PROFESSOR: ANTONYALISON ANTONY RIBEIRO

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O que são Memórias?

As memórias RAM são de grande importância para

os computadores atuais, pois é ela que o

processador utiliza para armazenar dados

temporariamente que estão em uso podendo ser

lidos, apagados e escritos pelo processador. O

processador por sua vez, fica impossibilitado de

trabalhar sem uma quantidade mínima dessa

memória. Nos computadores de hoje um

determinante de desempenho é a comunicação

entre a o processador e a memória RAM, como a

transferência de dados entre o processador e a

memória RAM ainda são lentos dai vem a

importância da memória cache, incorporada

dentro do processador.

O que são Memórias?

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Desde as primeiras memórias deste tipo até as de

atualmente ocorreu uma enorme evolução, foram

desde memórias soldadas nas placas até os módulos

de memórias que conhecemos hoje, por tanto

houve uma considerável evolução das formas físicas

delas, do tamanho e do modo como são feitas.

Houve então as memórias DIP, módulos SIPP, SIMM

(de 30 e 72 vias), DIMM (ou DDR).

O que são Memórias?

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Esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM,

porém armazenam menos dados e possui preço elevado se

considerar o custo por megabyte. Memórias SRAM

costumam ser utilizadas como cachê.

As memórias do tipo SRAM

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Memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é,

podem comportar grandes quantidades de dados. No

entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais

lento que o acesso às memórias estáticas. Esse tipo

também costuma ter preço bem menor quando comparado

ao tipo estático.

AS MEMÓRIAS DO TIPO DRAM

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A memória MRAM vem sendo estudada há tempos, mas

somente nos últimos anos é que as primeiras unidades

surgiram. Trata-se de um tipo de memória até certo ponto

semelhante à DRAM, mas que utiliza células magnéticas.

Graças a isso, essas memórias consomem menor

quantidade de energia, são mais rápidas e armazenam

dados por um longo tempo, mesmo na ausência de energia

elétrica. O problema das memórias MRAM é que elas

armazenam pouca quantidade de dados e são muito caras,

portanto, pouco provavelmente serão adotadas em larga

escala.

AS MEMÓRIAS DO TIPO MRAM

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As memórias DIPP

FORMATOS FÍSICOS

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Nos micros XT, 286 e nos primeiros 386, ainda não eram utilizados módulos de

memória. Em vez disso, os chips de memória eram instalados diretamente na placa-

mãe, encaixados individualmente em colunas de soquetes (ou soldados), onde cada

coluna formava um banco de memória.

Esse era um sistema antiquado e que trazia várias desvantagens, por dificultar

upgrades de memória ou a substituição de módulos com defeito.

As memórias SIPP

FORMATOS FÍSICOS

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Módulos SIPP, foram os primeiros módulos de memória usados em computadores

como os 286. E os primeiros 386, sendo constituídos por módulos de 8 ou 9 bits. Este

tipo de memória foi fabricado com velocidades de acesso entre 100 e 120

nanossegundos. O problema é que o conector das memórias SIPP quebrava com

facilidade, o que forçou as fabricantes a adotarem o SIMM sem pensar muito.

As memórias SIMM

FORMATOS FÍSICOS

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Os módulos SIMM eram eletronicamente idênticos aos módulos SIPP. A única

diferença era não ter as “perninhas” de encaixe, que existiam nas memórias SIPP.

Ambos tinham 30 contatos, portanto os módulos SIPP, eram também chamados

de SIPP/30, pois continham 30 pinos, enquanto os módulos SIMM eram chamados

também de SIMM/30, que também eram 30 pinos, importante é dizer, que neste já

não existiam aquelas “perninhas”, mas sim pinos.

A primeira leva do padrão SIMM tinha 30 pinos e podia transmitir 9 bits de dados.

Foi utilizado nos primeiros 286, 386 e até em alguns modelos de 486 e foram

fabricados em várias capacidades, os mais comuns foram os módulos de 512 KB,

1MB, e 4MB, apesar de terem existido módulos de até 16 MB, que eram raros e

extremamente caros.

A configuração ou instalação dos módulos de memória no slot SIMM 30 é o mais

complicado e menos flexível de trabalhar, para conecta os módulos de memória é

necessário verificar o tipo do microprocessador e quantos megas se desejam

obter.

As memórias SIMM

FORMATOS FÍSICOS

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As memórias SIMM

FORMATOS FÍSICOS

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Os processadores 386 e 486 utilizavam um barramento de 32 bits para o acesso à

memória, o que tornava necessário combinar 4 módulos de 30 vias para formar um

banco de memória. Os 4 módulos eram então acessados pelo processador como se

fossem um só. Era preciso usar os módulos em quartetos: 4 módulos ou 8 módulos,

mas nunca um número quebrado.

A exceção ficava por conta dos micros equipados com processadores 386SX, onde

são necessários apenas 2 módulos, já que o 386SX acessa a memória usando

palavras de 16 bits. Apesar de serem muito mais práticos do que manipular

diretamente os chips DIP, os módulos SIMM de 30 vias ainda eram bastante

inconvenientes, já que era preciso usar 4 módulos idênticos para formar cada banco

de memória. Eles foram desenvolvidos pensando mais na questão da simplicidade e

economia de custos do que na praticidade.

As memórias SIMM

FORMATOS FÍSICOS

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Para solucionar o problema, os fabricantes criaram um novo tipo de módulo de

memória SIMM de 32 bits, que possui 72 vias. Os módulos de 72 vias substituíram

rapidamente os antigos nas placas para 486 e se tornaram o padrão nos micros

Pentium, sendo em seguida substituídos pelos módulos de 168 vias.

O segundo tipo de SIMM contava com 72 pinos, possibilitando a transmissão de até

32 bits. Esse tipo de módulo vinha instalado em computadores com processadores

486, Pentium e até alguns com Pentium II.

Em vez de quatro módulos, é preciso apenas um módulo SIMM de 72 vias para

formar cada banco de memória nos micros 486. Como o Pentium acessa a memória

usando palavras de 64 bits, são necessários 2 módulos em cada banco.

As memórias SIMM

FORMATOS FÍSICOS

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Uma curiosidade é que algumas placas-mãe para Pentium podem trabalhar com

apenas um módulo de 72 vias. Nesse caso, a placa engana o processador, fazendo

dois acessos de 32 bits consecutivos, entregando os dados de uma só vez para o

processador. Apesar de funcionar, esse esquema reduz bastante a velocidade do

micro, pois a taxa de transferência ao ler dados a partir da memória é efetivamente

reduzida à metade.

As memórias FPM

As memórias FPM E EDO

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A tecnologia FPM (Fast Page Mode) foi utilizada para desenvolver algumas memórias

do padrão SIMM. Módulos com essa tecnologia podiam armazenar incríveis 256

kbytes. Basicamente, o diferencial dessa memória era a possibilidade de escrever ou

ler múltiplos dados de uma linha sucessivamente.

As memórias EDO

As memórias FPM E EDO

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As memórias com tecnologia EDO apareceram em 1995, trazendo um aumento de

desempenho de 5% se comparadas às que utilizavam a tecnologia FPM. A tecnologia

EDO (Extended Data Out) era quase idêntica à FPM, exceto que possibilitava iniciar

um novo ciclo de dados antes que os dados de saída do anterior fossem enviados

para outros componentes.

As memórias DIMM

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Quando as fabricantes notaram que o padrão SIMM já não era o suficiente para

comportar a quantidade de dados requisitados pelos processadores, foi necessário

migrar para um novo padrão: o DIMM. A diferença básica é que com os módulos

DIMM havia chips de memórias instalados dos dois lados (ou a possibilidade de

instalar tais chips), o que poderia aumentar a quantidade de memória total de um

único módulo.

Outra mudança que chegou com as DIMMs e causou impacto no desempenho dos

computadores foi a alteração na transmissão de dados, que aumentou de 32 para 64

bits. O padrão DIMM foi o mais apropriado para o desenvolvimento de diversos outros

padrões, assim surgiram diversos tipos de memórias baseados no DIMM, mas com

ordenação (e número) de pinos e características diferentes.

As memórias DIMM

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Todos os módulos DIMM são módulos de 64 bits, o que eliminou a necessidade de

usar 2 ou 4 módulos para formar a relação nas memórias. Muitas motherboards

oferecem a opção de usar dois módulos (ligados simultaneamente) para melhorar a

velocidade de acesso. Esse recurso é chamado de dual-channel e melhora

consideravelmente o desempenho, pode-se também usar somente um único módulo,

mas neste caso o suporte a dual-channel fica desativado.

Existem alguns formatos de memória DIMM. Os mais antigos são os módulos de

memória SDR, de 168 vias, que eram utilizados há muito pouco tempo. Em seguida,

temos os módulos de memória DDR, que possuem 184 contatos e os módulos DDR2,

que possuem 240. Apesar do maior número de contatos, os módulos DDR e DDR2

são exatamente do mesmo tamanho que os módulos SDR de 168 vias, por isso foram

introduzidas mudanças na posição dos encaixes, para que não se consiga encaixar

os módulos em placas incompatíveis.

As memórias DIMM

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As memórias SDRAM

FORMATOS FÍSICOS

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Com a evolução das DIMMs, as memórias SDRAM foram

adotadas por padrão, deixando para trás o padrão DRAM. As

SDRAMs são diferentes, pois têm os dados sincronizados

com o barramento do sistema. Isso quer dizer que a memória

aguarda por um pulso de sinal antes de responder. Com isso,

ela pode operar em conjunto com os demais dispositivos e,

em consequência, ter velocidade consideravelmente superior.

As memórias RIMM e PC 100

FORMATOS FÍSICOS

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Pouco depois do padrão DIMM, apareceram as memórias RIMM. Muito semelhantes,

as RIMM se diferenciavam basicamente pela ordenação e formato dos pinos. Houve

certo incentivo por parte da Intel para a utilização de memórias RIMM, no entanto, o

padrão não tinha grandes chances de prospectiva e foi abandonado ainda em 2001.

As memórias RIMM ainda apareceram no Nintendo 64 e no Playstation 2 – o que

comprova que elas tinham grande capacidade para determinadas atividades. Ocorre

que, no entanto, o padrão não conseguiu acompanhar a evolução que ocorreu com

as memórias DIMM.

As memórias RIMM e PC 100

FORMATOS FÍSICOS

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O padrão PC100 (que era uma memória SDR SDRAM) surgiu na mesma época em

que as memórias RIMM estavam no auge. Esse padrão foi criado pela JEDEC,

empresa que posteriormente definiu como seria o DDR. A partir do PC100, as

fabricantes começaram a dar atenção ao quesito frequência. Posteriormente, o sufixo

PC serviu para indicar a largura de banda das memórias (como no caso de memórias

PC3200 que tinham largura de 3200 MB/s).

As memórias DDR, DDR2 e DDR3

FORMATOS FÍSICOS

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Depois de mais de 30 anos de história, muitos padrões e tecnologias, finalmente

chegamos aos tipos de memórias presentes nos computadores atuais. No começo,

eram as memórias DDR, que operavam com frequências de até 200 MHz. Apesar de

esse ser o clock efetivo nos chips, o valor usado pelo barramento do sistema é de

apenas metade, ou seja, 100 MHz. Assim, fica claro que a frequência do BUS não

duplica, o que ocorre é que o dobro de dados transita simultaneamente. Aliás, a sigla

DDR significa Double Data Rate, que significa Dupla Taxa de Transferência. Do

padrão DDR para o DDR2 foi um pulo fácil.

As memórias DDR, DDR2 e DDR3

FORMATOS FÍSICOS

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Bastou adicionar alguns circuitos para que a taxa de dados dobrasse novamente.

Além do aumento na largura de banda, o padrão DDR2 veio para economizar energia

e reduzir as temperaturas. As memórias DDR2 mais avançadas alcançam clocks de

até 1.300 MHz (frequência DDR), ou seja, 650 MHz real. E o padrão mais recente é o

DDR3 que, como era de se esperar, tem o dobro de taxa de transferência se

comparado ao DDR2. A tensão das memórias caiu novamente (de 1,8 V do DDR2

para 1,5 V) e a frequência aumentou significativamente – é possível encontrar

memórias que operam a 2.400 MHz (clock DDR).

FORMATOS FÍSICOS

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DDR

DDR 2 DDR 3

FORMATOS FÍSICOS

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As memórias RAMBUS

FORMATOS FÍSICOS

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As memórias Rambus recebem esse nome por serem uma criação da empresa

Rambus Inc. e chegaram ao mercado com o apoio da Intel. Elas são diferentes do

padrão SDRAM, pois trabalham apenas com 16 bits por vez. Em compensação,

memórias Rambus trabalham com frequência de 400 MHz e com duas operações por

ciclo de clock. Tinham como desvantagens, no entanto, taxas de latência muito altas,

aquecimento elevado e maior custo. Memórias Rambus nunca tiveram grande

aceitação no mercado, mas também não foram um total fiasco: foram utilizadas, por

exemplo, no console de jogos Nintendo 64. Curiosamente, as memórias Rambus

trabalham em pares com "módulos vazios" ou "pentes cegos". Isso significa que, para

cada módulo Rambus instalado, um "módulo vazio" tem que ser instalado em outro

slot. Essa tecnologia acabou perdendo espaço para as memórias DDR

FORMATOS FÍSICOS

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DUAL-CHANNEL E TRIPLE-CHANNEL

FORMATOS FÍSICOS

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Apesar das constantes evoluções no padrão DDR, as memórias nunca conseguiram

atingir a mesma velocidade das CPUs. Isso forçou as principais empresas de

informática a apelarem para um truque que possibilitaria o aumento do desempenho

geral da máquina. Conhecido como Dual-Channel (Canal Duplo), o novo recurso

possibilitou o aumento em duas vezes na velocidade entre a memória e o controlador.

A tecnologia Dual-Channel depende simplesmente de uma placa-mãe ou um

processador que tenha um controlador capaz de trabalhar com o dobro de largura do

barramento. Isso significa que a memória utilizada não precisa ser diferente, sendo

que a grande diferença está no controlador, que deve ser capaz de trabalhar com 128

bits, em vez dos costumeiros 64 bits das memórias DDR.

DUAL-CHANNEL E TRIPLE-CHANNEL

FORMATOS FÍSICOS

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Ao dobrar a largura do barramento de dados, as memórias têm a taxa de

transferência dobrada automaticamente. Assim, uma memória DDR2 que antes era

capaz de transferir 8.533 MB/s, quando programada para atuar em Dual-Channel

poderá atingir um limite teórico de 17.066 MB/s. Detalhe: para usar a tecnologia de

Canal Duplo é preciso usar dois módulos de memórias, conectados nos slots pré-

configurados para habilitar o recurso.

A tecnologia Triple-Channel é muito parecida com a Dual, exceto que aqui o canal é

triplo. Com a explicação acima fica fácil compreender que é preciso utilizar um

processador e placa-mãe compatível (os primeiros a usar esse recurso foram os Intel

Core i7 de primeira geração). A largura do barramento aumenta para 192 bits (o triplo

dos 64 bits) e, consequentemente, a taxa de transferência triplica. E novamente vale

a mesma regra: três módulos são necessários para utilizar essa funcionalidade.

DUAL-CHANNEL

FORMATOS FÍSICOS

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TRIPLE-CHANNEL

FORMATOS FÍSICOS

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Evolução das Memórias

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A EVOLUÇÃO CONTINUA...

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O padrão DDR tem reinado por longos anos, todavia, muitas tecnologias estão sendo

estudadas para substituir os atuais módulos. Entre tantas, uma que ganha destaque é

MRAM, memória magnética que deve alterar completamente o sistema de leitura e

escrita. Esse padrão deve disputar com o FRAM, memória ferroelétrica que tem

investimentos de grandes empresas, incluindo a Samsung, a Toshiba e outras tantas.

A EVOLUÇÃO CONTINUA...

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E a evolução das memórias RAMs não vai continuar apenas nos módulos que

utilizamos no cotidiano. Protótipos como o Z-RAM (Zero-capacitor RAM) devem

aportar nas memórias caches dos processadores. Aliás, a probabilidade é muito

grande, pois a AMD licenciou a segunda geração da Z-RAM.

Apesar de muitas fabricantes investirem alto na continuidade das memórias RAMs,

existem fortes indícios de que outros tipos de memórias sejam adotados num futuro

próximo. A HP, por exemplo, aposta no Memristor, um componente eletrônico que

deve gerar um padrão de memória muito superior ao atual.

A EVOLUÇÃO CONTINUA...

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Pois é, se depender da HP, o futuro está no memristor – uma nova

tecnologia de armazenamento feita de fios de dióxido de titânio de apenas

150 átomos de largura. Funciona assim: uma corrente elétrica passa por

estes fios em uma direção certa e a resistência dos fios muda. E isto é tudo o

que você precisa para a memória do seu computador: a habilidade de

transformar tudo em 1 ou 0 e capacidade de ler o fio medindo a distância.

Assim como os pen drives normais, os memristors guardam dados sem

precisar de nenhuma energia e, de acordo com a HP, são super simples de

manufaturar – eles já têm vários no estoque. Ou seja: não estamos falando

de projetos ainda na prancheta, estamos falando de um produto prestes a

entrar na linha de produção.

A EVOLUÇÃO CONTINUA...

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E quais são as verdadeiras vantagens reais do memristor?

Bem, ele lê os dados em 10 nanosegundos e grava e apaga

em apenas 0,1 nanosegundo. A marca ainda garante que os

dados gravados ali duram anos e que você pode abrir e fechar

os arquivos mais de 1 bilhão de vezes sem ele dar tilt. Isto

significa o dobro da capacidade de armazenamento, velocidade

dez vezes maior, consumo de energia dez vezes menor e maior

tempo de vida – e o preço não vai ser muito diferente do preço

de um pen drive atual.

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A EVOLUÇÃO CONTINUA...

O que é memória ROM?

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O que é memória ROM? Em geral, ROM serve para definir um

conceito de memória, software ou sistema que não pode ser

alterado. Parece complexo? Na verdade não é. Tudo começou

com uma simples diferenciação entre tipos de memórias dos

primeiros computadores e evoluiu para a multiplicidade de

significados que temos hoje.

ROM – Sua origem

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O termo ROM, a rigor, serve para diferenciar uma memória que

só pode ser lida, e nunca escrita, de uma que tem caráter

randômico: permite que dados sejam escritos, lidos e apagados

sem problemas. ROM é uma sigla no inglês para “memória

somente de leitura”. Portanto, surgiu como forma de diferenciar

da RAM, que por sua vez, refere-se à “memória de acesso

randômico”. Mas para que um computador precisava de uma

memória que não poderia ser apagada ou escrita? Na verdade,

eles ainda precisam. Um bom exemplo de memória ROM é a

BIOS do seu computador.

ROM – Sua origem

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A BIOS é um chip que carrega as configurações mais básicas do

sistema antes de inicializar o sistema operacional propriamente dito.

Ela verifica se a data e hora estão certas, se a ventoinha do

processador está operando, se os diversos periféricos e controladores

estão recebendo tensão, bem como se as memórias RAM estão

prontas para trabalhar para, enfim, "chamar" o HD que acordará o

sistema operacional.

Essas instruções e regulagens estão escritas em um software que,

em última análise, é a ROM em si. É esta analogia, do software

embutido em um dispositivo, que estende o conceito de ROM para

diversos outros aparelhos e sistemas.

ROM – Sua origem

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Como os emuladores. Emuladores de consoles antigos rodam o

mesmo software que foi um dia embutido no cartucho, ou disco

ótico, do game – é por isso que chamam o arquivo do jogo de

ROM. O que se faz é extrair esse software para rodar em um

computador ou celular.

A aplicação do termo acabou distorcendo um pouco a noção de

“memória que só pode ser acessada e lida, mas não alterada”.

Existem hoje diversos tipos de aplicações para ROMs, e alguns

deles permitem que dados sejam alterados.

ROM – Sua origem

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Além da BIOS do computador, ela pode ser encontrada em

praticamente todo e qualquer dispositivo digital. Por exemplo,

um satélite no espaço usa uma ROM. O player de Blu-ray da

sua sala, o aparelho de som, a calculadora, o micro-ondas. O

sistema operacional desses aparelhos é chamado de firmware

(firm passa a ideia de “fixo”, inalterável). Ele está embutido num

chip de memória ROM. A vastidão de usos para os dois termos

acabou deturpando um pouco a linha que distingue um do outro.

É comum, por conta disso, encontrar referências que tratem

ambos, firmware e ROM, como sinônimos.

ROM – Tipos e Aplicações

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Existem diversas classificações de ROM, que variam conforme

a sua aplicação e o tipo de uso:

Mask-ROM: Bastante comum, é a mais simples: trata-se de

uma ROM impressa em um chip e que não está passível de

qualquer tipo de alteração. Exemplo: eletrodomésticos com

funções digitais, como o micro-ondas (ainda não inventaram

uma forma de atualizar o firmware de um deles).

PROM: É uma evolução da Mask. Trata-se de uma memória

ROM que pode ser alterada apenas uma vez. E de uma

maneira bastante curiosa: através de modificações feitas

diretamente no silício do chip. Um exemplo para ficar fácil de

entender é o CD-R, que também permite apenas uma gravação.

ROM – Tipos e Aplicações

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EPROM: É a primeira forma de ROM que pode ser zerada e

reescrita. Basicamente, consiste em expor o chip à luz

ultravioleta por um espaço de tempo determinado. A exposição

zera o chip e a partir daí os dados podem ser reescritos.

EEPROM: A mais utilizada pela indústria atualmente, e está

presente na BIOS do seu computador, nos consoles de última

geração, bem como no celular. Seu princípio é de permitir que

as informações do chip sejam alteradas, como na EPROM, mas

com a vantagem de dispensar o uso da luz ultravioleta. Este tipo

de ROM pode ser reescrita com eletricidade, o que dispensa a

necessidade de se extrair o chip ROM do dispositivo.

ROM – Tipos e Aplicações

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Memórias Flash: Memória ROM e memória flash são

sinônimos. Quando alguém faz update no firmware do celular,

que como você já sabe é uma EEPROM, pode ser referir ao

processo como “flashear”.

Outros exemplos de ROM/flash: o cartão micro-SD e o SSD. Só

que com a diferença de que permitem que dados sejam escritos

e apagados com facilidade.

ROM – Tipos e Aplicações

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Resumindo, ROMs são memórias que podem ser reescritas,

mas não são criadas para isso.

Isso explica o risco inerente ao hábito de flashear qualquer

dispositivo. Em geral, os processos utilizados para isso não são

exatamente práticos e podem gerar riscos irreparáveis ao

aparelho. Isso acontece porque as ROM – e aí considere

simplesmente todos os tipos que você puder imaginar – são

criadas para serem lidas e acessadas. Mas não para serem

sobrescritas.

Riscos ao atualizar uma firmware

e sobrescrever uma ROM

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O risco de um dano em um aparelho no momento de substituir

uma ROM por uma versão mais atual é a falta de energia, por

exemplo. Um firmware com defeito pode gerar conflito ao ser

flasheado e tornar inoperante o hardware em que está

vinculado.

Falta de energia e firmwares de má qualidade são os grandes

culpados pelos danos a ROM, que, em alguns casos, podem

ser irreversíveis, causando a perda total do equipamento. É o

famoso “brincar”.

Riscos ao atualizar uma firmware

e sobrescrever uma ROM

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Como verificar a quantidade de

memória no PC

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Ajuste automático da Memória

pela BIOS