Curso Livre de Arquitetura de Computadores/Caderno 5: Memória Interna e Externa
Memória principal semicondutora[editar | editar código-fonte]
Organização[editar | editar código-fonte]
O elemento básico de uma memória semicondutora é a célula de memória. Embora diversas tecnologias eletrônicas sejam utilizadas, todas as células de memória semicondutora compartilham certas propriedades: [1]
- Apresentam dois estados estáveis (ou semiestáveis), que podem ser usados para representar o binário 1 e 0;
- São capazes de ser escritas (pelo menos uma vez), para definir o estado; e
- São capazes de ser lidas, para verificar o estado.[1]
DRAM e SRAM[editar | editar código-fonte]
Memórias de acesso aleatório (RAM), são memórias que são acessadas diretamente por meio da lógica de endereçamento interna, ela também possibilita ler dados da memória e escrever novos dados na memória de modo fácil e rápido, sendo essas funções realizadas por meio de sinais elétricos.[1] Outra característica distinta da RAM é que ela é volátil. Uma RAM precisa receber uma fonte de alimentação constante. Se a energia for interrompida, os dados são perdidos. Assim, a RAM só pode ser usada como armazenamento temporário. As duas formas tradicionais de RAM usadas nos computadores são DRAM e SRAM.[1]
DRAM[editar | editar código-fonte]
Uma RAM dinâmica (DRAM) é feita com células que armazenam dados como carga em capacitores. A presença ou ausência de carga em um capacitor é interpretada como um binário 1 ou 0. Como os capacitores possuem uma tendência natural para descarga, as RAM dinâmicas exigem recarga periódica ("refresh" de memória) para manter o dado armazenado. O termo dinâmica refere-se a essa tendência de perda da carga armazenada, mesmo com energia aplicada continuamente.[1]
DRAM síncrona ou SDRAM[editar | editar código-fonte]
Basicamente, a DRAM síncrona necessita de um clock externo a processador/memória, geralmente da mesma velocidade plena do barramento. Ela necessita disto, pois a SDRAM trocará dados de forma sincrona com o processador, sem a existencia de estados de espera no fluxo. A SDRAM ainda possui um modo rajada conhecido também como burst, ele serve para eliminar o tempo de configuração do endereço e tempo de pre-carga de fileida de linha e coluna depois do primeiro acesso. Isso é muito útil em alguns casos, porque esse mecanismo possui uma arquitetura interna de banco multiplo que melhora o paralelismo do chip.[1]
SRAM[editar | editar código-fonte]
RAM estática (SRAM) é um dispositivo que usa os mesmos elementos lógicos usados no processador. Em uma SRAM, os valores binários são armazenados por meio de configurações das portas lógicas de um flip-flop tradicional. Uma RAM estática manterá seus dados enquanto houver energia fornecida a ela.[1]
SRAM X VRAM[editar | editar código-fonte]
A DRAM é mais densa (células menores = mais células por unidade de área) e mais barata que uma SRAM correspondente. Por outro lado, uma DRAM requer o suporte de um circuito de refresh. Para memórias maiores, o custo fixo do circuito de refresh é mais do que compensado pelo menor custo variável das células de DRAM. Assim, as DRAM tendem a ser favorecidas para requisições de grande memória. Outro ponto é que as SRAM geralmente são um pouco mais rápidas que as DRAM. Devido a essas características, a SRAM é usada para a memória cache (no chip e fora dele), e a DRAM é usada para a memória principal.[1]
Tipos de ROM[editar | editar código-fonte]
ROM[editar | editar código-fonte]
É uma memória somente de leitura, que contém um padrão permanente de dados, que não pode ser mudado. Uma ROM é não volátil, com isso não necessita de nenhuma fonte de energia para manter os valores dos bits na memória. A sua criação é como de qualquer outro chip de circuito integrado, com os dados realmente gravados fisicamente no chip como parte do processo de fabricação.[1]
PROM[editar | editar código-fonte]
É uma memória programável, não volátil e que também pode ser escrita apenas uma vez. O processo de escrita nela é realizado eletricamente, e pode ser realizado por um fornecedor ou cliente após a fabricação original do chip.[1]
EPROM[editar | editar código-fonte]
A memória somente de leitura programável e apagável é lida e escrita eletricamente também. Porém, antes de uma operação de escrita, todas as células de armazenamento precisam ser apagadas para retornar ao mesmo estado inicial, pela exposição do chip empacotado à radiação ultravioleta.[1]
EEPROM[editar | editar código-fonte]
A memória somente de leitura programável e apagável eletricamente, é uma memória principalmente de leitura que pode ser escrita a qualquer momento sem apagar o conteúdo anterior, somente o byte ou os bytes endereçados são atualizados.[1]
Memória Flash[editar | editar código-fonte]
Uma memória flash inteira pode ser apagada em um ou alguns segundos. A memória flash recebeu esse nome porque o microchip é organizado de modo que uma seção das células de memória é apagada em uma única ação, ou “flash”. Porém, a memória flash não oferece apagamento em nível de byte. Assim como a EPROM, a memória flash usa apenas um transistor por bit e, portanto, consegue ter a alta densidade da EPROM (em comparação com a EEPROM).[1]
Memória Intercalada[editar | editar código-fonte]
Falando em memória intercalada, pode-se pensar em um conceito parecido com multithread, mas não a nível de processador, e sim a nível de memória. Funciona basicamente desta forma: Uma memória é composta por vários chips de memória DRAM, esses chips são agrupados para formar um banco de memória. Cada banco de memória é capaz de gerenciar independentemente uma chamada de leitura/escrita na memória. Logo, se cada banco de memória consegue atender uma chamada, vários bancos de memórias agrupados podem atender várias chamadas simultaneamente. Isso traz um ganho significante para aumento em taxa de leitura e escrita. [1]
Leitura magnética e mecanismos de gravação[editar | editar código-fonte]
Neste mecanismo primeiro é preciso entender sobre como os dados são armazenados e como os componentes de um disco de leitura funcionam. Pensando nisto, o primeiro item que pode-se falar é a cabeça, em alguns casos existem duas, uma para leitura e uma para escrita, podendo ser uma para as duas funções. Uma cabeça de leitura consiste em um sensor magnetorresistivo parcialmente blindado. Ela precisa de uma resistência elétrica que depende da direção que o disco esta rodando. Para que uma gravação aconteça, é necessário um disco/bobina estar produzindo um campo magnético através do seu fluxo de eletricidade. Isso ocorre de maneira com que a cabeça é posicionada e o disco/bobina recebem a energia e então os pulsos elétricos são enviados a cabeça de gravação e os padrões magnéticos resultantes são gravados. [1]