O oposto da memória RAM é a memória de acesso serial (SAM). A memória SAM armazena dados como uma série de células de memória que podem somente ser acessadas seqüencialmente (como uma fita cassete). Se o dado não está na localização atual, cada célula da memória é verificada até que os dados necessários sejam encontrados. A memória SAM funciona muito bem para buffers de memória, onde os dados são normalmente armazenados na ordem em que serão usados (um bom exemplo é a memória buffer de textura em uma placa de vídeo). Os dados RAM, por outro lado, podem ser acessados em qualquer ordem.
Semelhante a um microprocessador, um chip de memória é um circuito integrado (CI), feito de milhões de transistores e capacitores. Na forma mais comum de memória de computador, a memória de acesso aleatório dinâmico (DRAM), um transistor e um capacitor são unidos para criar uma célula de memória, que representa um único bit de dados. O capacitor mantém o bit de informação: um 0 ou um 1 (veja Como funcionam os bits e os bytes para mais informações sobre bits). O transistor age como uma chave que permite ao circuito de controle no chip de memória ler o capacitor ou mudar seu estado.
Um capacitor é como um pequeno balde capaz de armazenar elétrons. Para armazenar um 1 na célula de memória, o balde é preenchido com elétrons. Para armazenar um 0, ele é esvaziado. O problema com o balde do capacitor é que ele tem um vazamento. Em questão de poucos milésimos de segundos, um balde cheio fica vazio. Portanto, para a memória dinâmica funcionar, a CPU ou o controlador de memória tem de carregar todos os capacitores mantendo um 1 antes que eles descarreguem. Para isto, o controlador de memória lê a memória e então grava nela de volta. Esta operação de atualização (mais conhecida como refrescamento) acontece automaticamente, milhares de vezes por segundo.
O capacitor em uma célula de memória DRAM é como um balde furado. Ele precisa ser refrescado periodicamente ou descarregará para 0.O nome DRAM vem desta operação de refrescamento. A memória DRAM tem de ser refrescada de forma dinâmica, constantemente, ou perde o que está guardando. O aspecto negativo de todo esse refrescamento é que leva tempo e deixa a memória lenta.
As células de memória são gravadas em uma pastilha de silício em uma série de colunas (bitlines) e linhas (wordlines). O cruzamento de um bitline e um wordline constitui o endereço da célula de memória.
A memória DRAM funciona enviando uma carga através da coluna apropriada (CAS) para ativar o transistor de cada bit na coluna. Ao gravar, as linhas contêm o estado que o capacitor deve assumir. Ao ler, um amplificador de sinal, determina o nível de carga no capacitor. Se for maior que 50%, ele o lê como um 1, caso contrário, ele o lê como um 0. Um contador guarda a seqüência de refrescamento baseado na ordem na qual as linhas foram acessadas. A duração de tempo necessária para fazer tudo isso é tão curta que é expressada em nanosegundos (bilionésimos de um segundo). Um chip de memória de 70 ns leva 70 nanosegundos para ler e recarregar completamente cada célula.
As células de memória sozinhas seriam inúteis se não houvesse alguma maneira de obter e inserir informações nelas. As células de memória têm uma estrutura inteira de apoio composto por outros circuitos especializados. Esses circuitos realizam funções como:
- identificar cada linha e coluna (selecionar o endereço da linha e selecionar o endereço da coluna);
- manter atualizada a seqüência de refrescamento (contador);
- ler e rearmazenar o sinal de uma célula (amplificador de sinal);
- dizer a uma célula se deve levar uma carga ou não (habilitador de gravação);
Outras funções do controlador de memória abrangem uma série de tarefas como identificação do tipo, velocidade e quantidade de memória e a verificação de erros.
A RAM estática usa uma tecnologia totalmente diferente. Na RAM estática, uma forma de flip-flop contém cada bit de memória (veja Como funciona a lógica booleana para mais detalhes sobre flip-flops). Um flip-flop para uma célula de memória utiliza 4 ou 6 transistores mais alguns fios, mas nunca tem de ser refrescado. Isto torna a RAM estática significativamente mais rápida que a RAM dinâmica. Entretanto, como ela tem mais componentes, ocupa também muito mais espaço em um chip que uma célula de memória dinâmica. Portanto, você pode ter menos memória por chip, o que torna a RAM estática muito mais cara.
A RAM estática é rápida e cara, enquanto a DRAM é mais barata e mais lenta. A RAM estática é usada para se criar cache de velocidade compatível com a CPU, enquanto a DRAM se constitui no grande sistema de memória RAM.
Originalmente, os chips de memória nos computadores de mesa (desktops) usavam uma configuração de pinos chamada de encapsulamento em linha dupla (DIP - Dual Inline Packcage). Esta configuração de pinos podia ser soldada em orifícios na placa-mãe do computador ou encaixada a um soquete soldado à placa-mãe. Este método funcionou muito bem enquanto os computadores operavam com alguns megabytes ou menos de memória RAM. Mas como a necessidade de memória cresceu, o número de chips buscando espaço na placa-mãe aumentou.
A solução foi colocar os chips de memória, assim como todos os componentes de apoio, em uma placa de circuito impresso (PCB - Printed Circuit Board) separada, que pudesse ser encaixada a um conector especial (banco de memória) na placa-mãe. A maioria desses chips usa uma configuração de pinos do tipo SOJ (Small Outline J-lead), mas alguns poucos fabricantes também usam a configuração de TSOP (Thin Small Outline Package). A diferença-chave entre estes tipos de pinos mais recentes e a configuração DIP original é que os chips SOJ e TSOP são montados na superfície da PCB. Em outras palavras, os pinos são soldados diretamente na superfície da placa e não inseridos nos orifícios ou soquetes.
Em geral, os chips de memória estão disponíveis apenas como parte de uma placa chamada módulo. Você provavelmente já viu uma memória descrita como 8x32 ou 4x16. Estes números representam o número de chips multiplicado pela capacidade individual de cada chip, medida em megabits (Mb), ou um milhão de bits. Pegue o resultado e divida-o por 8 para chegar ao número de megabytes nesse módulo. Por exemplo, 4x32 significa que o módulo tem 4 chips de 32 megabits. Multiplique 4 por 32 e obterá 128 megabits. Já que sabemos que um byte tem 8 bits, precisamos dividir nosso resultado de 128 por 8. Nosso resultado é 16 megabytes.
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