A memória do computador, também conhecida como memória principal ou memória primária, fornece armazenamento temporário para tarefas computacionais, tornando-a essencial para a operação de um computador. Os dados são armazenados na memória para que possam ser enviados para a unidade de processamento central (CPU, Central Processing Unit) para cálculos e um aplicativo possa recuperar dados quando necessário.
Como funciona a memória do computador?
A memória do computador é uma série de transistores e capacitores desenvolvidos como circuitos. Cada célula em um circuito contém um bit, que é um valor binário de 1 ou 0. Para simplificar, vamos nos concentrar em como funciona em um computador pessoal típico com o tipo mais simples de memória de computador, a memória de acesso aleatório (RAM, random access memory).
O capacitor na célula armazena o bit e o transistor atualiza e recarrega continuamente o capacitor para que ele armazene dados até que a energia seja desligada. Os circuitos são soldados em uma placa, e a placa representa RAM com capacidade de armazenamento de 8G, 16GB, 32GB ou 64GB. A placa desliza para um soquete de RAM na placa-mãe do computador, normalmente adjacente ao soquete da CPU.
Para uma computação eficaz, a memória primária (RAM, Primary Memory) e a mídia de armazenamento não volátil trabalham juntas para garantir o desempenho e a persistência dos dados. A memória primária é volátil, mas é rápida e garante que um computador responda rapidamente às entradas e solicitações do usuário do sistema operacional. O armazenamento secundário não é tão rápido quanto a memória primária, mas preserva os dados mesmo depois que o computador é desligado. Como a memória primária é mais rápida e densa com células de memória, ela é mais cara do que o armazenamento secundário.
Por que a RAM é importante?
Sem RAM, um computador precisaria recuperar dados de um drive e enviá-los para a CPU. Embora as memórias persistentes tenham ficado mais rápidas ao longo dos anos, a RAM ainda é mais rápida e um dispositivo de comunicação direta para a CPU recuperar dados. Todos os computadores, incluindo estações de trabalho, desktops, mainframes, servidores, dispositivos móveis, smartphones e laptops, têm algum tipo de RAM instalada.
Os diferentes tipos de memória de computador
Entender os vários tipos de memória de computador é essencial para entender a funcionalidade e o desempenho dos sistemas de computação. Aqui, nos aprofundamos nas diferentes formas de memória, lançando luz sobre suas características e propósitos distintos.
Memória de acesso aleatório (RAM, Random Access Memory)
A RAM é um tipo de memória volátil, o que significa que ela perde seus dados quando o sistema é desligado. Ela é usada para o armazenamento temporário de dados, permitindo que a unidade de processamento central (CPU, Central Processing Unit) acesse e processe dados rapidamente.
Memória de acesso aleatório por vídeo (VRAM, Video Random Access Memory)
A VRAM é uma memória gráfica dedicada usada para armazenar dados de imagem e vídeo, facilitando a renderização mais rápida e o melhor desempenho gráfico.
Memória estática de acesso aleatório (SRAM, Static Random Access Memory)
A SRAM é um tipo de memória volátil que retém dados enquanto a energia é fornecida, oferecendo velocidades de acesso mais rápidas em comparação com a DRAM, embora a um custo mais alto.
Memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM, Dynamic Random Access Memory)
A DRAM é um tipo de memória volátil que armazena cada bit de dados em um capacitor separado dentro de uma célula de memória, o que requer atualização periódica para manter os dados. Ela é mais lenta do que a SRAM, mas amplamente usada devido à sua economia e densidade mais alta, tornando-a uma escolha adequada para a memória do sistema principal, onde grandes capacidades são necessárias.
Memória somente leitura (ROM)
Ao contrário da RAM, a ROM não é volátil, mantendo seus dados mesmo quando desligada. Ele armazena as informações essenciais necessárias para inicializar o computador.
Memória de cache
A memória de cache é uma memória volátil de alta velocidade que fornece acesso a dados de alta velocidade à CPU e melhora a velocidade e o desempenho do computador.
Memória virtual
A memória virtual é uma seção da memória volátil criada temporariamente na unidade de armazenamento. Ela é usada quando a RAM está cheia.
Memória flash
A memória flash é um tipo de memória não volátil usado para armazenar e transferir dados entre dispositivos digitais e sistemas de computador.
Memória de classe de armazenamento (SCM, Storage-Class Memory)
O SCM é um tipo de memória não volátil que oferece alta velocidade, baixa latência e armazenamento de dados persistente, preenchendo a lacuna entre a RAM e o armazenamento tradicional.
Cada um desses tipos de memória desempenha um papel essencial na operação e na eficiência dos sistemas de computação, contribuindo para o desempenho e a funcionalidade geral.
Os limites da RAM
Embora a RAM seja necessária para um computador funcionar, ela não tem persistência. Os dados não ficam mais disponíveis depois que o computador é desligado. Os bits usados para armazenar dados de maneira rápida e eficiente na RAM exigem uma fonte de alimentação uniforme para persistir. A RAM representa a memória primária, que é rápida e altamente disponível para a CPU recuperar dados de aplicativos e realizar cálculos para saída rápida. No entanto, para armazenamento de longo prazo, é necessária uma mídia de armazenamento persistente.
Memória primária vs. armazenamento primário vs. armazenamento secundário
A terminologia em torno da memória e do armazenamento muitas vezes pode se entrelaçar, levando à confusão. É essencial delinear entre memória primária, armazenamento primário e armazenamento secundário para compreender suas funções distintas na arquitetura de computadores.
Memória primária:
- Também conhecida como memória principal
- Compreende memória de acesso aleatório (RAM, random access memory) e memória somente leitura (ROM, read-only memory)
- A RAM é volátil, o que significa que perde dados quando a energia é desligada.
- A memória somente leitura (ROM, Read-Only Memory) não é volátil e retém dados, mesmo na ausência de energia.
- A memória primária é diretamente acessível pela CPU, facilitando o acesso e a manipulação rápidos de dados.
Armazenamento primário:
- É frequentemente confluída com a memória primária, mas é um termo mais amplo que também inclui pools de armazenamento de nível corporativo, como arrays de estado sólido (SSAs, Solid-State Arrays), armazenamento definido por software (SDS, Software-Defined Storage) ou arrays de armazenamento híbrido
- Abrange a memória primária e pode incluir outras formas de armazenamento que são diretamente acessíveis pela CPU
- Funciona como uma ponte entre a CPU e o armazenamento secundário, garantindo transferência e processamento tranquilos de dados
Armazenamento secundário:
- Também conhecido como armazenamento externo ou auxiliar
- Inclui mídia de armazenamento não volátil, como unidades de disco rígido (HDDs, Hard-Disk Drives), unidades de estado sólido (SSDs, Solid-State Drives) e discos ópticos
- Não acessível diretamente pela CPU; os dados precisam ser transferidos para a memória primária para processamento.
- Usada para armazenamento e backup de dados de longo prazo, ostentando maiores capacidades de armazenamento a um custo menor em comparação com a memória primária
Os dados armazenados na memória primária volátil são apagados depois que o computador é desligado, para que os usuários possam preservar seus documentos, fotos, notas, vídeos e quaisquer outros dados usando mídia de armazenamento não volátil. Se você fechar um arquivo sem salvá-lo primeiro, perderá as alterações à medida que o computador remover os dados aplicáveis da RAM. Os usuários têm várias opções de armazenamento secundário, incluindo unidades de disco internas, unidades de disco externas, DVDs graváveis, unidades flash USB ou armazenamento na nuvem. No datacenter, o armazenamento primário se refere a pools de armazenamento de dispositivos de mídia de armazenamento desenvolvidos para dar suporte a cargas de trabalho de alto desempenho que exigem tempo de resposta rápido e cargas de trabalho de dados estruturados sensíveis a IOPS.
Conclusão
A memória do computador é parte integrante de qualquer sistema de computação, servindo como espaço de armazenamento intermediário onde os dados são mantidos temporária ou permanentemente para acesso ou recuperação rápidos. Ela é composta por vários tipos, cada um desenvolvido para executar funções específicas em conjunto com a CPU. Os tipos de memória variam de voláteis, como a RAM, que perde dados quando a energia é cortada, a não voláteis, como a ROM e a memória de classe de armazenamento, que retêm dados mesmo na falta de energia. O gerenciamento eficiente e a acessibilidade da memória são essenciais para o processamento e a recuperação rápidos de dados, sustentando o desempenho e a funcionalidade do sistema de computador.
Procurando um meio feliz entre a memória primária e o armazenamento secundário para seu datacenter? A Pure Storage integra o software de DirectMemory Cache ao sistema operacional principal do FlashArray e permite aproveitar o SCM para melhorar o desempenho de leitura essencial para bancos de dados, análises e relatórios. Isso foi especialmente desenvolvido para cargas de trabalho de alto desempenho e leitura intensiva em conjuntos de dados que variam de 3TB a 6TB Com os módulos DirectMemory, você pode melhorar o desempenho de leitura tanto no FlashArray//X quanto no FlashArray//XL, otimizando a eficiência sem reduzir o orçamento.
