Relatório 2 - Características De Memoria

Relatório 2 – Características de Memória

2.1 Tipos e características de memória de acesso aleatório

DDR (Double Data Rate)

As memórias DDR são bastante semelhantes às memórias SDR SDRAM. Estas últimas trabalham de maneira sincronizada com o processador, evitando os problemas de atraso existentes em tecnologias anteriores. O grande diferencial da tecnologia DDR, porém, está em sua capacidade de realizar o dobro de operações por ciclo de clock (em poucas palavras, a velocidade com a qual o processador solicita operações). Assim, enquanto uma memória SDR SDRAM PC-100 trabalha a 100 MHz, por exemplo, um módulo DDR com a mesma frequência faz com que esta corresponda ao dobro, isto é, a 200 MHz.

Isso é possível porque nas memórias, os dados são armazenados em espaços denominados células. Estas são organizadas em uma espécie de matriz, isto é, são orientadas em um esquema que lembra linhas e colunas. O cruzamento de uma linha com uma coluna forma o que conhecemos como endereço de memória.

Exemplo de endereço de memória em gráfico

Normalmente, nas operações de leitura e gravação, só é possível acessar uma linha por vez. Mas as memórias DDR possuem um "truque", elas acessam duas posições diferentes, mas ambas na mesma linha. É por isso que essa tecnologia consegue realizar o dobro de operações por ciclo, uma no início deste e outra no final.

Por causa desta característica, as memórias DDR passaram a contar com um padrão diferente de nomenclatura. Nos módulos SDR SDRAM, encontram-se expressões como PC-100 e PC-133, onde o número indica a frequência. Assim, um pente PC-133 informa que o dispositivo trabalha a 133 MHz. Nas memórias DDR, isso também ocorre, mas considerando a característica de duplicidade por ciclo. Assim, um módulo DDR-200, por exemplo, trabalha, na verdade, à taxa de 100 MHz. Mas, na nomenclatura alternativa, como PC-1600, por exemplo, a quantidade de megabytes transferidos por segundo é que é considerada. Observe a tabela:

Memória Velocidade

SDRAM PC-100 800 MB/s

SDRAM PC-133 1.064 MB/s

DDR-200 ou PC-1600 1.600 MB/s

DDR-266 ou PC-2100 2.100 MB/s

DDR-333 ou PC-2700 2.700 MB/s

DDR-400 ou PC-3200 3.200 MB/s

Dual DDR-226 4.200 MB/s

Dual DDR-333 5.400 MB/s

Dual DDR-400 6.400 MB/s

Embora muito parecidas com as memórias SDR SDRAM, as memórias DDR possuem outro diferencial considerável: trabalham com 2,5 V, contra 3,3 V da primeira. Assim sendo, reduzem o consumo de energia, aspecto especialmente importante em dispositivos portáteis, como notebooks.

DDR2 (Double Data Rate 2)

O tipo DDR2 é mais rápido que o padrão DDR por um conjunto de fatores. Para começar, realiza quatro operações por ciclo de clock, duas no início deste e duas no final. O padrão anterior trabalha com duas operações por ciclo. Para entender o diferencial deste aspecto, considere o seguinte: até agora, quando nos referimos ao ciclo de clock, estamos falando da comunicação da memória com o exterior, isto é, com o seu controlador de memória. Internamente, no entanto, a memória trabalha com uma frequência própria.

Assim, um módulo de memória do tipo DDR-400, por exemplo, funciona internamente a 200 MHz, mas oferece 400 MHz por trabalhar com duas operações por vez (2 x 200). Já uma memória DDR2 que também trabalha a 200 MHz pode contar com 800 MHz, já que faz uso de quatro operações por ciclo (4 x 200). É por esse motivo que uma memória DDR-400 e outra DDR2-800 possuem a mesma frequência interna: 200 MHz.

A frequência para comunicação externa do padrão DDR2, por sua vez, acaba sendo o dobro do clock interno. Assim, um módulo DDR2-800 trabalha externamente a 400 MHz.

Em relação à velocidade como um todo, é necessário considerar também o "CAS Latency" (latência do CAS - Column Address Strobe). Em poucas palavras, trata-se do tempo que a memória leva para fornecer um dado solicitado. Assim, quanto menor o valor da latência, mais rápida é a "entrega".

Nas memórias DDR, a latência pode ser, em termos gerais, de 2, 2,5 e 3 ciclos de clock. Nas memórias DDR2, a latência vai de 3 a 5 ciclos de clock. Isso não significa que a memória DDR2, não na prática, pois as demais características do padrão DDR2, especialmente seus valores de frequência, compensam essa desvantagem.

Há ainda outros parâmetros que devem ser considerados. Um deles é o "Additional Latency" (AL) ou "latência adicional", um fator utilizado para permitir que os procedimentos ligados às operações de leitura e escrita sejam realizado até "expirar" o tempo da latência do CAS mais a latência adicional. É como se houvesse um aumento do prazo para tais operações. Assim, a medição da latência deve considerar a soma desses dois parâmetros para se obter um total.

A memória DDR2 também merece destaque pelo seu menor consumo de energia elétrica. Enquanto o tipo DDR trabalha com 2,5 V, a tecnologia DDR2 requer 1,8 V por padrão. Por causa disso, a memória DDR2 acaba tendo melhor desempenho inclusive no controle da temperatura.

LPDDR2 (Low Performance Double Data Rate 2)

Funciona exatamente como uma memória DDR2, a sigla LP significa Low Performance DDR2 ou DDR2 de baixa performance elétrica, na qual a característica principal e basicamente única diferença pra DDR2 é a sua voltagem que trabalha até ao máximo de 1,2V. Essa memória não é compatível com slots DDR2 de Desktops ou Laptops, atualmente é usada em Tablets e alguns Smartphones

DDR3 (Double Data Rate 3)

O DDR3 dobra a quantidade de operações por vez em relação ao padrão anterior, ou seja, realiza 8 procedimentos de leitura ou gravação a cada ciclo de clock, quatro no início deste e outros quatro no final. Para compreender melhor este aspecto, considere que, quando nos referimos ao ciclo de clock, estamos tratando da comunicação da memória com o exterior. Porém,

...