MHz com duas freqüências por ciclo, o que dariam 800 MHz. Vendo só por este lado, essa memória seria perfeita, mas temos que levar em consideração o importante fator de que ela só trabalha com palavras de 16 bits, e justamente por isso é que alcança grandes velocidades. Outro detalhe é que elas custam em geral, o dobro de uma DDR (fator que as tornam muito mais caras, sem levar em consideração que o chipset da placa-mãe também precisa acompanhar a alta tecnologia e conseqüentemente mais caro também). Como funcionam apenas a 16 bits, para usarmos elas com processadores de 64 bits de acesso, precisaremos de 4 memórias (o que a torna mais cara ainda).

            Vejam sua foto:

5   CORREÇÕES DE ERROS

            As memórias mais antigas apresentavam possibilidades de erros no processo em que o processador buscava seus dados, e foi por isso que foram desenvolvidas técnicas para driblar esses erros, estas são a ECC e a de Paridade.

            A Paridade é um método mais antigo, onde é usado um bit a mais para poder se detectar o erro. As memórias que possuem essa tecnologia vêm com os bytes formados por 9 bits (8 para o convencional byte e 1 para a técnica de paridade). A técnica de ECC é uma mais aperfeiçoada onde os bytes possuem de 10 a até 11 bits. Inclusive, a mesma é usada também, para se detectar erros em Drives de CD, e Discos Rígidos onde a chance de erro é maior.

6   DETALHES

            Uma observação que não poderia deixar de ser feita é em relação às memórias SDRAM. Como já dito, as SDRAM’s funcionam na mesma freqüência da placa-mãe, então uma placa com freqüência de 100 MHz, precisa trabalhar com memórias de no mínimo 100 Mhz, ou seja, as memórias de 133 Mhz funcionam em placas de 100. O que não pode é colocar uma memória de 66 Mhz em uma placa de 100 ou então uma memória de 100 numa placa de 133. As memórias com freqüências maiores suportam trabalhar em placas de bus (freqüência) menores.

7   BIBLIOGRAFIA

Hardware: Guia de Aprendizagem Rápida PC / Carlos Morimoto

   2. ed. – Rio de Janeiro: Book Express, 2001

As fotos foram conseguidas no Google.

Exercícios

1 – Vamos supor que você possua os seguintes processadores mostrados na coluna da esquerda e que tenha que colocar os módulos de memórias listados na direita de acordo com os bits de acesso de cada um.

Pentium (64 bits de acesso à memória)

SIMM de 30 Vias ___________________________________ SIMM de 72 Vias (EDO) ___________________________________ DIMM SDRAM ou DDR de 168 Vias ___________________________________ RAMBUS ___________________________________

386DX (32 bits de acesso à memória)

SIMM de 30 Vias ___________________________________ SIMM de 72 Vias (EDO) ___________________________________

486 (32 bits de acesso à memória)

SIMM de 30 Vias ___________________________________ SIMM de 72 Vias (EDO) ___________________________________

2 – Se quisermos instalar 256 MB de memória RAM em nosso computador, e optarmos por usar memórias DDR para acompanhar nosso Pentium III de 933 MHz (bus de 133 Mhz) de que acessa a memória a 64 bits. Quantos e quais módulos precisaremos comprar?