Tipos de RAM: tudo que você precisa saber sobre a memória principal

La RAM de um computador é um dos elementos mais importantes e mais cobiçados, pois traz velocidade ao seu sistema. Além disso, existem vários tipos de RAM, e cada uma possui certas características que o usuário deve monitorar para saber se o módulo é compatível ou não com o seu equipamento ou se apresentará maior ou menor desempenho. Muitas dessas características técnicas são totalmente desconhecidas para a maioria dos usuários.

Por isso, neste artigo mostro tudo o que você precisa saber sobre memória RAM, para que da próxima vez que você comprar um módulo para expandir a memória do seu computador, ele não tenha segredos para você. Se você quiser tornar-se um verdadeiro "especialista" em memória Tipo de RAM, continue lendo ...

Um pouco de história

Fundo

Os computadores precisam de memória para armazenar os programas (dados e instruções). No início, os computadores na década de 30 usavam cartões perfurados. Eram folhas de papelão ou outro material com orifícios feitos estrategicamente para que o computador pudesse interpretar esses orifícios como código binário. Dessa forma, os programas foram carregados. Foi uma mulher que veio com esses cartões perfurados, especificamente Ada Lovelace Ada Byron. Ada foi considerada como o primeiro programador história, por seu trabalho em tornar útil a famosa máquina analítica de Charles Babbage.

Aos poucos as máquinas evoluíram. Com a chegada do ENIAC, em 1946, passou a usar válvulas de vácuo para construir memórias com chinelos. Essas válvulas causavam muitos problemas devido à sua insegurança, sua arquitetura era semelhante a lâmpadas e queimavam assim, por isso tinham que ser substituídas com frequência. Além disso, eram aquecidos e consumiam grande quantidade de energia.

Algo diferente era necessário em O eletrônico se você quisesse progredir. Em 1953, as memórias de ferrite começaram a ser utilizadas. E não foi até 1968 que a IBM projetou o primeira memória baseada em semicondutor. Esta memória de estado sólido resolveu os problemas das anteriores, proporcionando maior confiabilidade, durabilidade e rapidez. Tinha capacidade para 64 bits, mas o mais interessante é que os primeiros chips de memória vieram para ficar.

Por muito da história, diferentes formatos de memória, como fitas magnéticas, disquetes, mídia óptica (CD, DVD, ...), os primeiros discos rígidos magnéticos (HDD), memórias semicondutoras (SSD, RAM, registros, buffer / cache, ROM, ...), etc.

Neste ponto, deve-se dizer que no passado apenas um nível de memória. Uma memória central que era onde estava o programa. Mas com a evolução da computação, outras memórias programáveis ​​de vários tipos também foram incluídas até o aparecimento de memórias rápidas como a RAM.

A chegada da RAM

Quando a RAM veio, os computadores começaram a ter duas camadas de memória. Por um lado havia uma memória de maior capacidade, menor velocidade e mais barata, pois memória secundária. Essa memória secundária é o disco rígido, que atualmente evoluiu dos discos rígidos magnéticos (HDD) para os atuais discos rígidos de estado sólido baseados em semicondutores ou SSDs.

Enquanto a memória principal ou primária é o que chamamos de RAM (Memória de acesso aleatório ou memória de acesso aleatório). Esta memória é várias vezes mais rápida que a secundária, mas sua capacidade é consideravelmente menor, já que seu preço é mais alto e não era prático ter capacidades muito grandes.

Complementando a memória secundária de alta capacidade para armazenar nossos programas e dados, com uma memória intermediária mais rápida entre a secundária e a unidade de processamento, velocidade extra pode ser fornecida sem sacrificar a alta capacidade. Na RAM eles irão carregar instruções e dados de processos ou programas em execução para que a CPU possa acessá-los sem acessar a memória secundária, o que seria muito mais lento.

Além disso, RAM é um tipo de memória volátil Ele perde seu conteúdo se a fonte de alimentação for removida. Não seria prático ter apenas este tipo de memória, pois toda vez que o equipamento fosse desligado, tudo se perderia. É por isso que as memórias secundárias ainda são tão necessárias. São memórias permanentes que não precisam ter uma fonte de alimentação constante para armazenar os valores.

Se você gosta de história, o Cronograma de RAM resumido é:

• Uma das primeiras memórias RAM foi a de núcleo magnético de 1949. Cada bit foi armazenado em um toroide de material ferromagnético. Cada peça tinha alguns milímetros de diâmetro, ocupando muito espaço e limitando a capacidade. Mas era definitivamente melhor do que relés e linhas de atraso para esse tipo de memória de acesso aleatório.
• Em 1969, viriam os primeiros RAMs criados com semicondutores Intel. Com chips como o 3101 de 64 bits. No ano seguinte ele apresentou Memória DRAM de 1 KB (chip 1103), estabelecendo as bases das memórias de acesso aleatório atuais. Na verdade, a DRAM se tornaria o padrão, então a invenção da IBM dominou o setor.
• Anos depois, eles continuariam a ser miniaturizados, com chips com capacidade e desempenho crescentes, até que os SIPPs e DIPs começaram a ser descartados para passar a usar os atuais. Módulos SIMM (Módulo de memória em linha único), ou seja, módulos com todos os contatos em um lado. Isso tornou mais fácil trocar a RAM e adicioná-los como se fossem placas de expansão.
• No final da década de 80, a tecnologia dos processadores os tornava muito mais rápidos que os RAMs, o que gerava importantes gargalo. Era necessário aumentar a largura de banda e a velocidade de acesso dos chips de memória em atraso.
• Numerosas tecnologias começaram a chegar para minimizar esse gargalo, como a tecnologia FPM RAM (Fast Page Mode RAM), inspirada no Burst Mode da Intel 80486. Um modo de endereçamento que melhorava o acesso, com tempos de acesso de 70 ou 60 ns.
• RAM EDO, o Saída de dados estendida, viria em 1994 com tempos de acesso de 40 ou 30 ns. Uma melhoria com base nisso foi o BEDO, Burst EDO, alcançando uma melhoria de 50% em relação ao EDO.
• Os memórias mais rápidas eram os de microprocessadores, como registradores baseados em células SRAM (RAM estática). Mas eles são extremamente caros para atingir grandes capacidades com eles, portanto, não eram práticos, apesar do tremendo desempenho que têm. É por isso que eles foram relegados a buffers pequenos ou registros de CPU muito pequenos. Por este motivo, o EDO, BEDO, FPM, ainda eram do tipo DRAM.
• Em 1992, a Samsung cria o primeiro chip comercial SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), o padrão atual.
• A partir daqui, todos os RAMs foram baseados em células de memória SDRAM. Um dos primeiros a aparecer foi o Rambus da Intel, que passou sem dor ou glória na frente do mais barato SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• Para melhorar o desempenho dos anteriores e não aumentar o preço como no caso da Rambus, o DDR chegaria (Taxa de dados dupla). O DDR permitia a transferência em dois canais ao mesmo tempo em cada ciclo de clock, dobrando o desempenho do SDR.
• E a partir do DDR, você sabe como a história continuou com o surgimento do DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... mas não foi o suficiente

A computação exige cada vez mais desempenho. O HDDs evoluíram para SSDs muito mais rapido. E os microprocessadores começaram a incluir suas próprias memórias rápidas entre as unidades funcionais e a RAM. Dessa forma, eles podem carregá-los com dados e instruções para um acesso muito mais imediato, em vez de ter que ir direto para a RAM sempre que precisarem de algo.

Essas memórias a que me refiro são memória cache, um buffer que atua como um buffer entre a CPU e a RAM. Deve ser dito que no passado você podia comprar módulos de cache, como RAM, e que você poderia adicionar se quisesse para sua equipe. Algo como os antigos coprocessadores ou FPUs, que não eram integrados ao próprio chip da CPU. Mas com o tempo, eles foram integrados ao próprio pacote do processador (veja por exemplo o Intel Pentium Pro) e finalmente se tornaram parte do mesmo IC dos microprocessadores atuais.

Essas memórias de cache têm crescido em níveis, como o L1 atual (unificado ou separado para instruções / dados), o L2 unificado, o L3, etc. E não só isso, fora do microprocessador também está sendo feito trabalho para de alguma forma acelerar o acesso aos dados e instruções, como módulos Intel Octant e outros tipos de buffers, mas isso é outra história ...

DDR SDRAM

Depois de colocá-lo em segundo plano, você já conhece o caminho percorrido até a chegada de o DDR SDRAM atual. Agora, vamos ver os tipos que existem e suas características. Deve ser dito que comparado ao Intel Pentium 4 que usava principalmente seu RAMBUS, o AMD Athlon foi o primeiro a suportar o DDR mais barato. Diante das vendas e do desempenho dos computadores baseados em AMD, a Intel foi forçada a adotar o DDR também ...

Tipo

De acordo com a versão DDR

Os Versões DDR permitir retornos díspares:

• DDR: PC-xxxx indica a largura de banda do módulo, se por exemplo for PC-1600, isso resulta da multiplicação de 100.000.000 hz (barramento de 100 Mhz) x 2 (sendo Dual Data Rate) x 8 bytes = 1600 MB / s ou 1.6 GB / s transferência.
  • DDR-200 (PC-1600): com barramento de 100 MHz e E / S de 200 MHz. Seu nome vem de sua transferência de 1600 MB / s ou 1.6 GB / s.
  • DDR-266 (PC-2100): com barramento de 133 MHz e E / S de 266 MHz. Com capacidade de transferência de 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): com barramento de 166 MHz e E / S de 333 MHz. Com capacidade de transferência de 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): com barramento de 200 MHz e E / S de 400 MHz. Com um total de transferência máxima de 3.2 GB / s.
• DDR2: trabalha com 4 bits por ciclo, ou seja, 2 indo e 2 voltando. Isso melhora o potencial do DDR1 anterior.
  • Da DDR2-333 (PC2-2600): funciona com barramento básico de 100 MHz, com E / S de 166 MHz, o que lhe dá uma capacidade de transferência de 2.6 GB / s. Tempo de acesso de 10 ns.
  • Até DDR2-1200 (PC2-9600): o barramento vai até 300Mhz, 600Mhz para E / S e transferência de 9.6 GB / s. 3,3ns de tempo de acesso.
• DDR3: permite maior velocidade de transferência e velocidade de trabalho em comparação com DDR2, embora a latência seja maior.
  • De DDR3-1066 (PC3-8500): barramento de 133 MHz, E / S de 533 MHz, transferências de 8.5 GB / s. Tempo de acesso de 7.5 ns.
  • Até DDR3-2200 (PC3-18000): barramento de 350 MHz, E / S de 1100 MHz e transferências de 18 GB / s. Tempo de acesso de 3.3 ns.
• DDR4: menor tensão de alimentação e maior taxa de transferência em comparação com os anteriores. Infelizmente, ele tem uma latência mais alta, o que reduz seu desempenho, todas as outras coisas sendo iguais.
  • De DDR4-1600 (PC4-12800): com um barramento de base de 200 Mhz, E / S de 1600 Mhz e transferências de 12.8 GB / s.
  • Até DDR4-2666 (PC4-21300): com barramento de base de 333 MHz, E / S de 2666 MHz e transferências de 21.3 GB / s.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: o futuro próximo.

De acordo com o tipo de módulo

Os Módulos SIMM evoluíram para DIMMs atuais, que são divididos em:

• DIMM (Módulo de Memória Dual In-Line): um módulo de memória com contatos em ambos os lados, permitindo um maior número de contatos. Eles são usados ​​por computadores desktop.
• SO-DIMM (DIMM de contorno pequeno)- Esta é uma versão reduzida de DIMMs regulares, ou seja, módulos menores para computadores menores. Eles são usados ​​em notebooks, placas-mãe para miniPCs com fatores de forma pequenos, como mini-ITX, etc.

Sejam eles DIMMs ou SO-DIMMs, eles podem ter diferentes capacidades, características e tipos vistos acima. Isso não muda nada.

De acordo com os canais

Módulos de memória RAM pode ser agrupado com um ou mais ônibus:

• Canal de Memória Único: todos os módulos de memória são agrupados em um único banco de slots, compartilhando o mesmo barramento.
• Canal de Memória Dual- Possui dois bancos de slots de memória separados na placa-mãe. Os módulos podem ser inseridos nestes dois canais, com dois barramentos separados, proporcionando maior largura de banda e, portanto, desempenho. Por exemplo, se você tem uma APU ou uma Intel com uma GPU integrada, pode trazer grandes benefícios, permitindo que a MMU da CPU acesse um barramento enquanto o controlador de memória da GPU acessa o outro sem interferir entre os dois ...
• Canal de Memória QuadQuando as demandas de acesso são muito maiores, é possível encontrar placas-mães com quatro canais, embora ter quatro canais nem sempre ofereça o desempenho esperado se essa capacidade não for realmente aproveitada.

Latência

Por fim, quando quiser expandir sua memória RAM, há uma série de recursos, além do que já foi visto, que podem te confundir na hora de comprar o certo. Me refiro a as latências, o do CAS, RAS, etc. Quanto às tensões e ao tipo de módulo, a verdade é que dependerá da compatibilidade da sua placa-mãe e do tipo de memória escolhida. Você deve ler os manuais de sua placa-mãe para saber qual memória seu chipset suporta e que tipo de módulo você possui.

Também pode olhar para o módulo ou módulos de memória que já instalou para saber como adquirir um módulo semelhante para o expandir, e que tem as mesmas características e é compatível.

A velocidade de uma RAM está sempre relacionada a dois fatores, um é o a frequência do relógio e a outra é a latência. Latência é o tempo que leva para acessar (gravação ou leitura). E pode haver o mesmo tipo de módulo com latências diferentes, e é aí que os usuários ficam confusos por acreditar que se instalarem um módulo com uma latência diferente ele não será compatível, ou se afetará ou não ... Isso é o que tentarei esclarecer aqui.

Primeiro você tem que seja claro sobre como a RAM funcionaQuando é necessário acessar um determinado bloco de memória, ou seja, uma parte da memória onde os dados são armazenados, a memória é distribuída em linhas e colunas. Ao ativar as linhas de seleção de linha e coluna apropriadas, você pode escrever ou ler o que quiser. Mas para que essas operações de acesso ocorram, elas precisam passar por alguns ciclos para executar ações que atrasam a operação. Isso é latência.

Como posso saber a latência de um módulo? Bem, você deve ter notado que os módulos têm uma marca do tipo 16-18-18-35 ou similar, essas são as latências em nanossegundos. Cada número tem seu significado de acordo com a posição que ocupa:

• 16: O primeiro valor também pode aparecer como CL ou CAS Latency, ele indica aproximadamente o tempo que passa entre o processador solicitar dados da RAM e ele os localiza e os envia.
• 18: O segundo número pode ser encontrado como TRCD ou RAS para CAS Latência, este número representa o tempo entre a localização e ativação de uma linha de memória (RAS) e uma coluna (CAS), lembre-se que a memória é organizada como se fosse de um tabuleiro de xadrez.
• 18: O terceiro número pode ser encontrado como TRP ou RAS Precharge e se refere ao tempo que leva para a memória fazer uma quebra de linha, ou seja, desativar a linha de dados que você está usando no momento e ativar uma nova linha.
• 35: Finalmente, o quarto valor indica o que pode aparecer como TRAS, Ativo ou Ativo para pré-carga. Representa o tempo de espera antes que a memória possa fazer um novo acesso aos dados.

Quando quanto mais baixos os números, melhorquanto mais rápido será. Se você tem um módulo DDR4 com um módulo CL11 e um módulo CL9, este último será muito mais rápido, sem dúvida.

Você pode misturar módulos com diferentes latências?

É daí que vem a questão do século, e a confusão de muitos usuários. A resposta é sim. Se você tem um módulo DDR4, com a mesma frequência de clock, mas com um CL específico instalado em seu computador e você compra outro com as mesmas características, mas com um CL diferente, não importa. Vai funcionar, eles não serão incompatíveis, sua equipe não vai rejeitar. Latência é como capacidade ou marca, pode ser diferente entre os módulos sem que nada aconteça.

Então? A única coisa que talvez você não obtenha o desempenho ideal, ou talvez caia um pouco dependendo da sua escolha. Vou explicar para você com um exemplo. Imagine um caso prático, que você tem um módulo Kingston DDR4 de 8 GB a 2400 Mhz e CL14 instalado em seu computador. Mas você quer expandir sua RAM e comprar uma Corsair DDR4 de 8 GB a 2800Mhz e CL16. Você teria dois módulos totalmente compatíveis, sua equipe vai tolerar isso, não vai parar de funcionar. Você teria 16 GB de RAM funcionando. Mas ... várias coisas podem acontecer:

1. Ambos os módulos de RAM diminuem sua frequência para os perfis padrão do padrão JEDEC, como 2133 MHz. Ou seja, sua memória ficaria um pouco mais lenta ao reduzir sua freqüência de clock e, portanto, sua taxa de transferência.
   
2. Outra opção é que o módulo corresponda ao módulo existente em latência e frequência. Neste caso, em vez de 2800 MHz, ambos trabalhariam a 2400 MHz e no CL mais alto.

Quando você teria problemas? Quando você usa Dual Channel ou Quad Channel. Nestes casos, é melhor comprar módulos idênticos em termos de características (a capacidade e a marca do fabricante podem variar).

Quanta RAM eu preciso?

Bem, resumindo isso depende das necessidades de cada usuário. Por exemplo, se você for usar um software de escritório, navegar, etc., talvez 4 a 8 GB sejam suficientes. Mas se você quiser jogar, talvez precise de 8-16 GB. Se você vai implementar várias máquinas virtuais, pode precisar de 32 GB ou mais ... é algo muito pessoal. Não existe uma fórmula mágica para o quanto você precisa.

É muito importante ver os requisitos recomendados do software que você vai usar regularmente para escolher bem o seu hardware ...

Existe uma fórmula que ajuda a escolher uma memória base mínima, para não instalar menos do que deveria. E passa multiplique 2 GB para cada núcleo ou núcleo que sua CPU possui. Portanto, se você tem um quadcore, deve ter pelo menos 8 GB.