SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO CURSO TÉCNICO EM MANUTENÇÃO DE COMPUTADORES ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Ementa: Tipos de RAM : DRAM, FPM, EDO, SDRAM,

SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃOCURSO TÉCNICO EM MANUTENÇÃO DE COMPUTADORES

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II

Ementa:• Tipos de RAM : DRAM, FPM, EDO, SDRAM, DDR, DDR2,

RDRAM, SRAM• Encapsulamento: SIMM, DIMM, RIMM• Detecção e correção de Erros ( Paridade e ECC)• Formação de Bancos de Memória• Memória Cachê• ROM-BIOS• O que há no BIOS?• O que faz o ROM-BIOS?• BIOS Plug and Play• Comandos do CMOS Setup• Upgrade de BIOS• Discos• Tipos de discos: Magnéticos e Óticos



Ementa:• Taxas de Transferência: ATA-33, ATA-66, ATA-100, ATA-133• Tipos de Controladoras : IDE, EIDE, SCSI ,SERIAL ATA• Vídeo• Conceitos básicos ( Pixel, Resolução, Intensidade de cores, Dot

Pich, Memória de Vídeo, Entrelaçamento• Adaptadores de vídeo ( CGA, VGA,SCGA)• Placas de vídeo 2D e 3D• Tipos de monitores• Frequência vertical e Horizontal• Fatores que afetam a performance• Impressora• Tipos de impressoras : matricial, laser e jato de tinta• Tipos de Cabo: Comum, Bidirecional e IEEE1284• Tipos de porta: SPP, EPP, ECP• Configurando a Porta Paralela



Ementa:Referências: LACERDA, Ivan Max Freire. Entendendo e dominando o Hardware. 1ª Edição, Rio de Janeiro, Axcel Books, 2008MORAZ, Eduardo. Curso Essencial de Hardware. 1ª Edição, São Paulo, Digerati Editora, 2009EQUIPE DIGERATI BOOKS, Hardware para Profissionais. 1ª Edição, São Paulo, Digerati Editora, 2009


Memórias RAMEm um computador quando usamos o termo “memória”‖ normalmente estamos nos referindo a sua memória RAM, como já vimos anteriormente. Se um programa que o usuário pretenda executar não estiver na memória RAM, então ele deve ser transferido de um sistema de memória secundário, como discos rígidos, unidades de CDROM e disquetes para a memória RAM.


Memórias RAMAs memórias eletrônicas — sejam do tipo RAM ou do tipo ROM — necessitam ser organizadas. Caso elas não sejam organizadas, não haverá como o processador saber onde buscar um determinado dado e onde colocar outro já processado. Por isso, internamente a memória é dividida em pequenas áreas, chamadas endereços. Imagine um edifício. Um edifício é dividido em n apartamentos. Para diferenciarmos cada apartamento, atribuímos números. Assim como podemos visitar o nosso vizinho que mora no apartamento 403, podemos ver um dado que se encontre no endereço 403.


Memórias RAMAqui vemos o esquema de um circuito de memória de 1 MB. Dizer que uma memória é de 1 MB significa dizer que ela tem 1 M endereços que armazenam 1 byte cada. Como 1 M = = 1.048.576, teremos essa quantidade de endereços para armazenarmos um dado de 8 bits em cada um. Observe que, na figura, ilustramos o armazenamento de um dado de 8 bits (um hipotético 10101100b) no endereço 5 h.


Memórias RAMUma vez que a memória é um elemento externo ao processador, dizer que um processador pode acessar “endereçar” 1 MB de memória não significa que ele terá 1 MB de memória; significa que o microprocessador é capaz de enxergar até 1.048.576 lugares diferentes para armazenar dados de 8 bits. Para ter essa ideia ainda mais clara, basta lembrar que os processadores usados no PC a partir da sua 3ª geração (386) são capazes de acessar diretamente até 4 GB de memória.


Memórias RAMA RAM (Random Access Memory) é um tipo de circuito eletrônico de memória que permite a leitura e a escrita de dados em seu interior. Só que ela é uma memória volátil, isto é, cortando-se sua alimentação elétrica, apagamos os dados que estavam nela armazenados. Por exemplo em uma calculadora, quando a desligamos, perdemos o dado que estava sendo exibido no visor, mostrando 0‖ quando a religamos. É por esse motivo que devemos usar sistemas de memória de massa (discos rígidos, CDs-ROM, pendrives, etc.) para armazenarmos dados e programas.


Memórias RAMQuando você chama um programa que ainda não esteja aberto, o seu código é transferido do disco rígido (ou de outro sistema de armazenamento, como CD-ROM, disquete, Zip-disk, etc.) para a memória RAM, já que é na memória RAM que o processador busca instruções para serem processadas. Quando um programa é carregado do disco rígido para a memória RAM, essa carga não é imediata, você percebe que os dados estão sendo transferidos.Isso ocorre porque o disco rígido é muito mais lento do que o processador e a memória RAM.


Memórias RAMCaso a memória RAM “acabe”‖, isto é, caso você tente carregar mais dados na memória RAM do que esta comporta (por exemplo, a memória RAM já está cheia e você manda o micro carregar mais um programa), o processador transfere o conteúdo atual da memória RAM para um arquivo do disco rígido, chamado arquivo de troca, liberando espaço na memória RAM. O conteúdo do arquivo de troca é colocado de volta na RAM quando for solicitado algum dado que lá esteja armazenado. Esse processo é conhecido como memória virtual.


Memórias RAMQuanto mais memória RAM o micro tiver, menor a probabilidade de a memória RAM “acabar”‖ e, com isso, menos trocas com o arquivo de troca do disco rígido serão necessárias. Toda a vez que uma troca é feita, o usuário percebe uma lentidão no micro, pois o acesso ao disco rígido é bem mais lento do que o acesso direto à memória RAM, por ser um sistema mecânico e não eletrônico. Dessa forma, quanto mais memória RAM o micro tem, menor a sensação de lentidão, pois menos trocas com o disco rígido serão executadas.


Memórias RAMMemória RAM Dinâmica (DRAM) A memória RAM do micro é formada por circuitos de memória dinâmica, por vezes abreviada por DRAM (Dynamic RAM). Esse tipo de circuito armazena os bits de informação através de minúsculos capacitores: um capacitor carregado equivale a um dado “1”‖ e um capacitor descarregado a um “0”‖. O capacitor é um elemento muito fácil de ser construído, pois é formado somente por duas placas condutoras paralelas. Isto significa que podemos ter muitas células capacitivas em um pequeno espaço físico, ou seja, circuitos pequenos com alta capacidade de armazenamento.


Memórias RAMMemória RAM Dinâmica (DRAM)O grande problema é que, depois de algum tempo, os capacitores se descarregam. Dessa forma, deverá haver períodos de recarga dos capacitores da memória, período chamado refresh. Durante o refresh, que é comandado pelo controlador de memória presente no chipset da placa-mãe, todas as posições de memória são ―varridas‖. Quando um capacitor carregado é encontrado, recebe uma nova carga, fazendo com que o valor “1”‖ continue sendo corretamente armazenado, impedindo que este se transforme, erroneamente, em um valor “0”‖.


Memórias RAMMemória RAM Dinâmica (DRAM)Durante o período de refresh, a memória geralmente não pode ser acessada. Como consequência direta, a memória dinâmica tem uma imposição física para a sua velocidade. Em outras palavras, não pode ser mais rápida porque o refresh deve ser efetuado de tempos em tempos (na ordem de alguns milissegundos). Características da Memória Dinâmica• Barata.• Fácil integração (muita capacidade em pouco espaço).• Baixo consumo.• Lenta, pois necessita de refresh.


Memórias RAMMemória RAM Estática (RAM)Existe um outro tipo de memória muito mais rápida que a memória dinâmica. Esse tipo de memória chamada memória estática e geralmente abreviada para SRAM (Static RAM) utiliza, em vez de capacitores, circuitos digitais chamados flip-flops para o armazenamento de cada “0”‖ ou “1”‖. Esses circuitos armazenam os dados sem a necessidade de nenhum ciclo de refresh. Esse tipo de memória é bem mais cara e os circuitos, maiores. Em contrapartida, há uma grande vantagem: velocidade. Como não precisam do ciclo de refresh, as memórias estáticas são extremamente rápidas.


Memórias RAMMemória RAM Estática (RAM)A memória RAM é formada por memória dinâmica, e utiliza uma pequena quantidade de memória estática como intermediária para agilizar o acesso do processador à memória. Essa técnica é conhecida como cache de memória.Características da Memória Estática• Cara.• Difícil integração (pouca capacidade em muito espaço).• Alto consumo.• Rápida.


Memórias RAMMemória Fast Page Mode (FPM)A memória FPM retém o valor da última linha acessada. Com isso, para os próximos acessos que forem feitos à mesma linha, o controlador de memória não precisará enviar à memória o valor da linha. O resultado disso é que o acesso será mais rápido. Enquanto o acesso ao primeiro dado de uma linha demorará o tempo normal, o acesso aos demais dados da mesma linha será mais rápido. Cada linha de dados da matriz de capacitores da memória é chamada página e daí o nome Fast Page Mode.


Memórias RAMMemória Extended Data Out (EDO)A memória EDO (também chamada Hyper Page Mode) é uma pequena modificação na estrutura da memória FPM. Nela os dados permanecem na saída da memória por mais tempo. Na realidade, a grande diferença da memória EDO para a FPM é o tempo de ciclo da página (tPC), que é, em média, 10 ns menor para uma memória que tenha o mesmo tempo de acesso. Entretanto, o ganho de desempenho real é questionável, por dois motivos básicos. Primeiro, a memória EDO só é mais rápida que a memória FPM quando são feitos acessos consecutivos dentro de uma mesma linha.


Memórias RAMMemória Extended Data Out (EDO)Em segundo lugar, o impacto desse ganho de desempenho é mascarado pelo uso da memória cache, pois em pelo menos 80% das vezes que o processador acessa a memória, na verdade está acessando o cache de memória e não a memória RAM. As memórias EDO foram introduzidas na época do processador Pentium. Sua utilização, porém, depende do chipset da placa-mãe. A não ser que você seja um expert na leitura de códigos de fabricantes, você não tem como diferenciar a “olho nu”‖ uma memória FPM de uma EDO.


Memórias RAMMemória Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)Ao contrário de todas as outras tecnologias apresentadas anteriormente, a memória SDRAM é uma memória síncrona, isto é, utiliza-se do clock do barramento local para comandar os seus circuitos internos. As primeiras memórias SDRAM apresentavam problemas de compatibilidade: diversos chipsets não conseguiam detectar corretamente os parâmetros de temporização da memória e acabavam fazendo com que esta memória trabalhasse com o mesmo ciclo da memória EDO, não trazendo benefício nenhum.


Memórias RAMMemória Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)Para resolver esse problema, os módulos contendo memória SDRAM passaram a conter um circuito chamado SPD (Serial Presence Detect) — uma EEPROM que armazena informações sobre a correta temporização que deve ser usada para acessar a memória.


Memórias RAMMemória Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)Internamente, a memória SDRAM apresenta diversas modificações. Além de ser sincronizada pelo clock do barramento, a SDRAM tem um contador interno que faz com que o controlador de memória não precise requisitar novos dados, caso estes sejam consecutivos. E, principalmente, a SDRAM tem internamente duas matrizes de capacitores, o que permite dois acessos a endereços diferentes serem iniciados em paralelo. Outra característica da memória SDRAM é que o acesso a ela é feito através de comandos, sendo uma memória mais “inteligente”‖ do que as demais.


Memórias RAMMemória Double Data Rate SDRAM (DDR-SDRAM ou SDRAM-II)Essa memória é um avanço sobre a SDRAM. Ela transfere dois dados por pulso de clock. Os circuitos de memória DDRSDRAM são classificados de acordo com o desempenho, em megahertz. Assim, existem circuitos DDR200 e DDR266. O módulo DDR-DIMM é fisicamente diferente do módulo DIMM usado por memórias SDRAM.


Memórias RAMMemória DDR2O 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. 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.


Memórias RAMMemória DDR2No aspecto físico, as memórias DDR2 são parecidas com os módulos DDR, tanto que há quem pense que uma placa-mãe pode trabalhar com os dois tipos nos mesmos slots, o que não é verdade. Apesar da semelhança, há diferenças notáveis. Para começar, o tipo DDR tem 184 terminais, enquanto que o DDR2 utiliza 240 contatos. Além disso, aquela pequena abertura que há entre os terminais está posicionada em um local diferente nos pentes de memória DDR2.


Memórias RAMMemória DDR2Em relação à nomenclatura, as memórias DDR2 seguem praticamente o mesmo padrão das memórias DDR, como mostra a tabela a seguir:

Memória Nome alternativo

Frequência interna

Frequência externa

Taxa de transmissão

DDR2-400 PC2-3200 100 MHz 200 MHz 3.200 MB/s

DDR2-533 PC2-4200 133 MHz 266 MHz 4.200 MB/s

DDR2-667 PC2-5300 166 MHz 333 MHz 5.300 MB/s

DDR2-800 PC2-6400 200 MHz 400 MHz 6.400 MB/s

DDR2-1066 PC2-8500 266 MHz 533 MHz 8.500 MB/s


Memórias RAMMemória DDR3As memórias DDR3 (Double Data Rate 3) chegaram ao mercado para substituir o padrão DDR2, tal como este substituiu o tipo DDR. A motivação dessa mudança é, como sempre, a necessidade de melhor desempenho. As memórias DDR3 dobram a quantidade de operações por vez em relação ao padrão anterior, ou seja, realizam 8 procedimentos de leitura ou gravação a cada ciclo de clock, quatro no início deste e outros quatro no final. Um módulo DDR3-1600 que, assim como os anteriores, funciona internamente a 200 MHz, no entanto, por utilizar 8 operações por ciclo de clock, pode oferecer 1.600 MHz (8 x 200).


Memórias RAMMemória DDR3a partir da linha de processadores Intel Core i7, as memórias DDR3 passaram a contar com uma nova modalidade: Triple-Channel. Como o nome indica, neste modo, as memórias passam a trabalhar com o triplo de dados por ciclo. Assim, se cada canal transmite 64 bits, temos então um total de 192 bits por vez. Além disso, se no modo Dual-Channel é necessário utilizar dois pentes de memória com as mesmas especificações, no Triple-Channel são necessários três. Isso indica que a placa-mãe necessita contar não só com um chipset compatível (o mesmo vale para o processador) como também possuir mais slots de memória, tornando tais dispositivos mais caros ao usuário.


Memórias RAMMemória DDR3Placa-mãe com suporte a Triple-Channel - Imagem por Asus


Memórias RAMMemória DDR3Assim como as memórias DDR e DDR2, os módulos DDR3 contam com uma ranhura, isto é, com uma pequena divisão entre seus terminais de contato. Para evitar confusão entre os padrões, cada tipo possui esse espaço em uma posição diferente.


Memórias RAMMemória DDR4O padrão DDR3 foi explorado ao máximo, sendo que os mais recentes componentes trabalham com clocks de 2.800 MHz, explorando os limites do overclock do padrão, mas ainda garantindo estabilidade e pequenos ganhos de performance para os usuários mais avançados. No padrão DDR4, há 284 pinos para realizar a alimentação das micropeças e a comunicação. Portanto, o novo padrão tem 44 pinos a mais do que o antigo, sendo que a funcionalidade de diversos deles foi alterada.


Memórias RAMMemória DDR4Depois de anos seguidos de muito trabalho, as memórias DDR4 foram ajustadas para trabalhar com tensões menores do que as que vemos nos módulos DDR3. Os componentes comuns (para desktops) vão trabalhar com 1,2 volt, o que representa uma redução de 0,3 volt, já que o DDR3 rodava com a tensão de 1,5 volt.


Memórias RAMMemória Rambus (RDRAM)Com a memória SDRAM chegando ao limite de velocidade máxima em que pode ser construída, novas alternativas para a construção de memórias RAM são necessárias. Uma das alternativas vem sendo sugerida há algum tempo pela empresa Rambus com a sua tecnologia Rambus DRAM (RDRAM). Essa é uma tecnologia proprietária e seu uso depende do pagamento de royalties à empresa Rambus, pois não se trata somente da construção de novos circuitos integrados, mas de todo um novo conceito envolvendo o acesso à memória RAM.


Memórias RAMMemória Rambus (RDRAM)Ao contrário das demais tecnologias de memória RAM, a RDRAM é baseada em protocolo, isto é, usa um padrão de barramento proprietário. Existem duas peças fundamentais utilizadas pela memória RDRAM para atingir exorbitantes taxas de transferência: um barramento curto entre a Ponte Norte do chipset e as memórias, porém trabalhando a uma frequência de operação muito alta; e a arquitetura interna dos circuitos de memória.


Exercícios:

1. Conceitue memória RAM.2. Qual a finalidade do refresh em uma DRAM?3. O que diferencia as memórias FPM das EDO?4. Qual a principal característica das SDRAM?5. O que torna as DDR2 mais rápidas que suas

antecessoras?6. O que diferencia a DDR3 da DDR4?7. Conceitue RDRAM.

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