TIPOS DE MEMÓRIAS

INTRODUÇÃO

A memória é um dispositivo que permite ao computador armazenar dados por certo tempo. Atualmente o termo é geralmente usado para definir as memórias voláteis, como a RAM, mas seu conceito primordial também aborda memórias não voláteis, como o disco rígido. Parte da memória do computador é feita no próprio processador; o resto é diluído em componentes como a memória RAM, memória cache, disco rígido e leitores de mídias removíveis, como disquete, CD e DVD.

Nos computadores modernos, cada posição da memória é configurado para armazenar grupos de oito bits (chamado de um byte). Cada byte consegue representar 256 números diferentes; de 0 a 255 ou de -128 a +127. Para armazenar números maiores pode-se usar diversos bytes consecutivos (geralmente dois, quatro ou oito). Quando números negativos são armazenados, pode ser utilizada a notação de complemento para dois.

A memória do computador é normalmente dividida entre primária e secundária, sendo possível também falar de uma memória “terciária”.

Memória primária

A memória primária é aquela acessada diretamente pela Unidade Lógica e Aritmética. Tradicionalmente essa memória pode ser de leitura e escrita (RAM) ou só de leitura (ROM). Atualmente existem memórias que podem ser classificadas como preferencialmente de leitura, isso é, variações da memória ROM que podem ser regravadas, porém com um número limitado de ciclos e um tempo muito mais alto.

Normalmente a memória primária se comunica com a ULA por meio de um barramento ou canal de dados. A velocidade de acesso a memória é um fator importante de custo de um computador, por isso a memória primária é normalmente construída de forma hierárquica em um projeto de computador. Parte da memória, conhecida como cache fica muito próxima à ULA, com acesso muito rápido. A maior parte da memória é acessada por meio de vias auxiliares.

Normalmente a memória é nitidamente separada da ULA em uma arquitetura de computador. Porém, os microprocessadores atuais possuem memória cache incorporada, o que aumenta em muito sua velocidade.

Memória RAM

A memória RAM (Random Access Memory) é uma seqüência de células numeradas, cada uma contendo uma pequena quantidade de informação. A informação pode ser uma instrução para dizer ao computador o que fazer. As células podem conter também dados que o computador precisa para realizar uma instrução. Qualquer célula pode conter instrução ou dado, assim o que em algum momento armazenava dados pode armazenar instruções em outro momento. Em geral, o conteúdo de uma célula de memória pode ser alterado a qualquer momento.

As memórias RAM são denominadas genericamente de DRAM (RAM dinâmica), pelo fato de possuírem uma característica chamada refrescamento de memória, que tem a finalidade de manter os dados armazenados enquanto o computador estiver ligado. O tamanho de cada célula, e o número de células, varia de computador para computador, e as tecnologias utilizadas para implementar a memória RAM variam bastante. Atualmente o mais comum é a implementação em circuitos integrados.

TIPOS DE MEMÓRIA RAM

• SRAM: Static RAM

- Célula de memória utiliza flip-flop para armazenar bit.

- Necessita de 6 transistores.

- Retém dados durante o tempo em que a fonte de energia permanecer ativa.

• DRAM: Dynamic RAM

- Célula de memória utiliza transistor MOS e capacitor para armazenar bit.

- Mais compacta do que a SRAM.

- Renovação (“refresh”) é necessário: células são renovadas quando lidas.

- Taxa de renovação típica é de 15.625 ms.

- Acesso mais lento do que a SRAM.

• PSRAM: Pseudo-static RAM

- DRAM com controlador de renovação de memória embutido.

- Alternativa de baixo custo e alta densidade quando comparada à SRAM.

• NVRAM: Nonvolatile RAM

- Retém dados após a fonte de energia ser desligada.

- RAM com bateria (“Battery-backed RAM”).

– SRAM com bateria permanentemente conectada.

– Escrita é tão rápida quanto a leitura.

– Sem limite para o número de escrita, ao contrário das memórias não voláteis ROM.

Memória ROM

A memória ROM (Read-Only Memory) é uma memória que só pode ser lida e os dados não são perdidos com o desligamento do computador. A diferença entre a memória RAM e a ROM é que a RAM aceita gravação, regravação e perda de dados. Mesmo se for enviada uma informação para ser gravada na memória ROM, o procedimento não é executado (esta característica praticamente elimina a criação de vírus que afetam a ROM).

Um software gravado na ROM recebe o nome de firmware. Em computadores da linha IBM-PC eles são basicamente três, que são acessados toda vez que ligamos o computador, a saber: BIOS, POST e SETUP.

Existe uma variação da ROM chamada memória preferencialmente de leitura que permite a regravação de dados. São as chamadas EPROM (Era sable Programmable Read Only Memory) ou EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory).

TIPOS DE MEMÓRIA ROM

• OTP-ROM: One-time programmable ROM

  - As conexões são programadas pelo usuário.

• Usuário define o arquivo especificando o conteúdo da ROM.

• Arquivo é inserido na máquina denominada ROM programmer.

• Cada conexão programável corresponde a um ponto fundido.

• ROM programmer rompe os pontos fundidos onde a conexão não deve existir

– Habilidade de escrita muito baixa

• Escrita uma única vez; necessita do dispositivo de programação da ROM

– Retenção de informações muito alta

• Os bits armazenados permanecem, a menos que o programador seja usado para romper mais conexões

– Comumente utilizado em produtos finais

• Barato, dificilmente é modificado acidentalmente

• EPROM: Erasable programmable ROM

– O componente programável é um transistor MOS

• Transistor possui um gate flutuante cercado por um isolante

• (a) Cargas negativas formam um canal entre a fonte e o dreno armazenando o nível lógico 1

• (b) Aplicação de uma grande tensão positiva no gate faz com que cargas negativas saiam do canal e sejam presos pelo gate flutuante, armazenando o nível lógico 0

• (c) (Erase) Raios de UV incidentes na superfície do gate-flutuante causam o retorno de cargas negativas para o canal a partir do gate flutuante, restaurando o nível lógico 1

• (d) O integrado de uma EPROM possui uma janela de quartuz, material transparente a radiação UV

– Habilidade de escrita alta

• Pode ser apagada e reprogramada centenas de vezes

– Baixa retenção de informações

• Programa pode permanecer por 10 anos, porém é susceptível à radiação e àos ruídos elétricos

– Tipicamente, utilizado durante o desenvolvimento do projeto

• EEPROM: Electrically erasable programmable ROM

  - Programada e apagada eletronicamente

• Tipicamente, utilizando-se uma tensão maior do que a de operação normal

• Pode-se programar e escrever palavras individuais

– Habilidade de escrita ainda maior

• Pode-se programá-la no sistema através de circuitos embutidos que geram tensões maiores do que as normais

• Controladores de memória embutidos tornam operações transparentes para o usuário da memória

• Escrita é lenta, pois antes é preciso apagar (ou limpar) o conteúdo

• Pinos “busy” indicam ao processador que a EEPROM ainda está sendo escrita

• Pode ser apagada e escrita dezenas de milhares de vezes

– Retenção de informação comparável à das EPROMs (aproximadamente 10 anos)

– Muito mais convenientes do que as EPROM’s, porém mais caras