Tipos De Memórias

Memórias

Quando se fala em tipos de memórias, não podemos passar por esse assunto sem citar a hierarquia de memórias, que classificam quase todos os tipos de memórias existentes no computador, por exemplo: Registradores, Memória Cache, Memória Principal e Memória Secundária.

Hierarquia de Memória

O termo Hierarquia de memória se refere a uma classificação de tipos de memória em função de desempenho. Essa classificação geralmente segue duas dimensões: tamanho e velocidade de acesso, sendo tradicionalmente representada por uma pirâmide.

A base da pirâmide representa dispositivos de armazenamento de massa, de baixo custo por byte e, comparativamente, baixa velocidade de acesso. O preço baixo faz com que esse tipo de armazenamento esteja disponível em grandes volumes. Um exemplo é o PenDrive.

No topo da pirâmide encontram-se dispositivos extremamente velozes e, ao mesmo tempo, de custo elevado. Devido ao alto preço, esse tipo de memória aparece em máquinas em pequenas quantidades.

Tipos de Memórias

Depois de entender um pouco sobre Hierarquia de Memórias, vamos entender mais sobre os tipos de memórias que existem.

Registradores

O registrador de uma CPU são unidades de memória capazes de armazenar n bits. Os registradores estão no topo da hierarquia de memória, sendo assim, são o meio mais rápido e caro de se armazenar um dado.

Lembrando que os registradores são circuitos digitais capazes de armazenar e deslocar informações binárias, e são tipicamente usados como um dispositivo de armazenamento temporário.

São utilizados na execução de programas de computadores, disponibilizando um local para armazenar dados. Na maioria dos computadores modernos, quando da execução das instruções de um programa, os dados são movidos da memória principal para os registradores. Então, as instruções que utilizam estes dados são executadas pelo processador e, finalmente, os dados são movidos de volta para a memória principal.

Memória Cache

Cache é um dispositivo de acesso rápido, interno a um sistema, que serve de intermediário entre um operador de um processo e o dispositivo de armazenamento ao qual esse operador acede. A vantagem principal na utilização de um cache consiste em evitar o acesso ao dispositivo de armazenamento - que pode ser demorado -, armazenando os dados em meios de acesso mais rápidos.

O uso de memórias cache visa obter uma velocidade de acesso a memória próxima da velocidade de memórias mais rápidas, e ao mesmo tempo disponibilizar no sistema uma memória de grande capacidade, a um custo similar de memórias de semicondutores mais baratas.

Com a evolução na velocidade dos dispositivos, em particular nos processadores, o cache foi dividido em níveis, já que a demanda de velocidade a memória é tão grande que são necessários caches grandes com velocidades altíssimas de transferencia e baixas latências. Sendo muito difícil e caro construir memórias caches com essas características, elas são construídas em níveis que se diferem na relação tamanho X desempenho.

Cache L1

Uma pequena porção de memória estática presente dentro do processador. Em alguns tipos de processador, como o Pentium 2, o L1 é dividido em dois níveis: dados e instruções (que "dizem" o que fazer com os dados). A partir do Intel 486, começou a se colocar a L1 no próprio chip [processador]. Geralmente tem entre 16KB e 128KB; hoje já encontramos processadores com até 16MB de cache.

Cache L2

Possuindo o Cache L1 um tamanho reduzido e não apresentando uma solução ideal, foi desenvolvido o cache L2, que contém muito mais memória que o cache L1. Ela é mais um caminho para que a informação requisitada não tenha que ser procurada na lenta memória principal. Alguns processadores colocam esse cache fora do processador, por questões econômicas, pois um cache grande implica num custo grande, mas há exceções, como no Pentium II, por exemplo, cujas caches L1 e L2 estão no mesmo cartucho que está o processador. A memória cache L2 é, sobretudo, um dos elementos essenciais para um bom rendimento do processador mesmo que tenha um clock baixo. Um exemplo prático é o caso do Intel Itanium 9152M (para servidores) que tem apenas 1.6 GHz de clock interno e ganha de longe do atual Intel Extreme, pelo fato de possuir uma memória cache de 24MB. Quanto mais alto é o clock do processador, mais este aquece e mais instável se torna. Os processadores Intel Celeron tem tão fraco desempenho por possuir menor memória cache L2. Um Pentium M 730 de 1.6 GHz de clock interno, 533 MHz FSB e 2 MB de cache L2, tem rendimento semelhante a um Intel Pentium 4 2.4 GHz, aquece muito menos e torna-se muito mais estável e bem mais rentável do que o Intel Celeron M 440 de 1.86 GHz de clock interno, 533 MHz FSB e 1 MB de cache L2.

Cache L3

Terceiro nível de cache de memória. Inicialmente utilizado pelo AMD K6-III (por apresentar o cache L2 integrado ao seu núcleo) utilizava o cache externo presente na placa-mãe como uma memória de cache adicional. Ainda é um tipo de cache raro devido a complexidade dos processadores atuais, com suas áreas chegando a milhões de transistores por micrômetros ou nanômetros de área. Ela será muito útil, é possível a necessidade futura de níveis ainda mais elevados de cache, como L4 e assim por diante.

Memória Principal

Memória Principal é a parte do computador onde programas e dados são armazenados para processamento. A informação permanece na memória principal apenas enquanto for necessário para seu emprego pela UCP.

Também chamadas de memória real, são memórias que o processador pode endereçar diretamente, sem as quais o computador não pode funcionar. Estas fornecem geralmente uma ponte para as secundárias, mas a sua função principal é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento; esta informação pode ser, por exemplo, os programas em execução. Nesta categoria insere-se a RAM, que é uma memória de semicondutores, volátil, com acesso aleatório, isto é, palavras individuais de memória são acessadas diretamente, utilizando uma lógica de endereçamento implementada em hardware.

Memória Secundária

Memória secundária: memórias chamadas de “memórias de armazenamento em massa”, para armazenamento permanente de dados. Não podem