Tecnologias de Memórias DRAM

 

 

Para selecionar um tipo de memória RAM em uma aplicação algumas caracterísiticas são desejadas:


Uma memória RAM comercial dificilmente atenderá todos os requisitos acima. Os fabricantes estão constantemente procurando encontrar a memória que tenha a combinação perfeita das características listadas. Então, existem vários produtos no mercado para diversas aplicações.

O mercado de memórias encontra-se em permanente mudança, um produto apresentado aqui como a novidade, pode ficar fora do mercado em alguns meses.


Memórias SIMMs e DIMMs
Estes são os padrões de cartões(pentes) de memórias para a indústria de computadores pessoais, pois como usam os conectores padrões das placas dos computadores pessoais, então são fáceis de instalar e substituir.


SIMM - Single-In-line Memory Module
É constituído por um cartão de circuito impresso com as memórias e provido de 72 contatos funcionalmente equivalentes, de ambos os lados do cartão.

Estes módulos de memórias com capacidade de 1 a 32-Mbytes usam somente memórias DRAMs de 5-Volts, na  faixa de 1 a 16-Mbytes.

Na Fig.1, mostramos um módulo SIMM padrão, 72 contatos, TSOP(Thin Small-Outline, gull-lead, Package), medidas em polegadas(milímetros)(MAX/MIN).

 

 


Fig.1

 

 

A medida que a quantidade de memórias aumenta no cartão, a disposição dos CIs muda e obedece um padrão(DD) da indústria, conforme o número de CIs de memórias no pente.

Abaixo tem-se um cartão comercial com as várias capacidades possíveis. Observe as capacidades disponíveis e a designação dos pinos na tabela.

 

 

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Fig.2

 

 

Os termos TSOP(Thin Small-Outline, gull-lead, Package) e SOJ(Small-Outline, J-lead package) referem-se aos pinos do chip de memória, conforme mostra a Fig.3.

 

 

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Fig.3

 

 

DIMM - Dual-In-line Memory Module
O padrão mais recente de cartões de memória para computadores pessoais. Tem 84 contatos funcionalmente únicos, de ambos lados do cartão, e 168 pinos. Existem cartões com tensão de alimentação igual a 5Volts e a 3,3Volts.

A capacidade do cartão depende dos chips de memória montados no cartão, e aumenta a medida que cresce a capacidade e número de chips de memória.Na Fig.4 abaixo, tem-se um cartão DIMM com 8 chips de memória em cada lado, padrão DE-4.

Há uma versão de cartão DIMM para uso em computadores portáteis, conhecido com SODIMM (Small-Outline DIMM).

 

 

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Fig.4

 

 

A  Fig.5 mostra um cartão de memória DIMM, padrão DE-5, capacidade 4M x 64 palavrasXbits. Observe a designação dos pinos.

 

 

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Fig.5

 

 

Memória FPM DRAM
As memórias Fast Page Mode - FPM - (Modo Página Rápida) permite um acesso aleatório rápido  às posições da memória dentro de determinada "página". Por "página" entende-se uma faixa de endereços onde o endereço de linha - bits superiores -  é fixo e o endereço de coluna - bits inferiores - varia. Veja na figura abaixo um ciclo de leitura de página, onde ROW ADDR permanece fixo e COL ADDR varia para serem lidas as colunas de 1 até 4.

 

 

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Fig.6

 

 

Memórias SDRAM
As memórias SDRAM - Synchronous DRAM( DRAM Síncrona) - os dados válidos são habilitados por um relógio interno do sistema(em lugar do sinal 'CAS) em rajadas de locações da memória dentro da mesma página. As SDRAMs tem dois bancos internos que são lidos de modo alternado, permitindo maior velocidade de leitura.

O circuito interno de uma SDRAM é mais complexo que os de outros tipos de memórias, tornando-as mais caras, porém dispensam a necessidade de circuitos externos de suporte para as outras funções da memória.

 

 

cardEscolhendo a DRAM Adequada

Determinar um solução DRAM não é tão simples e fácil como parece ser a primeira vista.Escolher a DRAM correta para um dada aplicação é uma decisão baseada em preço e performance da DRAM.Para encontrar o compromisso associado com a largura de banda deve-se levar em consideração alguns fatores como frequência máxima de operação, latência, temporizações do barramento,  entre outros.

Principais Tecnologias




As Opções

FAST PAGE MODE(FPM)
Lançada no mercado em 1987, FPM foi o tipo mais comum de DRAM utilizada em computadores. De fato, foi tão comum que era designada como DRAM, sem citar FPM. Memórias FPM ofereciam uma vantagem sobre as tecnologias anteriores de memória porque possibilitavam rápido acesso a dados localizados dentro da mesma linha.

 

EXTENDED DATA OUT(EDO)
Em 1995, memórias EDO tornaram-se a próxima inovação de memórias. Memórias EDO eram similares às memórias FPM, mas com um leve modificação que permetiam acessos consecutivos à memória muito mais rápidos.

 

SYNCHRONOUS DRAM(SDRAM) 
Em 1996, SDRAM começou aparecer em sistemas de computadores. Diferente das tecnologias anteriores, as memórias SDRAM são projetadas para se sincronizarem com as temporizações da CPU. Isto habilita o controlador de memória saber o ciclo de clock exato quando os dados solicitados estão prontos, de modo que a CPU não precisa esperar entre acessos à memória. Os chips SDRAM também apresentam a vantagem das funções do modo rajada(burst) e modo interlaçamento, que permitem a recuperação mais rápida de dados.Os módulos SDRAM são disponíveis em várias velocidades diferentes para sincronizar com as velocidades do clock do sistema onde serão aplicadas. Por exemplo, SDRAM PC66 funciona em 66MHz, SDRAM PC100 opera em 133MHz, e assim por diante. Velocidades mais rápidas de SRAM, tais como 200MHz e 266MHz também são encontradas no mercado.

 

DOUBLE DATA RATE SYNCHRONOUS DRAM(DDR SDRAM)
Por volta de 2000, surgiu a nova geração de memórias SDRAM: DDR SDRAM. Essa memória permite que o chip execute operações tanto na borda de subida quanto na borda de descida do sinal de clock. Por exemplo, com DDR SDRAM, uma taxa de clock do barramento de memória igual a 100 ou 133MHz, fornece uma taxaa de dados efetiva de 200MHz ou 266MHz.

 

DOUBLE DATA RATE 2 SYNCHRONOUS DRAM(DDR2 SDRAM)
As memórias DDR2 SDRAM são a segunda geração de memórias DOUBLE DATA RATE(DDR) SDRAM. É uma evolução da tecnologia de memória DDR que fornece altas velocidades (até 800MHz), baixo consumo de potencia e baixa dissipação de calor. É a solução de memória ideal para sistemas que demandam alta largura de banda e baixo consumo de potencia e a perfeita para as aplicações móveis atuais.

 

DOUBLE DATA RATE 3 SYNCHRONOUS DRAM(DDR3 SDRAM)
DDR3 é a terceira geração de memórias DOUBLE DATA RATE(DDR) SDRAM. Semelhante a DDR2, DDR3 é a continuação da evolução da tecnologia de memória DDR, que fornece altas velocidades (até 1600MHz), baixo consumo de potencia e baixa dissipação de calor. É a solução ideal para para sistemas que exigem grande largura de banda, equipados com processadores de dois e quatro núcleos(dual e quad core) e o baixo consumo de potencia é perfeito tanto para plataformas móveis quanto servidores. Módulos DDR3 foram disponibilizados no mercado em 2007.

 

DIRECT RAMBUS(RDRAM)
Direct RAMBUS tem uma arquitetura DRAM e uma interface padrão que diferem dos principais projetos tradicionais de memórias. A tecnologia Direct RAMBUS é muito rápida quando comparada com as velhas tecnologias de memórias. Ela transfrre dados em velocidades até 800MHz sobre um estreito barramento de 16-bits chamado um Direct RAMBUS Channel. Esta alta velocidade da taxa de clock é possível devido a uma característica chamada "double clocked", que possibilita operações na borda de subida e na borda de descida de cada ciclo clock. Também, cada chip de memória em um módulo de RDRAM fornece até 1,6 gigabytes por segundo de largura de banda, duas vezes a largura de banda disponível com as atuais SDRAM de 100MHz.

 

TECNOLOGIAS DE MEMÓRIAS PARA VÍDEO E PROCESSAMENTO GRÁFICO

VIDEO RAM(VRAM)
VRAM é uma versão para vídeo da tecnologia FPM. VRAM tem tipicamente duas portas em lugar de apenas uma porta, que permite alocar um canal para o refrescamento da tela enquanto outro canal está sendo utilizado para mudar as imagens na tela. Isto funciona mais eficientemente do que a DRAM padrão quando usada em aplicações de vídeo. Contudo, desde que chips de memória de video são usados em menor quantidade do que os chips da memória principal, eles tendem a ser masi caros. Assim, projetistas de sistemas podem escolher entre usar DRAM padrão em um sub-sistema de vídeo, dependendo se o custo ou performance é o objetivo projetado.

 

WINDOW RAM(WRAM)
WRAM é outro tipo de memória com porta dual também usada em sistemas gráficos. Ela difere ligeiramente da VRAM desde que a porta dedicada à tela é menor e suporta características EDO.

 

SYNCHRONOUS GRAPHICS RAM(SGRAM)
SGRAM é um tipo específico de memória de vídeo extensão da SDRAM que incluem características de leitura/escrita dedicadas para computação gráfica. SGRAM também permite que dados sejam recuperados e modificados em blocos, em lugar de individualmente. Isto reduz o número de operações de leitura e escrita que a memória deve fazer e aumenta a performance do controlador gráfico, tornado o processo mais eficiente.

 

BASE RAMBUS E CONCURRENT RAMBUS
Antes mesmo de ser uma concorrente para memória principal, a tecnologia RAMBUS era usada em memórias de vídeo. A presente tecnologia RAMBUS para memória principal é chamada DIRECT RAMBUS. Duas antigas tecnologias de RAMBUS são BASE RAMBUS e CONCURRENT RAMBUS. Essas tecnologias tem sido usadas especialmente em aplicações de vídeo em albgumas estações de trabalho e sistemas de videogames como NINTENDO 64 durante vários anos.

 

 

 

 

Questões para Revisão
Resolva algumas questões sobre o assunto de tecnologias de memórias.
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Atualizada em 27/11/23

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