Um dos upgrades mais comuns é o de memória. Em geral quando é feito, o computador se torna mais rápido, mas isso depende muito dos programas e da quantidade original de memória. Por exemplo, aumentar de 64 MB para 128 MB em um PC moderno, resultará em aumento de desempenho. Já uma expansão de 256 MB para 512 MB provavelmente não trará melhoramentos, a menos que sejam usados muitos programas de forma simultânea, que exijam muita memória. Felizmente temos como verificar previamente se uma expansão de memória se faz necessária, como mostraremos no final deste capítulo.

Quando um PC tem muita memória, o sistema operacional pode usar uma parte desta memória como cache de disco, o que aumenta bastante o desempenho do disco rígido. No capítulo 7 mostramos como fazer este ajuste.

Muitos usuários têm dificuldades para conseguir memórias que já se tornaram raras. Em algumas cidades vendem memórias PC133 mas não vendem PC100 nem PC66. Em micros um pouco mais antigos, a inexistência de módulos FPM e EDO impede o upgrade. Uma solução definitiva para o problema é comprar memórias através da Kingston (www.kingston.com.br). Suas memórias são um pouco mais caras que as genéricas mais vendidas no Brasil, mas têm garantia lifetime e são disponíveis em todos os modelos, até os mais antigos. Desta forma não precisamos recorrer ao mercado de peças de segunda mão, que é pouco confiável.

Cuidado com a eletricidade estática!

Este é um detalhe tão importante que temos que citá-lo no início do capítulo. As memórias, assim como todos os componentes eletrônicos usados nos computadores, são extremamente sensíveis à eletricidade estática, podendo ser danificados com facilidade. Alertamos nossos leitores sobre este problema desde nossos primeiros livros, lançados a partir de 1991. Tome as precauções usuais ao manusear as memórias:

1) Antes de manusear as memórias, descarregue a eletricidade estática das suas mãos. Isto pode ser feito tocando as duas mãos na carcaça metálica da fonte de alimentação (não pintada) ou da chapa metálica interna do gabinete do computador. Se você trabalhar profissionalmente, é recomendável usar uma pulseira anti-estática.

2) Ao manusear os módulos de memória, não toque nos seus chips nem no seu conector. A figura 2 mostra as formas correta e errada de manusear as memórias.

Leitura e escrita

Podemos dividir as memórias em duas grandes categorias: ROM e RAM. Em todos os computadores encontramos ambos os tipos. Cada um desses dois tipos é por sua vez, dividido em várias outras categorias.

ROM

ROM significa read only memory, ou seja, memória para apenas leitura. É um tipo de memória que, em uso normal, aceita apenas operações de leitura, não permitindo a realização de escritas. Outra característica da ROM é que seus dados não são perdidos quando ela é desligada. Ao ligarmos novamente, os dados estarão lá, exatamente como foram deixados. Dizemos então que a ROM é uma memória não volátil. Alguns tipos de ROM aceitam operações de escrita, porém isto é feito através de programas apropriados, usando comandos de hardware especiais. Uma típica aplicação da ROM é o armazenamento do BIOS do PC, aquele programa que entra em ação assim que o ligamos. Este programa testa a memória, inicializa o hardware e inicia a carga do sistema operacional.

Normalmente não fazemos o upgrade de ROMs, mas é comum um upgrade de software nessas memórias, que consiste na atualização do seu programa armazenado. Podemos citar o caso mais comum, que é o upgrade de BIOS.

RAM

Significa random access memory, ou seja, memória de acesso aleatório. Este nome não dá uma boa idéia da finalidade deste tipo de memória, talvez fosse mais correto chamá-la de RWM (read and write memory, ou memória para leitura e escrita). Além de permitir leituras e escritas, a RAM tem outra característica típica: trata-se de uma memória volátil, ou seja, seus dados são apagados quando é desligada. Resumindo, as principais características da ROM e da RAM são:

Encapsulamentos de ROMs

Quase sempre você irá encontrar ROMs fabricadas com encapsulamento DIP cerâmico ou plástico, como vemos na figura 4.

O encapsulamento DIP (dual in-line package) cerâmico é mais utilizado pelas ROMs do tipo EPROM (ou UV-EPROM). Essas ROMs possuem uma janela de vidro, através da qual os dados podem ser apagados através de raios ultra-violeta. Depois de apagadas, podem ser novamente gravadas. Em uso normal esta janela deve permanecer tampada por uma etiqueta. Portanto nunca retire a etiqueta da ROM expondo sua janela de vidro, pois ela pode ser apagada por exposição prolongada à luz natural.

Podemos ainda encontrar ROMs com outros encapsulamentos diferentes do DIP, como o PLCC (plastic leadless chip carrier), mostrado na figura 5. Este tipo de ROM é muito encontrado em modems e nas placas de CPU modernas.

Encapsulamento das RAMs

Os chips de memória RAM também podem ser encontrados em diversos formatos, sendo que o mais comum é o encapsulamento SOJ (small outline package J-lead), mostrado na figura 6. Você encontrará com freqüência este encapsulamento nos chips que formam os módulos de memória e nos que forma a memória de vídeo, encontrados em placas de vídeo.

Também é comum encontrar chips de RAM com encapsulamento QFP (quad flatpack). São usados por chips que formam a cache L2 em placas de CPU com cache externa, e nos chips que formam a memória de vídeo.

Apresentamos esses chips por razões meramente ilustrativas. Quem está preocupado apenas em realizar upgrades não precisará se envolver diretamente com esses chips de memória.

Encapsulamento de módulos de memória

Até o início dos anos 90, as memórias dos PCs usavam encapsulamento DIP e eram instaladas, chip por chip. Os módulos de memória foram criados para facilitar a sua instalação. É muito mais rápido conectar um módulo de memória que instalar um grande número de chips avulsos.

Os primeiros módulos de memória eram chamados SIPP (single inline pin package), e foram lançados em meados dos anos 80. Este módulo era uma pequena placa com chips de memória e terminais (“perninhas”) para encaixe no soquete apropriado. Mais tarde surgiram os módulos SIMM (single inline memory module). Ao invés de utilizar terminais de contato como o SIPP, esses módulos têm um conector na sua borda. Os módulos SIPP caíram em desuso já no início dos anos 90.

Os módulos SIPP e os primeiros módulos SIMM forneciam 8 bits simultâneos e precisavam ser usados em grupos para formar o número total de bits exigidos pelo processador. Processadores 386 e 486 utilizam memórias de 32 bits, portanto os módulos SIMM eram usados em grupos de 4. Por exemplo, 4 módulos iguais, com 4 MB cada um, formavam  um banco de 16 MB, com 32 bits.

Os módulos SIMM usados até então tinham 30 contatos, portanto eram chamados de SIMM/30, ou módulos SIMM de 30 vias (ou 30 pinos). Ainda eram bastante comuns em meados dos anos 90, mas já existiam na época, módulos SIMM de 72 vias (SIMM/72), que forneciam 32 bits simultâneos. Em placas de CPU 486, um único módulo SIMM/72 formava um banco de memória com 32 bits.

Os módulos SIMM/72, apesar de serem mais práticos que os SIMM/30, eram pouco utilizados, até o lançamento do processador Pentium. O Pentium trabalha com memórias de 64 bits, portanto dois módulos SIMM/72 iguais formam um banco de 64 bits. Já em 1996 era praticamente impossível encontrar à venda módulos SIMM/30, exceto no mercado de peças usadas.

Visando uma integração de componentes ainda maior, foram criados módulos que fornecem 64 bits simultâneos. Esses módulos são chamados DIMM/168 (dual inline memory module), e possuem 168 vias. Um único módulo DIMM/168 forma um banco de memória com 64 bits.

Muitas placas de CPU Pentium produzidas entre 1995 e 1997 usavam módulos COAST (Cache on a Stick). Este tipo de módulo era usado para formar a memória cache de algumas placas de CPU Pentium, e também de algumas placas de CPU 486 e 586 produzidas naquela época. Note que os módulos COAST para placas de CPU Pentium são um pouco diferentes dos utilizados para placas de CPU 486/586, porém com chips diferentes. A diferença é mostrada na figura 11.

Dois novos tipos de memória passaram a ser comuns a partir de 2001. São as memórias RAMBUS (RDRAM) e as memórias DDR SDRAM. Memórias RAMBUS usam o o encapsulamento RIMM de 184 vias (figura 12). Este tipo de módulo pode ter uma chapa metálica cobrindo seus chips. Esses módulos têm tamanho similar ao dos módulos DIMM/168, cerca de 13 centímetros. Entretanto não existe risco de conexão em um soquete errado, já que as duas fendas existentes do conector só se ajustam aos soquetes apropriados.

Também bastante parecidos são os módulos DIMM/184, utilizados pelas memórias DDR SDRAM. A medida é similar à dos módulos DIMM/168 e RIMM/184, mas esses módulos também possuem um chanfro característico que impede o seu encaixe em um soquete errado.

Observe que antes de fazer um upgrade de memória, temos que saber quais são os tipos de memórias suportadas pela placa de CPU. Por exemplo, muitas placas de CPU para Pentium 4 operam com RDRAM, outras com DDR SDRAM, e outras com SDRAM. Podemos encontrar placas de CPU para Athlon e Duron que operam com SDRAM, outras com DDR SDRAM, outras com ambos os tipos. As placas para Pentium III e Celeron normalmente aceitam apenas SDRAM. Placas de CPU para processadores mais antigos podem operar com SDRAM, outras com memórias SIMM/72 (FPM ou EDO), outras aceitam ambos os tipos. Quando uma placa de CPU suporta mais de um tipo de memória, o ideal é que seja escolhido para uma expansão, aquele de maior desempenho. Cada caso é um caso, e discutiremos isso posteriormente neste capítulo.

RAMs estáticas e dinâmicas

RAMs podem ser divididas em duas grandes categorias: RAMs estáticas (SRAM) e RAMs dinâmicas (DRAM). A DRAM é a memória usada em larga escala nos PCs. Quando dizemos que um PC possui, por exemplo, 128 MB, tratam-se de 128 MB de DRAM. São memórias baratas e compactas, o que é um grande atrativo. Por outro lado, são relativamente lentas, o que é uma grande desvantagem. Por esta razão, os PCs utilizam em conjunto com a DRAM, uma memória especial, mais veloz, cha­mada cache, que serve para acelerar o desempenho da DRAM. Há poucos anos, a chamada cache L2 era formada por chips de SRAM, localizados na placa de CPU. Atualmente a cache L2 faz parte do núcleo dos processadores modernos.

A DRAM por sua vez pode ser subdividida em outras categorias, sendo as princi­pais (em ordem cronológica):

• DRAM

• FPM DRAM

• EDO DRAM

• SDRAM

• DDR SDRAM

• RDRAM

A DRAM não é caracterizada pela rapidez, e sim pelo baixo custo, aliado à alta capacidade, em comparação com a SRAM. A alta capacidade é devida ao fato das suas células de memória serem mais simples. Com células mais simples, é possível criar chips com maior número de células de memória.

As RAMs estáticas são muito utilizadas para formar a cache L2 externa, em placas de CPU para processadores que não possuem esta cache intergrada. Os módulos COAST, por exemplo, já citados neste capítulo, são formados por chips de RAM estática.

Comparando SRAM e DRAM

Já citamos algumas diferenças fundamentais entre a SRAM e a DRAM. Vamos resumir essas características na tabela abaixo. Como mostra a tabela, a DRAM leva vantagem em todos os pontos, exceto na velocidade. Esta desvantagem é compensada com o uso de memória cache. A lentidão da DRAM é resultado da sua natureza capacitiva.

DRAMs FPM e EDO

As memórias dinâmicas usadas nos PCs produzidos nos últimos anos dividem-se em várias categorias. Nos PCs mais recentes, encontramos memórias SDRAM, DDR SDRAM e RDRAM. Nos PCs um pouco mais antigos (1994-1997), encontramos memórias DRAM dos tipos FPM (Fast Page Mode) e EDO (Extended Data Out).

FPM DRAM

A principal característica da FPM DRAM é que os seus acessos são feitos em grupos de 4 transferências. A primeira transferência é tão demorada quanto a de uma DRAM comum, mas as três transferências seguintes são mais rápidas. Por exemplo, pode demorar 100 ns para acessar o primeiro dado, e 40 ns para acessar cada um dos três dados seguintes.

O tempo de acesso de uma FPM DRAM deve estar relacionado com o clock do processador. A duração de um ciclo de clock depende do clock utilizado pelo chipset, que em geral é o mesmo clock externo do processador:

De um modo geral, para obter o valor do período, dado em ns, basta dividir 1000 pelo número de MHz. Considere por exemplo um Pentium-200, operando com clock externo de 66 MHz, ou seja, ciclos de 15 ns. Todas as suas operações são feitas em múltiplos de 15 ns, ou seja, 15 ns é a sua unidade básica de tempo. Aquela FPM DRAM que precisa operar com a temporização 100/40/40/40, será controlada pelo chipset com a temporização 7-3-3-3. São 7x15 = 105 ns para o primeiro acesso e 3x15 = 45 ns para cada um dos acessos seguintes.

EDO DRAM

Bastante comum a partir de 1995, a EDO (Extended Data Out) DRAM é obtida a partir de um melhoramento de engenharia nas memórias FPM DRAM. A idéia é bastante simples. Após completar um ciclo de leitura e fornecer os dados lidos, pode dar início a um novo ciclo de leitura, mas mantendo em suas saídas, os dados da leitura anterior. O resultado é uma economia de tempo, o que equivale a um aumento de velocidade. É suportada por todas as placas de CPU Pentium, a partir das que apresentam o chipset i430FX. As primeiras placas de CPU Pentium II também as suportavam, porém essas memórias caíram em desuso, sendo logo substituídas pela SDRAM tão logo o Pentium II se tornou comum (1998).

Módulos de memória EDO DRAM utilizaram muito o encapsulamento SIMM/72 (assim como a FPM DRAM). Também é possível encontrar módulos de memória EDO DRAM usando o encapsulamento DIMM/168, porém são mais raras nesta versão.

Reconhecendo a diferença entre FPM DRAM e EDO DRAM

Nem sempre é fácil reconhecer à primeira vista, a diferença entre memórias FPM e EDO. Se o módulo for do tipo SIMM/30 ou SIPP/30, é do tipo FPM. A confusão ocorre com módulos SIMM/72 produzidos entre 1994 e 1997, comuns em placas de CPU 386, 486 e nas primeiras placas de CPU Pentium. Placas de CPU 386 não funcionavam com memórias EDO, e placas de CPU 486 também normalmente não, mas existem alguns modelos que suportam tanto FPM quanto EDO. Já as primeiras placas de CPU Pentium com soquetes SIMM/72 suportavam tanto memórias FPM quanto EDO. O BIOS dessas placas era capaz de detectar o tipo de memória instalado em cada banco e configurar o chipset para acessos de acordo com o tipo detectado.

Alguns módulos de EDO DRAM apresentam uma etiqueta indicadora “EDO”, como na figura 14. Este é um indício para diferenciar memórias EDO das memórias FPM, mas não nos deixa livres de falsificações, já que qualquer revendedor inescrupuloso pode produzir etiquetas falsas. Felizmente esta falsificação não é comum, já que as memórias EDO e FPM têm preços similares.

Em alguns casos é possível diferenciar entre FPM e EDO de acordo com a numeração dos chips. Muitos fabricantes usam para os chips FPM DRAM, números terminandos com 0, enquanto os chips EDO têm seus números terminados com 5. A tabela abaixo mostra os principais fabricantes e os sufixos utilizados para cada tipo de DRAM: