TIPOS DE MEMRIAS ENCONTRADAS EM UM COMPUTADOR Partindo

TIPOS DE MEMÓRIAS ENCONTRADAS EM UM COMPUTADOR

Partindo do sistema básico de uma placa mãe mostrado abaixo, vemos que a MEMÓRIA RAM (RANDOM ACCESS MEMORY) é uma memória de execução, sendo volátil, ou seja, perde suas informações na falta de energia elétrica. Existe para que o processador faça o carregamento dos aplicativos quando estes são executados pela primeira vez. Portanto, a CPU utiliza a memória RAM para execução e processamento de dados. Tomando como exemplo o sistema operacional Windows 7, o processador (CPU), “pede”, pelo menos, 1 GB de memória RAM para o processamento de dados de maneira satisfatória. Se a versão mais “pesada” deste sistema operacional (Windows 7 Ultimate) estiver rodando, então 2 GB serão necessários.

Existem dois tipos de situação em que memória RAM está envolvida. A primeira é aquela onde não há memória RAM suficiente para a execução dos programas ou mesmo para abrir as várias janelas de programas que já nos acostumamos no dia-a-dia. Lembre-se que cada janela aberta ocupa um determinado espaço dentro da memória RAM. Quando a quantidade de memória RAM se esgota, o computador pode simplesmente “travar”, ou seja, congelar a tela do aplicativo onde o usuário se encontra e, conseqüentemente, os demais aplicativos. Para estes casos existe uma tecnologia que mapeia a memória RAM e envia as informações para o HD. Obviamente você perceberá a diferença de velocidade porque a memória RAM é totalmente eletrônica e o HD depende de movimentos mecânicos para posicionar corretamente as cabeças de leitura/gravação.

Para se ter uma boa noção, o tempo médio de busca de um determinado dado em um HD é de cerca de 5, 7 ms enquanto que, nas memórias RAM atuais, 6 ns. Automaticamente teremos uma máquina mais lenta, ou seja, um computador que demora mais para processar as informações. Porém, é melhor perder na velocidade do que a máquina simplesmente parar de executar os programas por falta de memória. A técnica utilizada para expandir a memória RAM utilizando o HD é chamada SWAP e os arquivos gravados no HD utilizando esta técnica têm o nome de SWAP FILES.

A segunda situação em que a memória RAM está envolvida é oposta à anterior, ou seja, ao invés de faltar memória RAM, sobra memória RAM. Então, a quantidade de memória RAM instalada é suficiente para rodar todos os aplicativos e ainda sobra espaço. Neste caso é utilizada a memória RAM de maneira inversa. É o chamado CACHE DE DISCO, que serve para armazenar dentro da memória RAM os arquivos mais utilizados pelo HD. Para citar um exemplo básico, observe que ao abrir o aplicativo editor de textos Word pela primeira vez, este demorará um certo tempo para ser carregado pois está gravado no HD. Experimente fechar o aplicativo e logo em seguida abri-lo novamente. Você perceberá, nitidamente, a diferença na velocidade de abertura do programa pois este se encontra agora gravado na memória CACHE DE DISCO, ou seja, na memória RAM.

É importante que você saiba que, hoje em dia, a memória RAM é do tipo DIN MICA ou DRAM. Porém, nem sempre foi assim. Antigamente utilizávamos a memória ESTÁTICA ou SRAM que é mais rápida que a memória DRAM. Devido aos elevados custos de se produzir uma memória RAM estática é que utilizamos a memória RAM dinâmica. Aí então os engenheiros tiveram a seguinte idéia: vamos utilizar memória estática para a comunicação entre o processador e a memória RAM dinâmica, aumentando assim a velocidade de comunicação entre a CPU e a memória RAM sem encarecer a produção das placas-mãe. Daí nasceu a memória CACHE, que é uma memória estática.

Observe então que as informações da memória RAM DIN MICA ficam armazenadas na memória CACHE ESTÁTICA para um melhor desempenho de processamento. Atente para o seguinte detalhe: a memória cache é diferente do buffer, que também é um tipo de memória, podendo esta ser estática. Porém, a memória cache sempre fica em volta do processador ou dentro deste enquanto que a memória buffer é utilizada por periféricos como teclado, HD, drives de leitura/gravação de CD/DVDs, etc. Não há inteligência no BUFFER. Ele apenas armazena informações e depois as disponibiliza. Já na memória CACHE você verá que há inteligência devido ao uso de algoritmos para os mais diversos fins. Conforme os computadores foram evoluindo, as memórias cache também, ganhando novos tamanhos, formas e velocidades, fazendo com que o sistema computacional em si ficasse mais rápido. Observe também que a memória CACHE, de acordo com a figura, possui um barramento EXTERNO ao processador; logo, a velocidade de processamento é proporcional a este barramento externo.

Pensando sempre em melhorar o desempenho do computador, os engenheiros pensaram então em implementar memória CACHE dentro do próprio processador. Isto aumentou ainda mais a velocidade devido ao fato de que o BARRAMENTO INTERNO do processador é bem mais rápido do que o BARRAMENTO EXTERNO do processador. Logo, as informações acessadas nas memórias cache internas resultariam em um ganho considerável de velocidade. E foi exatamente o que aconteceu. Poucos usuários se dão conta deste tipo de memória, mas é exatamente aí que se define uma máquina rápida. Claro, quanto mais memória cache, interna ou externa, mais caro. As memórias cache são classificadas de acordo com seus níveis (L 1 e L 2) internas e L 3 externa ao processador. Lembre-se: isto não é uma regra!

Um dado muito importante e que também passa despercebido pelo usuário leigo é que mais de 80% do processamento acontece entre a CPU e as memórias CACHE; daí a importância de se adquirir uma CPU e uma arquitetura computacional com o maior número de memórias cache possível. A memória cache interna é chamada de PRIMÁRIA pois possui um algoritmo que permite “prever”, estaticamente, quais os próximos processos a serem executados. Já a cache externa, também chamada de SECUNDÁRIA, não possui este algoritmo, fazendo apenas a “ponte” entre o processador e a memória RAM.

Quando o algoritmo a memória cache interna “acerta” na previsão do próximo dado a ser processado, ele leva o nome de CACHE HIT. Quando o algoritmo falha, leva o nome de CACHE MISS. Quando o índice do CACHE HIT é alto (cerca de 90%), significa que em 90% dos casos a memória cache foi capaz de “adivinhar” qual o próximo passo do processador. Isto também é, agora que você já está familiarizado com alguns tipos de memórias, um índice para ser levado muito em conta na compra de um determinado processador. Lembre-se: PREFETCH é a técnica utilizada para “adivinhar” o que a CPU irá utilizar.

Quando falamos de HIERARQUIA DE MEMÓRIA, estamos nos referindo a quão próximo a memória se encontra da CPU. O primeiro nível de memória consultado pela CPU têm o nome de REGISTRADORES. É a que vem em menor quantidade e é a mais rápida. Em seguida temos as CACHES INTERNAS L 1 e L 2. A próxima é a CACHE EXTERNA L 3, depois a MEMÓRIA RAM, depois o HD ou qualquer memória de armazenamento que possa estar ao redor. Observe então que as memórias mais afastadas da CPU possuem um maior poder de armazenamento e são mais baratas e as memórias mais próximas à CPU possuem um menor poder de armazenamento mas são mais caras. MEMÓRIA ROM (READY ONLY MEMORY) Dentro do computador, ou seja, na placa-mãe, existe um tipo de MEMÓRIA PERMANENTE conhecido como MEMÓRIA ROM. Esta memória foi criada para que fosse colocado dentro de um chip as instruções para que um computador pudesse funcionar. Na verdade são os drivers dos periféricos de entrada e saída ou BIOS (Basic Input/Output System). Então, quando ligamos o computador e o teclado funciona, o mouse funciona e demais dispositivos, vale lembrar que esta informação é recuperada da memória ROM para que estes dispositivos funcionem. Já pensou se estas informações viessem em um tipo de memória que pudesse ser apagado? É por isso que, quando as memórias foram criadas, fizeram questão que estas informações viessem em um componente que não pode ser apagado.

Sendo assim, a fábrica grava estas informações em um chip também conhecido como FIRMWARE. Ou seja, podemos também chamar de firmware todos os programas que vêm gravados de fábrica em um chip. Surgiu porém a necessidade de se atualizar os programas que vêm neste chip. Surgiu então a PROM (PROGRAMABLE ROM), que é uma memória que pode ser gravada novamente. Em seguida surgiu a EPROM (ERASE PROGRAMABLE ROM), que poderia ser totalmente apagada e regravada, a EEPROM (ELETRICAL ERASE PROGRAMABLE ROM), que é a possibilidade de se apagar e regravar a memória ROM de forma elétrica. Nesse momento foi possível fazer a reprogramação da memória ROM sem tirar o componente da placa-mãe. Porém, TODA A INFORMAÇÃO deveria ser apagada da memória ROM e só então regravada. A próxima evolução trouxe a EAPROM, que é um tipo de memória que pode ser alterada eletricamente e pode ser alterada de forma parcial, possibilitando a atualização da memória ROM sem a necessidade de se eliminar todo o seu conteúdo. Esta nova tecnologia foi quem gerou as memórias FLASH/SSD.

O DVD/CD ROM teve o mesmo princípio da memória ROM, ou seja, ser um tipo de memória somente de leitura. Da mesma forma que a memória ROM foi evoluindo e com isso permitiu a edição do seu conteúdo, o CD ROM também seguiu este caminho. Porém, as MÍDIAS DE GRAVAÇÃO são diferentes; então é errado pensar que a maneira como um DVD/CD ROM é gravado é igual a de uma memória ROM.

Vamos agora falar dos programas principais que vem gravados dentro da memória ROM. São eles o BIOS, POST e SETUP. Quando o computador é ligado, observe que a versão do BIOS já aparece informada, o mouse é testado, o teclado é testado e isso faz parte do POST (Post On Self Test) ou Auto-Teste inicial. Você já sabe que, se tudo estiver OK, um beep será emitido ao final do POST.

Também é possível verificar, logo na inicialização, que existe uma tecla de atalho para as configurações básicas do computador, o SETUP, sendo essas teclas normalmente DEL ou F 2. Você um dia se perguntar: como é que eu gravo uma informação no SETUP, normalmente através da tecla F 10 se a memória ROM é somente de leitura? É que o SETUP certamente vem gravado na memória ROM porém, OS PAR METROS DO SETUP, ou seja, aquilo que pode ser alterado no SETUP é armazenado em um outro tipo de memória, podendo ela ser estática ou dinâmica, portanto um tipo de memória RAM que leva o nome de CMOS.

Para que os parâmetros de configuração do SETUP, gravados em uma memória chamada CMOS não fossem perdidos quando o computador é desligado (lembre-se que a memória CMOS é um tipo de memória RAM, portanto volátil), colocou-se uma bateria de 3 V para que não se perdesse qualquer tipo de parâmetro alterado no SETUP.