S.D.A.C

1. S.D.A.C Memórias RAM e cache Luís Freitas e Marino Machado Nº11 Nº12 12ºL

2. Memória RAM e Cache

3. O que é uma memória RAM? • Memória de acesso aleatório (do inglês Random Access Memory, frequentemente abreviado para RAM) é um tipo de memória que permite a leitura e a escrita, utilizada como memória primária em sistemas eletrónicos digitais. O termo acesso aleatório identifica a capacidade de acesso a qualquer posição em qualquer momento, por oposição ao acesso sequencial, imposto por alguns dispositivos de armazenamento, como fitas magnéticas.

4. (2) • Depois do processador, temos a memória RAM, usada por ele para armazenar os arquivos e programas que estão sendo processados. A quantidade de memória RAM disponível tem um grande efeito sobre o desempenho, já que sem memória RAM suficiente o sistema passa a usar memória swap, que é muito mais lenta.

5. (3) A principal característica da memória RAM é que ela é volátil, ou seja, os dados se perdem ao reiniciar o micro. É por isso que ao ligar é necessário sempre refazer todo o processo de carregamento, em que o sistema operacional e aplicativos usados são transferidos do HD para a memória, onde podem ser executados pelo processador.

6. (4) • Os chips de memória são vendidos na forma de pentes de memória. Existem pentes de várias capacidades, e normalmente as placas possuem dois ou três encaixes disponíveis.

7. Memória RAM Diferentes tipos de RAM • - DIP, - SIPP, • - SIMM 30 pin, • - SIMM 72 pin, • - DIMM (168-pin), - DDR DIMM (184-pin)

8. Existem basicamente dois tipos de memória em uso: SDR e DDR. As SDR são o tipo tradicional, onde o controlador de memória realiza apenas uma leitura por ciclo, enquanto as DDR são mais rápidas, pois fazem duas leituras por ciclo. O desempenho não chega a dobrar, pois o acesso inicial continua demorando o mesmo tempo, mas melhora bastante. Os pentes de memória SDR são usados em micros antigos: Pentium II e Pentium III e os primeiros Athlons e Durons soquete A. DDR SDR

9. É fácil diferenciar os pentes SDR e DDR, pois os SDR possuem dois chanfros e os DDR apenas um. Essa diferença faz com que também não seja possível trocar as bolas, encaixando por engano um pente DDR numa placa-mãe que use SDR e vice-versa. Mais recentemente, temos assistido a uma nova migração, com a introdução dos pentes de memória DDR2. Neles, o barramento de acesso à memória trabalha ao dobro da frequência dos chips de memória propriamente ditos. Placa mãe

10. Capacidade e Velocidade • A capacidade de uma memória é medida em Bytes, kilobytes (1 KB = 1024 ou 210 Bytes), megabytes (1 MB = 1024 KB ou 220 Bytes) ou gigabytes (1 GB = 1024 MB ou 230 Bytes).

11. Memória Cache • Cacheé um dispositivo de acesso rápido, interno a um sistema, que serve de intermediário entre um operador de um processo e o dispositivo de armazenamento ao qual esse operador acede. • A vantagem principal na utilização de uma cache consiste em evitar o acesso ao dispositivo de armazenamento - que pode ser demorado -, armazenando os dados em meios de acesso mais rápidos.

12. Dispositivos de armazenamento • Atualmente há cache em processadores, discos rígidos, sistemas, servidores, nas motherboard, clusters de bancos de dados, entre outros. • Por ser mais caro, o recurso mais rápido não pode ser usado para armazenar todas as informações. Sendo assim, usa-se a cache para armazenar apenas as informações mais frequentemente usadas.

13. Cache de disco • O cache de disco representa uma pequena quantidade de memória incluída na placa lógica do HD. • Tem como principal função armazenar as últimas trilhas lidas pelo HD. Esse tipo de cache evita que a cabeça de leitura e gravação passe várias vezes pela mesma trilha, pois como os dados estão no cache, a placa lógica pode processar a verificação de integridade a partir dali, acelerando o desempenho do HD, já que o mesmo só requisita a leitura do próximo setorassim que o último setor lido seja verificado.

14. Operação • Uma cache é feita de uma fila de elementos. Cada elemento tem um dado que é a cópia exacta do dado presente em algum outro local (original). Cada elemento tem uma etiqueta que especifica a identidade do dado no local de armazenamento original, que foi copiado.

15. Cache Hit • Quando o cliente da cache (CPU, navegador etc.) deseja aceder a um dado que acredita estar no local de armazenamento, primeiramente ele verifica a cache. Se uma entrada for encontrada com uma etiqueta correspondente ao dado desejado, o elemento da cache é então utilizado ao invés do dado original.

16. Cache Miss • Quando o processador necessita de um dado, e este não está presente no cache, ele terá de realizar a busca diretamente na memória RAM, reduzindo o desempenho do computador. Como provavelmente será requisitado novamente (localidade temporal) o dado que foi buscado na RAM é copiado na cache.

17. Tipos de memória cache • Os tipos de memória cache mais conhecidos são: • mapeamento direto, • totalmente associativa • Associativa por conjunto (N-way).

18. Cache em níveis • Com a evolução na velocidade dos dispositivos, em particular nos processadores, o cache foi dividido em níveis, já que a demanda de velocidade à memória é tão grande que são necessários caches grandes com velocidades altíssimas de transferência e baixas latências. Sendo muito difícil e caro construir memórias caches com essas características, elas são construídas em níveis que se diferem na relação, tamanho edesempenho.

19. Cache L1 • Funciona na mesma frequência do processador.

20. Cache L2 • Possuindo o Cache L1 um tamanho reduzido e não apresentando uma solução ideal, foi desenvolvido o cache L2, que contém muito mais memória que o cache L1, mas sendo mais lenta.

21. Cache L3 • Terceiro nível de cache de memória. Inicialmente utilizado pelo AMD K6-III (por apresentar o cache L2 integrado ao seu núcleo) utilizava o cache externo presente na motherboard como uma memória de cache adicional.

22. Cache L3 • Ainda é um tipo de cache raro devido a complexidade dos processadores atuais, com suas áreas chegando a milhões de transístores por micrómetros ou picómetros de área. Ela será muito útil, é possível a necessidade futura de níveis ainda mais elevados de cache, como L4 e assim por diante.

23. Esquema Controlador da cache Memória Cache (SRAM) Microprocessador Memória principal (DRAM) A B C

24. FIM