Serie > Como funciona ? [+Memória RAM]

Assunto: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Qui Out 30, 2008 11:54 am

Bem vindos!!

seguindo a ideia de mostrar-lhes como seu pc funfeia... mostrarei hoje a memória RAM !

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Primeiro Capitulo : Processadores
Segundo Capitulo: Memória RAM
Terceiro Capítulo : Placa de Vídeo

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apresentando-lhes, a memoria RAM :

Pente de Memória para PC

Pente de Memória para NotBook

RAM quer dizer Random Access Memory, ou memoria de acesso randomico ou aleatório.
Isso quer dizer que o acesso aos dados contidos na memória não são lineares, não seguem necessáriamente uma ordem.
As memórias RAM são voláteis. Isso quer dizer que guardam informação somente enquanto estão sendo alimentadas ['alimento' de RAM é energia e não poeira viu gente... ], quando o fornecimento de energia para os pentes de memória é cortado, perde-se toda a informação nele contida.

Existem diversos tipos de memória, embora um padrão tenha se firmado "recentemente". as memórias, por ordem de fabricação:

SIMM - Single Inline Memory Module - pente de memória que tem contatos em apenas um lado, eram 30 contatos. essas memórias forneciam apenas 8 bits de dados por clock, o que gerava um pequeno problema, ja que na epoca, os famosos 386 operavam em 32 bits. era necessário usar 4 pentes desses de uma vez.
Posteriormente foi lançado um pente SIMM que fornecia 32 bits de dados, resolvendo o problema.

DIMM - Dual Inline Memory Module - pente de memoria que já tinha contatos em ambos os lados, era dividida em 2 tipos:
SDR SDRAM - Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory
SDR quer dizer que ela recebe e envia somente uma instrução por ciclo de clock.
SDRAM quer dizer que ela é uma memória síncrona, ou seja, mais rapida que as memórias EDO [extintas] pois estas não presisar 'esperar os dados sairem da fila' pra entregar novos dados ao sistema.

DDR SDRAM - Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory
DDR quer dizer que ela transmite 2 instruções por pulso de clock
SDRAM ja foi explicado acima

o Padrão DDR surgiu ai, la por 2001...
esse padrão possibilitou a criação do Dual Channel. Dual Channel é feito quando se tem quantidades pares de pentes de memória DDR no computador [contando que a placa mãe suporte e que os pentes sejam IDÊNTICOS{marca,modelo,tipo,série}]. Esse Dual Channel duplica a largura de banda das memórias, passando 64 bits pra 128 bits.

Após as DDR, surgiram as DDR2 e recentemente [2007] as memórias DDR3 deram as caras.

A diferença entre esses 3 ultimos modelos é tão somente a velocidade com que se comunicam com o restante do PC. A Frequencia delas vem aumentando.

DDR - 200Mhz / 266Mhz / 333Mhz / 400Mhz .
DDR2 - 400Mhz / 533Mhz / 667Mhz / 800Mhz .
DDR3 - 800Mhz / 1066Mhz / 1333Mhz / 1600Mhz .

relder escreveu:: Só pra lembrar, em memorias DDR, DDR2 e DDR3 o clock real é a metade do clock rotulado.

Exemplo:

DDR400Mhz
Clock rotulado:400Mhz
Clock real:200Mhz

ja falamos dos tipos, ja falamos das frequencias, do Dual Channel, vamos falar agora la Latência.

Latência nada mais é do que o tempo que a memória leva para fazer determinada tarefa. Mas pra falar disso presisamos entender como as memórias trabalham.

O comando para ler a memória vem do chipset [northbridge]. O primeiro comando é um comando de ativação de linha. A linha que é ativada se torna a linha ativa. Assim que consegue uma linha ativa com dados, o chipset deve acessar a linha repetidamente até que toda a informação requisitada seja conseguida. Como exemplo , cada linha tem 1024 colunas de 8 bits, perfazendo um total de 8096 bits de dados que são acessíveis de modo relativamente rápido. Assim que a informação é conseguida, a linha é desativada e o processo é repetido linha a linha até que todas as informações tenham sido lidas.

Agora, as latências própriamente ditas:

Ativação da linha – Quando uma linha é ativada, existe um atraso antes que os dados possam ser lidos. Este atraso é chamado de tRCD ou RAS to CAS delay. Este atraso é de, geralmente, de 2 a 5 ciclos de clock.

Leitura de dados da linha ativada – Uma vez que a linha é selecionada um comando de leitura é enviado. A espera neste ponto é chamada de latência CAS (CAS latency). Normalmente o valor é de 2 a 3 ciclos de clock. Não existe latência para leitura dos dados contíguos na mesma linha.

Desativação da linha – A desativação de uma linha cria um novo estado de espera chamado de tRP ou RAS precharge que ocorre antes de ativar-se uma nova linha.

Explicando um pouco melhor estes termos:

CAS Latency – A latência do CAS (CAS latency), medido em ciclos de clock, é o intervalo entre o envio do sinal CAS e a disponibilidade dos dados na saída DQ0,...,DQ7. Em memórias DDR os valores para CAS latency são de 2, 2.5 ou até 3 ciclos. Mas como obter o valor 2.5 ciclos de clock? Os ciclos não são números inteiros? Lembrem-se que, quando trabalhamos com memórias do tipo DDR, os dados são transmitidos na subida e na descida do sinal de clock. Assim, os dados estarão disponíveis na descida do terceiro ciclo de clock. Em SDRAM, é claro, só podemos ter latências inteiras.

Command Rate – Outro termo normalmente encontrado é Command Rate. Command Rate é o atraso, em ciclos de clock entre o envio do sinal Chip Select (quando a RAM é selecionada) e os comandos de leitura (ativar linha) na mesma RAM. Valores típicos são de 1T ou 2T (T= 1 ciclo de clock)

tRAS – O último item a tratar é o tRAS ou Active to precharge. tRAS é o valor mínimo para o tempo de decorre entre um comando de Ativar linha e o próximo comando de Ativação de linha (após a linha ativa ser desativada). Uma vez que um banco é ativado ele não pode ser desativado até o valor tRAS tiver passado. Valores típicos são 5, 6 ou 7 ciclos de clock.

Agora fica mais fácil entender a especificação: 2 – 3 – 3 – 7 – 1T, pois:

CAS Latency = 2 (ciclos de clock)
tRCD (RAS to CAS Delay) = 3 (ciclos de clock)
tRP (RAS Precharge) = 3 (ciclos de clock)
tRAS (Active to Precharge) = 7 (ciclos de clock)
Command Rate = 1 (ciclo de clock)

Nota: na maioria dos casos a latencia do "Command Rate" é suprimida dos anuncios, por ser padrão [1 ou 2 cilcos de clock] e a 'menos importante'.

Portanto, se vc tem o mesmo pc do seu visinho, e vc tem memorias DDR2 800Mhz com latencias 3-3-3-9 vai ser mais rapido que seu visinho com memorias DDR3 800MHz com latencias 5-5-5-15 =]
diferença imperceptivel no uso normal do computador, mas que faz diferença quando o que está em jogo são aqueles pontinhos a mais em programas de BenchMark

_____ATUALIZAÇÃO 03/01/09_____

foi Lançada agora com os novos processadores Core I7 da Intel o padrão de memorias DDR3 Triple Channel.

Em nada diferem das Memorias DDR3 ou DDR2 Dual Channel, a não ser no software.

Fisicamente existe uma diferença entre as memorias DDR2 e DDR3
mas entre as DDR3 Dual e Triple Channel não existe

São vendidos Kits com 3 pentes de memoria, para poder fazer o Triple Channel e assim aproveitar "toda" a capacidade dos Core I7.

_____ATUALIZAÇÃO 26/09/09_____

o porque do reconhecimento de somente 4GB de memoria RAM é uma questão entre Processador e Sistema Operacional.

Como o assunto é a Memória em si e a causa é alheia, a materia vai ficar aqui junto com as memórias.

Começarei pelo Proc, falarei somente sobre Procs para Desktops [os servidores ficam pra quiser estudar sobre esse mundo].

Os primeiros Processadores que 'nasceram' carregavam em si registradores de 16 bits. os registradores são utilizados para guardar o endereço na memoria fisica e/ou virtual dos dados que o processador pede além de outras funções. Pouco antes do surgimentos dos Proc 386 da Intel os registradores ja passaram a trabalhar com 32 bits, essa arquitetura foi chamada de IA-32 [Intel Architecture-32].
A partir dai, a maioria dos Procs para desktop tinham dentro de si as instruções x86 [ou x86-ISA [Instruction Set Architecture]], que são as instruções basicas para o Proc poder trabalhar.

La no final da decada de 90 houve uma briga entre Intel e AMD pela arquitetura de 64 bits. A arquitetura da intel[EM64T] não era retrocompativel [não era compativel com a então atual x86], ja a AMD64 era retrocompativel [e também algo a mais que isso] o que facilitou a adoção dessa arquitetura como sendo o próximo padrão.

O padrão AMD64 é retrocompativel, o que significaria menores custos para programação, ja que não seria necessario fazer tudo sobre uma nova arquitetura.
A arquitetura da AMD permitia que um Proc de 64 bits trabalhasse com Softwares de 32 e 64 bits. Quando era instalado na maquina um SO de 32 bits, o Proc "bloqueava" 32 bits nos seus registradores, trabalhando assim como se fosse um Proc de 32 bits nativo. Quando era instalado um SO de 64bits os registradores trabalhavam com todos os 64bits disponiveis.

Os Procs atuais de 64 bits tem dentro de si a AMD64-ISA.

Isso explica porque não podemos instalar um SO de 64 bits em um processador de 32bits e o porque do inverso ser possivel e aceitavel.

Vamos à matemática então ?
Levando em conta que os registradores do Proc [e consequentemente o SO instalado] são de 32 bits, tendo em cada bit 2 opções [0 e 1] temos ao fim :

2^32 [2 elevado à 32º potencia] = 4.294.967.296 de Bytes !
se dividirmos por 1024 três vezes[B > KB > MB > GB] chegamos a 4 GigaBytes

"mas, mas, mas, mas Desni !
vc tava falando em bits e depois da potenciação vc vem me falando em Bytes ! porque isso ?"

[fala serio, vc nem tinha reparado né]
É porque os registradores trabalham com bits de endereçamento, mas em cada um desses endereços existe um Byte de informação na memória.

Fazendo a mesma continha com 64 bits :
2^64 = 18.446.744.073.709.600.000 Bytes !
isso quer dizer 16 exabytes ^^

A limitação então nos sistemas de 32bits é o endereçamento. Dentro desses 4GB de memoria disponiveis, temos que descontar a memoria do sistema, memoria das placas de som, video e afins, memoria virtual, pra então chega à Memória RAM. O que sobra é algo em torno de 3,4GB que são gerenciadas e usadas pelo SO.

Nos sistemas de 64bits a limitação está na NorthBridge, atualmente pouco mais de 100GB de memoria total[variando bastante de acordo com o fabricante].

Reafirmando que isso é valido somente para Desktops. Os servidores possuiam sistema [Hard+Soft] para usar a arquitetura PAE [Physical Address Extensions], literalmente uma Extenção no Endereçamento de Memoria que fazia com que um sistema de 32bits gerenciasse até 64GB de memoria total, mas se mostrou totalmente ineficiente no caso dos Desktops.

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sáb Jan 03, 2009 10:50 pm

foi Lançada agora com os novos processadores Core I7 da Intel o padrão de memorias DDR3 Triple Channel.

Em nada diferem das Memorias DDR3 ou DDR2 Dual Channel, a não ser no software.

Fisicamente existe uma diferença entre as memorias DDR2 e DDR3
mas entre as DDR3 Dual e Triple Channel não existe

São vendidos Kits com 3 pentes de memoria, para poder fazer o Triple Channel e assim aproveitar "toda" a capacidade dos Core I7.

Última edição por Reboco em Sex Set 25, 2009 12:28 pm, editado 1 vez(es)

Denis,

Aproveitando a oportunidade, não vale a pena falar sobre Memória RAM x Sistema Operacional?

Isso só pra deixar clara a questão de quanto cada máquina ou sistema operacional é capaz de "endereçar".

Como tive esta duvida recentemente, achei que talvez pudesse complementar ainda mais seu tópico.

Aqui o que a Microsoft tem a dizer sobre esta questão: http://blogs.msdn.com/winbr/archive/2006/12/05/quantidade-m-xima-de-mem-ria-ram-para-o-windows-vista.aspx

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 11:37 am

é, o que o reboco disse é bem interessante de ser explicado.

mta gente entope o pc de memória ram (4gb pra cima) sendo q o SO nem reconhece isso tudo.

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 12:10 pm

Tbm não adiante ter um Ram DDR4 de 8GB se seu processador e "fraco".
Sempre e recomendável usar Dual Core + ;DD

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 1:26 pm

Esse problema com a leitura de leitura de toda a memória é muito comum. Muito acham que o SO lê o que tem. Agora está mais comum ainda, já que existem muitos ''preconceituosos'' que resistem à não usar Windows Vista, e insistem no XP com altas memórias, mesmo sabendo que ele não reconhece toda ela.

Última edição por Reboco em Sex Set 25, 2009 3:49 pm, editado 1 vez(es)

Phog escreveu:: [...] existem muitos ''preconceituosos'' que resistem à não usar Windows Vista [...]

Usou a palavar certa! Na mosca! Preconceituosos estes que alegam o Vista ser instável, não funcional, incompatível, etc.

Mais de um ano usando Vista Home Premium licenciado e absolutamente nenhum problema!

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 2:21 pm

eu uso vista ultimate 64bits "licenciao" a mais de um ano.. e estou mais q satisfeito =D
e no notebook uso o windows 7...

ambos com 4 Gb de memoria.. totalmente reconhecidas e altamente ocupadas, qd sento no pc xD

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 3:39 pm

o "problema" de não ser reconhecidos os 4GB de RAM não é só pelo SO, tem a litografia do processador e o conjunto de instruções dele também.

mais tarde reuno tudo e posto.

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 5:59 pm

Reboco escreveu:

Phog escreveu:: [...] existem muitos ''preconceituosos'' que resistem à não usar Windows Vista [...]

Usou a palavar certa! Na mosca! Preconceituosos estes que alegam o Vista ser instável, não funcional, incompatível, etc.

Mais de um ano usando Vista Home Premium licenciado e absolutamente nenhum problema!

A chave está no licenciado. Também estou usando o Vista Home Premium, há exato um ano, e não tenho problema algum. Além da aparência mais bonita, é uma versão atualizada. O negócio é que as outras versões do Windows se comportam ''melhor'' diante das falsificações, versões sem licença, por isso o pessoal tem esse pensamento.

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 6:22 pm

Só um comentario, essa historia de nao reconhecer ram acima de 4gb em sistema 32bits
é para plataforma microsoft e apenas plataforma microsoft ^^

Qto ao uso do vista, existe um abismo entre usar vista "crackeado" e original, muitos supostos
problemas de travamento, erros e afins nao ocorrem (com a mesma frequencia) em sistemas
devidamente licenciados (ou alguem acha q a paçoda de arquivos substituidos para "burlar"
o licenciamento funciona perfeitamente? )
Mas nao vamos negar que antes do service pack a coisa nao estava muito boa, da mesma for que/
foi com o windows xp, windows 2000, windows 2000 server, windows 2003 server, etc, etc, etc

Meu unico "cantra" esse S.O em ambiente corporativo (para usuário domestico tá otimo)
é o abuso de hardware necessario para rodar a mesma aplicação que teria no XP
Eu só uso XP em casa (S.O para video-game) pq meu hardware nao comporta o vista com
o mesmo desempenho do XP.

[]'s

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sex Set 25, 2009 8:51 pm

Royal e Phog tocaram no ponto certo! A chave de Win Vista funcional, estável e veloz é o produto ser original!

E não apenas isso! Outros aplicativos piratas também não rodam legal no Vista. É como se ele fosse um SO "anti-pirata". Isso, obviamente, desagrada muita gente.

De fato, Royal tem razão quando diz que é um sistema mais parrudo e que por tal motivo consome mais recursos de hardware. Concordo com você que este é o único porém do SO.

A propósito, eu não sabia que esta questão da limitação de memória para SO 32-bit era exclusividade do Windows. Valeu o esclarecimento!

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Sáb Set 26, 2009 10:20 am

o porque do reconhecimento de somente 4GB de memoria RAM é uma questão entre Processador e Sistema Operacional.

Como o assunto é a Memória em si e a causa é alheia, a materia vai ficar aqui junto com as memórias.

Começarei pelo Proc, falarei somente sobre Procs para Desktops [os servidores ficam pra quiser estudar sobre esse mundo].

Os primeiros Processadores que 'nasceram' carregavam em si registradores de 16 bits. os registradores são utilizados para guardar o endereço na memoria fisica e/ou virtual dos dados que o processador pede além de outras funções. Pouco antes do surgimentos dos Proc 386 da Intel os registradores ja passaram a trabalhar com 32 bits, essa arquitetura foi chamada de IA-32 [Intel Architecture-32].
A partir dai, a maioria dos Procs para desktop tinham dentro de si as instruções x86 [ou x86-ISA [Instruction Set Architecture]], que são as instruções basicas para o Proc poder trabalhar.

La no final da decada de 90 houve uma briga entre Intel e AMD pela arquitetura de 64 bits. A arquitetura da intel[EM64T] não era retrocompativel [não era compativel com a então atual x86], ja a AMD64 era retrocompativel [e também algo a mais que isso] o que facilitou a adoção dessa arquitetura como sendo o próximo padrão.

O padrão AMD64 é retrocompativel, o que significaria menores custos para programação, ja que não seria necessario fazer tudo sobre uma nova arquitetura.
A arquitetura da AMD permitia que um Proc de 64 bits trabalhasse com Softwares de 32 e 64 bits. Quando era instalado na maquina um SO de 32 bits, o Proc "bloqueava" 32 bits nos seus registradores, trabalhando assim como se fosse um Proc de 32 bits nativo. Quando era instalado um SO de 64bits os registradores trabalhavam com todos os 64bits disponiveis.

Os Procs atuais de 64 bits tem dentro de si a AMD64-ISA.

Isso explica porque não podemos instalar um SO de 64 bits em um processador de 32bits e o porque do inverso ser possivel e aceitavel.

Vamos à matemática então ?
Levando em conta que os registradores do Proc [e consequentemente o SO instalado] são de 32 bits, tendo em cada bit 2 opções [0 e 1] temos ao fim :

2^32 [2 elevado à 32º potencia] = 4.294.967.296 de Bytes !
se dividirmos por 1024 três vezes[B > KB > MB > GB] chegamos a 4 GigaBytes

"mas, mas, mas, mas Desni !
vc tava falando em bits e depois da potenciação vc vem me falando em Bytes ! porque isso ?"

[fala serio, vc nem tinha reparado né]
É porque os registradores trabalham com bits de endereçamento, mas em cada um desses endereços existe um Byte de informação na memória.

Fazendo a mesma continha com 64 bits :
2^64 = 18.446.744.073.709.600.000 Bytes !
isso quer dizer 16 exabytes ^^

A limitação então nos sistemas de 32bits é o endereçamento. Dentro desses 4GB de memoria disponiveis, temos que descontar a memoria do sistema, memoria das placas de som, video e afins, memoria virtual, pra então chega à Memória RAM. O que sobra é algo em torno de 3,4GB que são gerenciadas e usadas pelo SO.

Nos sistemas de 64bits a limitação está na NorthBridge, atualmente pouco mais de 100GB de memoria total[variando bastante de acordo com o fabricante].

Reafirmando que isso é valido somente para Desktops. Os servidores possuiam sistema [Hard+Soft] para usar a arquitetura PAE [Physical Address Extensions], literalmente uma Extenção no Endereçamento de Memoria que fazia com que um sistema de 32bits gerenciasse até 64GB de memoria total, mas se mostrou totalmente ineficiente no caso dos Desktops.

PS.: amanhã com um pouco mais de tempo eu arrumo o topico

Assunto: Re: Serie > Como funciona ? [+Memória RAM] Seg Set 28, 2009 6:10 pm

Ótimos esclarecimentos, Denis!

Parabéns!