Memória

Depois do processador, temos a memória RAM, usada por ele para armazenar os arquivos e programas que estão sendo executados, como uma espécie de mesa de trabalho. 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.

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.

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. Você pode instalar um pente de 512 MB junto com o de 256 MB que veio no micro para ter um total de 768 MB, por exemplo.

Módulo DDR

Ao contrário do processador, que é extremamente complexo, os chips de memória são formados pela repetição de uma estrutura bem simples, formada por um par de um transístor e um capacitor. Um transístor solitário é capaz de processar um único bit de cada vez, e o capacitor permite armazenar a informação por um certo tempo. Essa simplicidade faz com que os pentes de memória sejam muito mais baratos que os processadores, principalmente se levarmos em conta o número de transistores.

Um pente de 1 GB é geralmente composto por 8 chips, cada um deles com um total de 1024 megabits, o que equivale a 1024 milhões de transistores. Um Athlon 64 X2 tem “apenas” 233 milhões e custa bem mais caro que um pente de memória.

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. Por não serem mais fabricados, eles são atualmente muito mais raros e caros que os DDR, algo semelhante ao que aconteceu com os antigos pentes de 72 vias, usados na época do Pentium 1.

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 (a menos que você use um alicate e um martelo, mas a placa provavelmente não vai funcionar mais depois ;).

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 freqüência dos chips de memória propriamente ditos. Isso permite que sejam realizadas duas operações de leitura por ciclo, acessando dois endereços diferentes.

Como a capacidade de realizar duas transferências por ciclo introduzida nas memórias DDR foi preservada, as memórias DDR2 são capazes de realizar um total de 4 operações de leitura por ciclo, uma marca impressionante :). Existem ainda alguns ganhos secundários, como o menor consumo elétrico, útil em notebooks.

Os pentes de memória DDR2 são incompatíveis com as placas-mãe antigas. Eles possuem um número maior de contatos (um total de 240, contra 184 dos pentes DDR), e o chanfro central é posicionado de forma diferente, de forma que não seja possível instalá-los nas placas antigas por engano. Muitos pentes são vendidos com um dissipador metálico, que ajuda na dissipação do calor e permite que os módulos operem a freqüências mais altas.

Módulo DDR2

Algumas placas (geralmente modelos de baixo custo) possuem dois tipos de soquete, permitindo usar módulos SDR e DDR, DDR e DDR2 ou DDR2 e DDR3 de acordo com a conveniência, mas sem misturar os dois tipos. Elas são comuns durante os períodos de transição, quando uma tecnologia de memória é substituída por outra e podem ser uma opção interessante, já que permitem aproveitar os módulos antigos.

De qualquer forma, apesar de toda a evolução a memória RAM continua sendo muito mais lenta que o processador. Para atenuar a diferença, são usados dois níveis de cache, incluídos no próprio processador: o cache L1 e o cache L2.

O cache L1 é extremamente rápido, trabalhando próximo à freqüência nativa do processador. Na verdade, os dois trabalham na mesma freqüência, mas são necessários alguns ciclos de clock para que a informação armazenada no L1 chegue até as unidades de processamento. No caso do Pentium 4, chega-se ao extremo de armazenar instruções já decodificadas no L1: elas ocupam mais espaço, mas eliminam este tempo inicial.

De uma forma geral, quanto mais rápido o cache, mais espaço ele ocupa e menos é possível incluir no processador. É por isso que o Pentium 4 inclui apenas um total de 20 KB desse cache L1 ultra-rápido, contra os 128 KB do cache um pouco mais lento usado no Sempron.

Em seguida vem o cache L2, que é mais lento tanto em termos de tempo de acesso (o tempo necessário para iniciar a transferência) quanto em largura de banda, mas é bem mais econômico em termos de transistores, permitindo que seja usado em maior quantidade.

O volume de cache L2 usado varia muito de acordo com o processador. Enquanto a maior parte dos modelos do Sempron utilizam apenas 256 KB, os modelos mais caros do Core 2 Duo possuem 4 MB completos.