Trabalho - Arquitetura de Computadores

Introdução

Memória, em geral, é a capacidade de armazenar e recuperar informações de um certo local. Fisicamente, a primeira forma de armazenar uma informação foi por meio de pedras há 10.000 anos. Os pastores de ovelhas usavam pedras para ter controle do seu rebanho, quando os pastores colocavam seu rebanho para pastar, eles guardavam uma pedra para cada ovelha em um saco de couro. Ao fim do dia, quando as ovelhas voltavam, eles resgatavam essa informação retirando do saco uma pedra para cada ovelha.

No mundo tecnológico, a memória é um local de armazenamento e recuperação aleatório de dados, ela é tão importante quanto um processador. Esta memória pode ser do tipo que se perde os dados com a falta de energia ou não. Qualquer eletrônico, por mais simples que seja, usa memória mesmo que seja por curto período.

Em 1966, o Dr. Robert Dennard inventou a memória DRAM, este ano é marcado como uma descoberta tecnológica que mudou o mundo dos eletrônicos. Neste ano surgiram as memórias RAM, que se tornaram comuns entre os computadores. Uma característica da memória RAM é que ela pode ser volátil, isto é, os dados se perdem com a falta de energia, ou não volátil, como disco rígido.

A memória vem evoluindo constantemente para otimizar o tempo de acesso e aumentar a capacidade. Na história da computação, toda vez que os fabricantes notavam que um determinado padrão já não era suficiente para comportar a capacidade de processamento, criavam novos padrões com maior capacidade e velocidade. A combinação de um bom processador com uma memória de alto desempenho aumenta consideravelmente a velocidade de uma máquina.

Como funciona

Temos um componente eletrônico que armazena corrente elétrica, o condensador. Quando o condensador está carregado com energia temos o bit 1, e quando ele está sem energia temos o bit 0. Um transistor é colocado para cada condensador, ele é responsável por ler a informação que está no condensador e transmitir para o controlador de memória.

Basicamente, a CPU solicita um bloco de informação da memória RAM, uma cópia desse bloco é colocada na memória cache, e então essa informação é processada. O CPU sempre irá buscar a informação na memória cache, caso não encontre, o procedimento citado anteriormente será feito.

Evolução das Memórias

RAM e DRAM

Memória de acesso aleatório que mantém os dados armazenados desde que seja mantida sua alimentação. Criada em 1966 pelo Dr. Robert Dennard. Em 1970 a Intel lança a primeira memória DRAM disponível para comércio em geral, essa memória foi titulada de DRAM 1103. A partir da década de 70 a DRAM foi definida como padrão e sua estrutura pode ser encontrada em memórias atuais.

DIP, SIPP e SIMM

As memórias DIP podiam armazenar uma quantidade pequena de dados, usadas em computadores 286, esta memória era soldada diretamente na placa mãe. Neste ponto era claro a necessidade de uma nova tecnologia, pois as memórias DIP dificultavam a instalação de novos módulos.

As memórias SIPP vieram logo em seguida, este modelo de memória também apresentou problemas, seus pinos quebravam facilmente, foi neste ponto que surgiu a ideia de cria uma memória parecida com a SIPP, porém sem pinos expostos.

O módulo SIMM é bem parecido com o módulo SIPP, mas ao invés de termos os pinos expostos, temos pinos juntos a uma placa, o que impossibilita a sua quebra. Os primeiros módulos SIMM tinham 30 pinos e transmitiam 9 bits de dados. Posteriormente surgiram os módulos SIMM com 72 pinos, que transmitiam 32 bits de dados, e foram usados em conjunto com os processadores 486, Pentium e Pentium II.

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Figura: Memória SIMM de 72 vias - Fonte: http://www.qsl.net/

FPM e EDO

Apresentaram uma melhora significativa na arquitetura das memórias. Foram tecnologias utilizadas para desenvolver memórias no padrão SIMM. Módulos com a tecnologia FPM podiam alcançar 256 kbytes. Podiam ler ou escrever blocos de informações de uma só vez, aumentando o desempenho em 30%. A diferença entre a tecnologia FPM e EDO é que a EDO possibilitava iniciar um novo ciclo de dados sem precisar esperar a saída de dados anterior.

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Figura: Memória EDO - Fonte: http://www.tecnomundo.com.br/

DIMM e SDRAM

As memórias DIMM possuem chips e contatos dos dois lados do módulo. A transmissão de dados aumentou para 64 bits, aumentando assim o desempenho dos computadores. O padrão DRAM utilizado até então deu lugar para o padrão SDRAM, que é sincronizada com o barramento do sistema.

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Figura: Memória DIMM - Fonte: http://forum.phoneinfo.com.br/

RIMM e PC-100

Pouco tempo depois surgiram as memórias RIMM, módulo de memória Rambus. Diferenciava-se na ordenação e formato dos pinos e trabalhavam com um clock elevado. O padrão acabou sendo abandonado pela indústria.