Memórias RAM Estática e Dinâmica e o Funcionamento de Memórias

Primeiramente vamos entender como funcionam as Memorias RAM Estática e Dinâmica. (SRAM e DRAM)

Seu computador provavelmente usa tanto memória RAM estática como dinâmica ao mesmo tempo, mas para funções diferentes, devido à diferença de custo entre elas. Se você entender como funcionam os chips de memória RAM dinâmica e estática por dentro, fica fácil perceber por que existe a diferença de custo, e você também vai entender o porquê dos nomes.

A RAM dinâmica é o tipo de memória mais comum em uso hoje. Dentro de um chip de RAM dinâmica, cada célula de memória guarda um bit de informação e é composta por duas partes: um transistor e um capacitor. Esses transistores e capacitores são muito pequenos para que milhões deles caibam em um único chip de memória. O capacitor armazena um bit de informação: um 0 ou um 1 (veja Como funcionam os bits e os bytes para mais informações sobre bits). O transistor funciona como uma chave que permite que o circuito de controle do chip de memória leia o capacitor ou mude seu estado.

O capacitor pode ser comparado a um pequeno balde que armazena elétrons. Para armazenar um 1 na célula de memória, o balde se enche de elétrons. Para armazenar um 0, ele é esvaziado. O problema é que o balde do capacitor tem um vazamento. Um balde cheio é esvaziado em questão de poucos milissegundos. Portanto, para a memória dinâmica funcionar, o processador ou o controlador de memória tem que entrar em cena e recarregar todos os capacitores que armazenam um 1 antes que percam a carga. Para fazer isto, o controlador da memória lê a memória e então reescreve seu conteúdo. Esta operação de atualização (conhecida como refrescamento) acontece automaticamente milhares de vezes por segundo.

O nome da RAM dinâmica vem desta operação de refrescamento. A RAM dinâmica precisa ser atualizada dinamicamente o tempo todo senão ela "esquece" o que está armazenando. O ponto negativo desta atualização é que leva tempo e diminui a velocidade da memória.

A RAM estática usa uma tecnologia totalmente diferente. Na RAM estática, um tipo de circuito biestável armazena cada bit de memória (veja Como funciona a lógica booleana para mais informações). O flip-flop é composto por 4 ou 6 transistores e fios, mas não precisa ser refrescado. Por isto, a RAM estática é muito mais rápida do que a dinâmica. Mas, como tem mais componentes, uma célula de memória estática ocupa muito mais espaço em um chip do que uma célula da memória dinâmica. Portanto, temos menos memória por chip, fazendo a RAM estática ser muito mais cara.

Ou seja, a RAM estática é rápida e cara e a dinâmica é mais barata e mais lenta. É por isto que a RAM estática é usada no cache, que depende de velocidade, enquanto a RAM dinâmica constitui os grandes sistemas de memória RAM do sistema.

Funcionamento de Memórias

Segundo vamos entender extamente o que é uma memória RAM.

O termo é Random Access Memory, isto é, memória de acesso aleatório. Isso implica que esta memória pode acessar os dados de forma não sequencial (ao contrário de uma fita cassete, por exemplo), acelerando em muito os processos de leitura e escrita. Qualquer setor livre ou já preenchido é imediatamente encontrado e processado.


Entretanto, ao contrário de um disco rígido, a memória RAM é totalmente volátil, o que significa que todos os dados armazenados podem ser perdidos quando o dispositivo não é devidamente alimentado. Mas se há este contratempo, saiba que ela é milhares de vezes mais rápida que a varredura do disco físico.


Voltando ao Assunto...


Tudo começa com os cálculos da CPU (unidade de processamento central, ou processador), que são realmente volumosos.


Todos estes dados processados podem ser requisitados para uma operação futura, entrando em cena a necessidade de um componente que armazene temporariamente as informações. Temos então as memórias cache, RAM e o próprio disco rígido atuando como um único sistema.


Como o volume de dados é gigantesco (passando da ordem de bilhões de bytes por segundo), é necessária, em primeiro lugar, uma memória extremamente rápida, capaz de acompanhar este ritmo frenético. A solução para isso é a memória cache (um tipo de memória estática, como já vimos), que fica acoplada diretamente no processador, fornecendo um espaço de trabalho com o mínimo de latência possível.

Esta memória cache também é dividida em vários níveis (tais como L1, L2, L3 e assim por diante), sendo L1 a mais próxima do processador e as demais as mais afastadas, com capacidades maiores e maiores latências, mas ainda assim com um canal direto de comunicação, permitindo acesso praticamente imediato aos dados.


Mas pode acontecer da memória sobrecarregar?
Sim!
Então pode acontecer outras adaptações como por exemplo o "Plano B" que normalmente é o que acontece com todos computaores que acabam usando a memória virtual do Hard - Disk fazendo com que os travamentos por causa da memória sejem amenizados.