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RAM, ou memória de acesso aleatório, é um tipo de memória de computador na qual qualquer byte de memória pode ser acessado sem a necessidade de acessar também os bytes anteriores. A RAM é um meio volátil para armazenar dados digitais, o que significa que o dispositivo precisa estar ligado para que a RAM funcione. DRAM, ou RAM dinâmica, é a RAM mais amplamente usada com a qual os consumidores lidam.
Conteúdo: SRAM vs DRAM
- 1 tipos diferentes de memória explicados
- 2 Estrutura e Função
- 2.1 RAM dinâmica (DRAM)
- 2.2 RAM estática (SRAM)
- 2.3 Velocidade
- 3 Capacidade e densidade
- 4 Consumo de energia
- 5 preço
- 6 Aplicações
- 7 Referências
Diferentes tipos de memória explicados
O vídeo a seguir explica os diferentes tipos de memória usados em um computador - DRAM, SRAM (como usado no cache L2 de um processador) e NAND flash (por exemplo, usado em um SSD).
Estrutura e função
As estruturas dos dois tipos de RAM são responsáveis por suas principais características, bem como por seus respectivos prós e contras. Para uma explicação técnica detalhada de como DRAM e SRAM funcionam, consulte esta palestra de engenharia da Universidade da Virgínia.
RAM dinâmica (DRAM)
Cada célula de memória em um chip DRAM contém um bit de dados e é composta por um transistor e um capacitor. O transistor funciona como uma chave que permite que o circuito de controle no chip de memória leia o capacitor ou mude seu estado, enquanto o capacitor é responsável por manter o bit de dados na forma de 1 ou 0.
Em termos de função, um capacitor é como um recipiente que armazena elétrons. Quando esse contêiner está cheio, ele designa um 1, enquanto um contêiner vazio de elétrons designa um 0. No entanto, os capacitores têm um vazamento que os leva a perder essa carga e, como resultado, o “contêiner” fica vazio depois de apenas alguns segundos. milissegundos.
Portanto, para que um chip DRAM funcione, a CPU ou o controlador de memória deve recarregar os capacitores preenchidos com elétrons (e, portanto, indicar um 1) antes de descarregar para reter os dados. Para fazer isso, o controlador de memória lê os dados e os reescreve. Isso é chamado de atualização e ocorre milhares de vezes por segundo em um chip DRAM. É também aqui que o "Dynamic" na RAM dinâmica se origina, pois se refere à atualização necessária para reter os dados.
Devido à necessidade de atualizar constantemente os dados, o que leva tempo, a DRAM é mais lenta.
RAM estática (SRAM)
A RAM estática, por outro lado, usa flip-flops, que podem estar em um dos dois estados estáveis que o circuito de suporte pode ler como 1 ou 0. Um flip-flop, enquanto requer seis transistores, tem a vantagem de não precisa ser atualizado. A falta de necessidade de atualização constante torna a SRAM mais rápida que a DRAM; no entanto, como a SRAM precisa de mais peças e fiação, uma célula SRAM ocupa mais espaço em um chip do que uma célula DRAM. Portanto, a SRAM é mais cara, não apenas porque há menos memória por chip (menos denso), mas também porque é mais difícil de fabricar.
Rapidez
Como a SRAM não precisa ser atualizada, geralmente é mais rápida. O tempo médio de acesso da DRAM é de cerca de 60 nanossegundos, enquanto a SRAM pode fornecer tempos de acesso tão baixos quanto 10 nanossegundos.
Capacidade e densidade
Devido à sua estrutura, a SRAM precisa de mais transistores que a DRAM para armazenar uma certa quantidade de dados. Enquanto um módulo DRAM requer apenas um transistor e um capacitor para armazenar todos os bits de dados, a SRAM precisa de 6 transistores. Como o número de transistores em um módulo de memória determina sua capacidade, para um número semelhante de transistores, um módulo DRAM pode ter até 6 vezes mais capacidade que um módulo SRAM.
Consumo de energia
Normalmente, um módulo SRAM consome menos energia que um módulo DRAM. Isso ocorre porque a SRAM requer apenas uma pequena corrente constante, enquanto a DRAM requer rajadas de energia a cada poucos milissegundos para atualizar. Essa corrente de atualização é várias ordens de magnitude maiores que a baixa corrente de espera da SRAM. Portanto, a SRAM é usada na maioria dos equipamentos portáteis e com bateria.
No entanto, o consumo de energia da SRAM depende da frequência com que é acessada. Quando a SRAM é usada em um ritmo mais lento, ela consome energia quase insignificante enquanto ociosa. Por outro lado, em frequências mais altas, a SRAM pode consumir tanta energia quanto a DRAM.
Preço
SRAM é muito mais caro que DRAM. Um gigabyte de cache SRAM custa cerca de US $ 5000, enquanto um gigabyte de DRAM custa entre US $ 20 e US $ 75. Como a SRAM usa flip-flops, que podem ser compostos por até 6 transistores, a SRAM precisa de mais transistores para armazenar 1 bit do que a DRAM, que usa apenas um único transistor e capacitor. Assim, para a mesma quantidade de memória, a SRAM requer um número maior de transistores, o que aumenta o custo de produção.
Formulários
Tipos de memória do computador Como toda RAM, DRAM e SRAM são voláteis e, portanto, não podem ser usadas para armazenar dados "permanentes", como sistemas operacionais ou arquivos de dados, como fotos e planilhas..
O aplicativo mais comum da SRAM é servir como cache para o processador (CPU). Nas especificações do processador, isso é listado como cache L2 ou cache L3. O desempenho da SRAM é realmente rápido, mas a SRAM é cara, portanto, os valores típicos do cache L2 e L3 são de 1 a 8 MB.
A aplicação mais comum da DRAM - como DDR3 - é o armazenamento volátil para computadores. Embora não seja tão rápida quanto a SRAM, a DRAM ainda é muito rápida e pode se conectar diretamente ao barramento da CPU. Os tamanhos típicos de DRAM são de 1 a 2 GB em smartphones e tablets e de 4 a 16 GB em laptops.
Referências
- Palestra 21: Armazenamento - Ciência da Computação na Universidade do Texas-Austin
- Interface de memória SRAM para microcontrolador em sistemas embarcados - EE Herald
- Wikipedia: Memória dinâmica de acesso aleatório
- Wikipedia: Memória estática de acesso aleatório
- Wikipedia: Atualização de memória
