A memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM, Dynamic random access memory) é um tipo de memória primária usada para armazenar temporariamente informações para enviar a uma unidade de processamento central (CPU, Central Processing Unit) e retornar a um aplicativo para fornecer saída aos usuários. A memória do computador é um componente importante em desktops e dispositivos móveis, mas o tipo e a velocidade da DRAM determinam o desempenho de um computador.
A DRAM é uma forma de armazenamento volátil que mantém informações enquanto o computador estiver ligado. A DRAM é uma série de circuitos que armazena dados para aplicativos ou para a CPU usar para cálculos. A diferença entre unidades e DRAM é que a DRAM é o armazenamento primário que não persiste após uma queda de energia, enquanto as unidades de armazenamento são armazenamento secundário que persiste mesmo depois que a energia é desligada.
Quais são as características da DRAM?
Como um meio de memória volátil, as características definidoras da DRAM incluem:
- Memória volátil: A DRAM retém dados somente quando ligada. Quando a energia é desligada, as informações armazenadas são perdidas.
- Ciclos de atualização: As células DRAM precisam ser atualizadas periodicamente para manter a integridade dos dados, pois tendem a vazar carga ao longo do tempo.
- Velocidade: A DRAM é mais rápida do que a mídia de armazenamento secundário não volátil, como HDDs e SSDs, mas mais lenta do que a RAM estática (SRAM), que é o segundo tipo principal de RAM.
A DRAM recebe seu nome da necessidade de atualizar ciclos para manter a integridade dos dados. Embora não seja tão rápido quanto a SRAM, a desvantagem é um custo menor e um consumo de energia.
Para que a DRAM é usada?
Todos os computadores precisam de uma forma de armazenamento temporário, e a memória de acesso aleatório dinâmica costuma ser a principal escolha para os fabricantes. Os fabricantes de servidores, desktops e dispositivos móveis instalam um tipo de DRAM em seus dispositivos. Qualquer computador moderno provavelmente tem DRAM instalada como parte de sua criação para armazenamento volátil necessário em qualquer aplicativo.
As placas de vídeo também usam DRAM. Uma placa de vídeo tem uma unidade de processamento gráfico (GPU ) usada para ajudar na renderização e processamento de imagens e vídeos. A DRAM é usada na memória da placa de vídeo para fornecer cálculos sem interromper a CPU. Como as GPUs realizam cálculos em conjunto com uma CPU, elas aceleram a renderização de gráficos e jogos.
Como funciona a DRAM?
Uma célula de memória na DRAM contém um transistor e um capacitor e armazena um bit. Cada célula de memória armazena um pouco de dados, e o transistor é responsável por carregar o capacitor quando um bit precisa ser armazenado. Quando o computador está pronto para armazenar dados, ele envia uma carga para o transistor. A carga inicia o armazenamento de bits e a célula de memória é recarregada a cada poucos milissegundos para garantir que os dados não sejam perdidos. Os capacitores perdem a carga lentamente, então um circuito de atualização externo regrava os dados no capacitor e atualiza a carga. A DRAM tem um número finito de bits que pode armazenar, mas o número de circuitos determina a quantidade de bits que a DRAM pode armazenar. Um único chip DRAM geralmente armazena 8GB, 16GB, 32GB ou 64GB
Os computadores funcionam com o sistema de números binários, que é uma série de unidades e zeros. No entanto, ao trabalhar com manutenção de memória e atribuição de dados, os endereços DRAM são apresentados em notação hexadecimal, que é um sistema de número base 16. Um chip DRAM contém uma matriz de bancos de memória dispostos em linhas e colunas. Na interseção de uma linha e coluna está o capacitor contendo um bit. Quando a CPU precisa de dados da DRAM, uma unidade de controle recupera bits e os envia para a CPU. A CPU envia a saída de volta para a unidade de controle, que a envia para a DRAM para armazenamento para uso do aplicativo.
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Comparações de velocidade DRAM
Então, onde a DRAM se encaixa no mundo mais amplo do armazenamento? Nesta seção, analisaremos mais detalhadamente algumas comparações comuns de velocidade para ter uma ideia geral de como a DRAM se compara a outros tipos de mídia de armazenamento.
DRAM vs. HDDs e SSDs
Como uma mídia de armazenamento não volátil, a DRAM é inerentemente mais rápida do que a mídia de armazenamento persistente, como HDDs e SSDs. Há dois gargalos principais que atualmente impedem que o armazenamento persistente atinja as velocidades da mídia de armazenamento volátil, como a DRAM:
- Físico: As gravações de armazenamento DRAM ocorrem como mudanças de estado puramente elétricas usando uma combinação de transistores e capacitores. A capacidade de armazenar dados na ausência de energia (ou seja, não volatilidade) custa depender de outros mecanismos.
- Interface: SSDs e HDDs devem falar com uma CPU por meio de um controlador e uma interface. O armazenamento persistente normalmente não tem uma linha direta para a CPU.
Dito isso, os engenheiros estão encontrando novas maneiras de fechar a lacuna de velocidade entre o armazenamento secundário e o primário. Saiba como um novo tipo de memória chamado memória de classe de armazenamento (SCM, Storage-Class Memory) está trabalhando para fechar essa lacuna.
DRAM x SRAM
A memória de acesso aleatório (SRAM, random access memory) estática é a outra forma principal de RAM disponível para sistemas de computador. A SRAM é mais rápida do que a DRAM, por isso é usada no armazenamento em cache de dados. Dados em cache são informações rápidas e prontamente disponíveis para uma CPU processar para melhorar o desempenho de um computador. A SRAM também usa apenas transistores e não contém capacitores.
A SRAM é mais volátil do que a DRAM, mas também é mais rápida e normalmente presente na CPU. Os fabricantes de computadores não precisam instalar a SRAM, pois ela está integrada à CPU, enquanto a DRAM deve ser instalada ao criar o computador. A SRAM tem seis transistores, e sua proximidade à CPU e acesso rápido a torna mais rápida e necessária para armazenamento em cache.
DRAM x SDRAM
A memória de acesso aleatório dinâmica síncrona (SDRAM, Synchronous DRAM) é uma geração de memória de computador que pode ser sincronizada com a velocidade de clock da CPU. A correspondência da velocidade do relógio melhora o desempenho do intercâmbio de dados entre a CPU e a memória do computador. Como a SDRAM é síncrona, os blocos de bancos de memória podem realizar troca de dados simultaneamente, permitindo que mais dados sejam processados em velocidades mais rápidas do que a DRAM padrão.
DRAM x DDR
A próxima geração de memória de computador é DDR, ou SDRAM de taxa de dados dupla. A DDR é mais rápida com base na troca de dados enviados durante o aumento e a queda do relógio interno da CPU, que envia o dobro dos dados de SDRAM. A DDR tem um multiplicador de velocidade de clock. Por exemplo, a DDR2 multiplica a velocidade do relógio por 2. A DDR4 tem quatro vezes a velocidade do relógio. Velocidades de clock mais altas significam que mais dados podem ser trocados em velocidades mais rápidas.
Conclusão
Cada computador desktop e dispositivo móvel usa uma geração de DRAM para potencializar o armazenamento primário volátil. A geração de DRAM usada em um dispositivo determinará a velocidade dos aplicativos e a saída de qualquer atividade. Mesmo quando você provisiona servidores para seu ambiente de rede, muitas vezes escolhe a memória. É essa memória que afeta a velocidade do servidor e o desempenho dos seus aplicativos.
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