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Memórias
Alex Sandro [email protected]
Memórias
Alex Sandro [email protected]
Montagem e Configuração de Micros
Atualizado em 06/08/
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Sumário
Introdução Módulos de memória DIP, SIPP SIMM 30 e 72 vias DIMM 168,184 e 240 vias COAST Encapsulamentos FPM, EDO e SDRAM Memórias DDR, DDR2 e DDR Memórias Registradas
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Introdução
Informações passadas até o momento Volátil Está em contato constante com a CPU Velocidade inferior ao do processador Trabalha em conjunto com a cache Localizada fisicamente próximo ao processador, na placa-mãe Grande capacidade de armazenamento Diferentes tecnologias Quantidade de contatos variável Só encaixa na forma correta Vendida em módulos (“pentes de memória”) 4
As memórias RAM
Random Acess Memory Por que não RWM (Read and Write Memory)? Volátil Fornece acesso a dados e instruções (leitura); armazena resultados Subdivisão Dinamic RAM (DRAM) Baixo custo e alta capacidade Usada em larga escala nos PCs Lenta Static RAM (SRAM) Rápida, alto custo
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DRAM
Composição e funcionamento Armazena cada bit de informação por meio de um capacitor Capacitor energizado: bit 1 Capacitor descarregado: bit 0 Para cada capacitor temos um transístor encarregado de ler o bit no interior do capacitor e transmití-lo ao controlador de memória A que se deve a volaticidade da RAM? O capacitor perde sua carga rapidamente, em frações de segundo Precisa ser reenergizado (Refresh) (^6)
DRAM
Composição e funcionamento (cont.) Uma memória de 128 MB tem cerca de 1 bilhão de transistores A miniaturização dos transistores (nanotecnologia) contribui para que um maior número de transistores seja adicionado ao chip de memória O controlador de memória (chipset norte) controla o trânsito de dados (leitura/gravação) entre a RAM, CPU e demais componentes Para acessar um determinado transistor, o controlador de memória gera o valor RAS (linha), seguido do valor CAS (coluna) Módulos são vistos como uma matriz bidimensional
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Introdução
Acesso a dados
Valor CAS: coluna 5
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Introdução
“A capacidade e velocidade das memórias são mais importantes que a própria velocidade do processador“ O recurso de memória virtual foi desenvolvido por um engenheiro da Intel a partir do 386 Serve para simular mais memória RAM ao processador, armazenando dados no disco rígido que não couberam na memória O HD tem tempo de acesso em torno de 10 ms Quanto mais for feito uso da memória virtual, o processador ficará limitado à performance do HD (fica subutilizado)
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Introdução
Um exemplo
Um 486 DX4-100Mhz com 32 MB RAM é capaz de rodar o windows 95/98 e a maioria dos aplicativos de forma mais rápida do que um Pentium III de 1 GHz com apenas 8 MB de RAM
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Memória DRAM
Alta capacidade Células mais simples Chips com maior número de células e maior capacidade Em compensação, o mecanismo de acesso às células é mais complicado Lentidão Resultado da natureza capacitiva Em operações de escrita, os capacitores precisam ser carregados ou descarregados para armazenar os bits As cargas e descargas não são instantâneas
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Memória SRAM
Estática - Não possui refresh
Maior rapidez Recebe endereços provenientes do processador e pode enviar/receber os dados no endereço especificado Basta fornecer o endereço e o comando (leitura) e depois de um certo tempo (tempo de acesso), os dados estarão presentes na saída Da mesma forma, em um comando de escrita, basta fornecer o valor armazenado e o endereço que, após o tempo apropriado, os dados estarão gravados 1 célula = 4 ou 6 transistores (para 1 bit)
Baixa densidade, alto custo (^12)
DRAM x SRAM
Células As células de uma DRAM são 3 ou 4 vezes menores que a de uma SRAM Maior quantidade de células por unidade de área A mesma tecnologia que permite fabricar um chip com 1 MB SRAM pode permitir produzir chips de DRAM com 4 MB Simplicidade das células DRAM colaboram para o seu baixo custo O consumo de uma célula DRAM é bem menor que o de uma SRAM DRAM: 1 transistor / SRAM: 6 transistores
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Módulo SIMM – 72 vias
SIMM (S ingle I n Line M emory M odule)
Qual a desvantagem do módulo de 30 vias? Memória de 32 bits com 72 vias Ao invés de 4 módulos, é necessário apenas 1 módulo de memória SIMM 72 vias para formar cada banco de memória Utilizada nos micros 486 e primeiros Pentium’s Capacidade: 4 a 64 MB
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Módulo SIMM – 72 vias
SIMM (S ingle I n Line M emory M odule)
Considerações: O Pentium acessava memória a 64 bits. Caso a placa-mãe fosse equipada com slots para SIMM 72 vias, era necessário criar um banco com 2 módulos Com a chegada dos módulos DIMM (64 bits), placas-mãe para Pentium abandonaram o uso de memórias SIMM 72
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Módulo de Memória DIMM
DIMM (D ouble I n Line M emory M odule)
Módulo de memória que possui contatos independentes em ambos os lados do módulo Trabalham com palavra binária de 64 bits O processador pega a maior quantidade de dados possível e guarda no cache Os dados são processados em blocos de 32 bits Ajuda a melhorar o desempenho Um único módulo de memória é suficiente para preencher um banco de memória em um Pentium ou superior Usado pelo Pentium III, Athlon, Duron, Celeron, Penium MMX, K6-2, dentre outros (^22)
Módulo de Memória DIMM
DIMM (D ouble I n Line M emory M odule) Conclusão: Toda vez que o barramento de dados da memória for mais estreito que a palavra binária do processador, será necessário combinar dois ou mais módulos para formar um banco. DIMM SDR 168 pinos
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Módulo COAST
COAST (C ache On a Stick)
Usada para formar a memória CACHE de algumas placas-mãe para Pentium e 486/ da época Placas produzidas entre 1995 e 1997
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Tecnologia dos circuitos de memória
FPM (F ast P age M ode) Modo de Acesso Rápido (dados em sequência) Encontradas na forma dos módulos SIPP e SIMM de 30 e 72 vias (algumas versões) 386, 486 e primeiros Pentium’s Tempos de acesso de 80, 70 e 60 ns Já não são mais fabricadas Trabalham com frequencia de 25,30,33 e 40 Mhz + Pentium 66 Mhz (placa-mãe) Assíncrona
Encapsulamento FPM em um pente SIMM 30 VIAS
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Tecnologia dos circuitos de memória
EDO (E xtended D ata O utput)
Criada em 1994, trouxe melhorias significativas na forma de acesso aos dados Acessa um endereço de memória ao mesmo tempo em que ainda fornecia dados de uma solicitação anterior Ganho de 25% se comparado ao FPM Tempo de acesso de 70, 60 e 50 ns Encontrada em módulos SIMM de 72 vias
Assíncrona 26
Tecnologia dos circuitos de memória
SDRAM (S ynchronous D ynamic RAM ) Trabalham sincronizadas com os ciclos da placa- mãe (Síncrona) 1 leitura por ciclo (apenas o 1o acesso é mais demorado) Eliminou-se o tempo de espera CPU-RAM Principal inovação Possui dois bancos de endereços ( duas matrizes de capacitores , ao contrário da EDO e FPM que possuem uma matriz) Apenas um dos bancos é acessado por vez Operam em frequências altas: 66 a 133 Mhz 37,5 % mais rápida que a EDO Tempo de acesso entre 15 e 6 ns Típica de módulos DIMM
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Tecnologia das memórias
Padrão PC-100 (DIMM) - SDRAM
Desenvolvido pela IBM, possui especificação para funcionar estavelmente em placas-mãe que operam a 100 MHz (10 ns)
Padrão PC-133 (DIMM) - SDRAM
Memórias utilizadas pelas versões 133 MHz (FSB) do Pentium e AMD Atlhon (7 ns) Acesso aos dados mais rápido Esta memória funciona normalmente em placas-mãe com BUS de 66 ou 100 MHz
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SPD (Serial Presence Detect)
Definição Um chip EEPROM adicional que contém as informações técnicas do módulo inserido pelo fabricante Tipo de tecnologia de acesso (DDR,DDR2), velocidade (frequência), marca, modelo, tensão de alimentação e timming Funcionalidade disponível em memórias SDRAM DIMM
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SPD (Serial Presence Detect)
Extração de características SPD
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Tecnologia das memórias
O advento da multiplicação de clock Processadores trabalhavam com frequências cada vez maiores que as usadas na placa-mãe e pela memória Celeron 700 Mhz = BUS 66 MHz x 10, Athlon 1.4 GHz = BUS 133 MHz x 10, Mesmo com o cache, o desempenho da RAM começava a limitar a capacidade do processador
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DDR-
Frequência de trabalho
400, 533, 667 e 800 Mhz (clock nominal) Corresponde à metade da frequência, pois assim como a DDR, realiza duas operações por ciclo de clock (transfere dois dados por ciclo) Memórias DDR2 com dissipador Módulos de frequência de maior desempenho, destinadas a overclock (frequência mais alta)
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DDR-
Nomenclatura
Como chegar aos valores PC2 (e vice-versa) se eu não tiver esta tabela?
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DDR-
DDR3-SDRAM
Terceira geração das memórias DDR Tensão de alimentação passou de 1.8V para 1.5V reduz a voltagem em 20% Diminuição de temperatura Prolonga a bateria de notebooks Possui o mesmo número de pinos da DDR (240 pinos) mas com fendas diferentes Empacotada em módulos DIMM Módulos de 2GB e 4GB são esperados 40
DDR-
Nomenclatura
Possui o dobro de transferência que sua antecessora (DDR2)
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DDR-
Visualização
DDR
DDR
Slot laranja: DDR
Slot verde: DDR 42
DDR-
Triple-Channel Architeture DDR Uma arquitetura de memória utilizada na família de processadores Core i7 Intel Qual o diferencial dessa arquitetura? Aumento do throughput a velocidades maiores em relação ao seu antecessor, o dual channel. Redução da latência de memória, visto que cada módulo é acessado sequencialmente e os dados são repartidos entre os módulos em um padrão alternado Só funciona se três módulos idênticos são encaixados nos slots triple-channels Caso contrário, a arquitetura trabalhará em modo Dual-Channel
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DDR-
Triple-Channel Architeture DDR Um Core i7 com DDR3 operando a 1066 MHz alcança picos de taxa de transferência de dados de 25.6 GB/s (dados Intel) Até o presente momento (agosto/2009), não foi encontrado soquetes e processadores AMD que suportam essa arquitetura.
Mushkin Memory: DDR3 unbuffered Capacidade: 3GB/6GB Kit: 3 x 1GB/ 3 x 2 GB Frequência: 1866 MHz Voltagem: 1.65 V 44
DDR-
Triple-Channel Architeture DDR Uma arquitetura de memória utilizada na família de processadores Core i7 Intel
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Resumo dos módulos DIMM
Tabela
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Módulos SODIMM
Small Outline DIMM Destinados a notebooks Versões miniaturizadas dos módulos destinados a desktops Quantidade de contatos SDR – 144 pinos (chanfro próximo ao centro do módulo) DDR e DDR2 – 200 pinos (chanfro à esquerda do módulo)
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Memória ECC e Registrada
Memórias ECC (Error Correction Code) Memória especial que permite a recuperação de dados quando se corrompem Para cada dado armazenado, esse tipo de memória armazena um dado de controle extra que torna a recuperação possível
Registered (Registrada) Existência de um buffer (circuito especial) que possibilita à RAM (no geral) consumir menos corrente do barramento de memória Mais módulos de memórias poderão ser instalados Aumenta a capacidade máxima de memória que a placa-mãe aceita (^48)
Memória ECC e Registrada
Memórias com estas características normalmente são usadas em servidores e estações de trabalho de alto desempenho. Características físicas Non-ECC e unbuffered Memória comum 8 chips de cada lado (ou de um lado) ECC e unbuffered 9 chips de cada lado (ou de um lado) ECC e buffered 9 chips de cada lado (ou de um lado) 1 pequeno chip ao centro
