Memória é o local de retenção electrónico para as instruções e dados que um computador precisa para alcançar rapidamente. É onde a informação é armazenada para uso imediato. A memória é uma das funções básicas de um computador, porque sem ela, um computador não seria capaz de funcionar corretamente. A memória também é utilizada pelo sistema operacional, hardware e software de um computador.
Existem tecnicamente dois tipos de memória do computador: primária e secundária. O termo memória é usado como sinónimo de memória primária ou como abreviatura de um tipo específico de memória primária chamada memória de acesso aleatório (RAM). Este tipo de memória está localizado em microchips que estão fisicamente próximos ao microprocessador de um computador.
Se o processador central de um computador (CPU) tivesse que usar apenas um dispositivo de armazenamento secundário, os computadores se tornariam muito mais lentos. Em geral, quanto mais memória (memória primária) um dispositivo de computação tiver, menos frequentemente o computador deve acessar instruções e dados de formas mais lentas (secundárias) de armazenamento.
Esta imagem mostra como a memória primária, secundária e cache se relacionam entre si em termos de tamanho e velocidade.
Memória vs. armazenamento
O conceito de memória e armazenamento pode ser facilmente confundido com o mesmo conceito; no entanto, existem algumas diferenças distintas e importantes. Em poucas palavras, memória é memória primária, enquanto que armazenamento é memória secundária. Memória refere-se à localização dos dados a curto prazo, enquanto que armazenamento refere-se à localização dos dados armazenados a longo prazo.
Memória é mais frequentemente referida como o armazenamento primário num computador, tal como a RAM. A memória é também onde a informação é processada. Ela permite aos usuários acessar os dados que são armazenados por um curto período de tempo. Os dados só são armazenados por um curto período de tempo porque a memória primária é volátil, o que significa que não é retida quando o computador é desligado.
O termo armazenamento refere-se à memória secundária e é onde os dados em um computador são mantidos. Um exemplo de armazenamento é um disco rígido ou uma unidade de disco rígido (HDD). O armazenamento é não volátil, o que significa que a informação ainda está lá depois de o computador ser desligado e depois ligado novamente. Um programa em execução pode estar na memória primária do computador quando em uso -- para rápida recuperação de informação -- mas quando esse programa é fechado, ele reside na memória secundária ou armazenamento.
Quanto espaço está disponível na memória e armazenamento também difere. Em geral, um computador terá mais espaço de armazenamento do que memória. Por exemplo, um laptop pode ter 8 GB de RAM enquanto tem 250 GB de armazenamento. A diferença no espaço existe porque um computador não precisará de acesso rápido a toda a informação armazenada nele de uma só vez, portanto, alocando aproximadamente 8 GB de espaço para executar programas será suficiente.
Os termos memória e armazenamento podem ser confusos porque o seu uso hoje em dia nem sempre é consistente. Por exemplo, RAM pode ser referido como armazenamento primário -- e os tipos de armazenamento secundário podem incluir memória flash. Para evitar confusão, pode ser mais fácil falar sobre memória em termos de ser volátil ou não volátil -- e armazenamento em termos de ser primário ou secundário.
Como funciona a memória do computador?
Quando um programa está aberto, ele é carregado da memória secundária para a memória primária. Como existem diferentes tipos de memória e armazenamento, um exemplo disso pode ser um programa sendo movido de um drive de estado sólido (SSD) para a RAM. Como o armazenamento primário é acessado mais rapidamente, o programa aberto será capaz de se comunicar com o processador do computador em velocidades mais rápidas. A memória primária pode ser acessada imediatamente de slots de memória temporários ou outros locais de armazenamento.
Memória é volátil, o que significa que os dados na memória são armazenados temporariamente. Quando um dispositivo de computação é desligado, os dados armazenados na memória volátil serão automaticamente apagados. Quando um arquivo é salvo, ele será enviado para a memória secundária para armazenamento.
Existem vários tipos de memória disponíveis para um computador. Funcionará de forma diferente dependendo do tipo de memória primária utilizada, mas em geral, a memória baseada em semicondutores está mais associada à memória. A memória de semicondutores será feita de circuitos integrados com transistores metal-oxido-semicondutores (MOS) baseados em silício.
Tipos de memória de computador
Em geral, a memória pode ser dividida em memória primária e secundária; além disso, há inúmeros tipos de memória quando se discute apenas memória primária. Alguns tipos de memória primária incluem o seguinte
- >forte>Cache memory. Esta área de armazenamento temporário, conhecida como cache, está mais prontamente disponível para o processador do que a fonte de memória principal do computador. Também é chamada de memória da CPU porque normalmente é integrada diretamente no chip da CPU ou colocada em um chip separado com um barramento de interconexão com a CPU.
- RAM. O termo é baseado no fato de que qualquer local de armazenamento pode ser acessado diretamente pelo processador.
- Dynamic RAM. DRAM é um tipo de memória semicondutora que é tipicamente usada pelos dados ou código de programa necessários para um processador de computador funcionar.
- Static RAM. SRAM retém os bits de dados em sua memória pelo tempo em que a energia é fornecida a ele. Ao contrário da DRAM, que armazena bits em células que consistem de um capacitor e um transistor, a SRAM não precisa ser atualizada periodicamente.
- >>forte>Double Data Rate SDRAM. DDR SRAM é uma SDRAM que pode teoricamente melhorar a velocidade do relógio de memória para pelo menos 200 MHz.
- Double Data Rate 4 Synchronous Dynamic RAM. DDR4 RAM é um tipo de DRAM que tem uma interface de alta largura de banda e é o sucessor de suas versões anteriores DDR2 e DDR3. A RAM DDR4 permite menores requisitos de tensão e maior densidade de módulo. É acoplada com velocidades de transferência de dados mais altas e permite módulos de memória dupla em linha (DIMMS) de até 64 GB.
- Rambus Dynamic RAM. DRDRAM é um subsistema de memória que prometeu transferir até 1,6 bilhões de bytes por segundo. O subsistema consiste de RAM, o controlador de RAM, o barramento que conecta a RAM ao microprocessador e dispositivos no computador que o utilizam.>
- Read-only memory. ROM é um tipo de armazenamento de computador contendo dados não voláteis e permanentes que, normalmente, só podem ser lidos e não escritos. ROM contém a programação que permite a um computador iniciar ou regenerar cada vez que é ligado.
- ROM programável. PROM é uma ROM que pode ser modificada uma vez por um utilizador. Ela permite ao utilizador adaptar um programa de microcódigos usando uma máquina especial chamada PROM programmer.
- Erasable PROM. EPROM é uma PROM programável de memória só de leitura que pode ser apagada e reutilizada. O apagamento é causado pelo brilho de uma luz ultravioleta intensa através de uma janela projetada para o chip de memória.
- PROM apagável eletricamente. EEPROM é uma ROM modificável pelo usuário que pode ser apagada e reprogramada repetidamente através da aplicação de tensão elétrica maior que a normal. Ao contrário dos chips EPROM, as EEPROMs não necessitam de ser removidas do computador para serem modificadas. Contudo, um chip EEPROM deve ser apagado e reprogramado na sua totalidade, não selectivamente.
- Memória virtual. Uma técnica de gestão de memória onde a memória secundária pode ser usada como se fosse uma parte da memória principal. A memória virtual usa hardware e software para habilitar um computador a compensar a falta de memória física transferindo temporariamente dados da RAM para o armazenamento em disco.
Linha do tempo da história e evolução da memória do computador
No início dos anos 40, a memória só estava disponível até alguns bytes de espaço. Um dos sinais mais significativos de progresso durante este período foi a invenção da memória da linha de atraso acústico. Esta tecnologia permitiu que as linhas de atraso pudessem armazenar bits como ondas sonoras em mercúrio, e os cristais de quartzo pudessem agir como transdutores para ler e escrever bits. Este processo podia armazenar algumas centenas de milhares de bits. No final dos anos 40, a memória não volátil começou a ser pesquisada, e a memória de núcleo magnético - que permitiu a recuperação da memória após uma perda de energia - foi criada. Nos anos 50, esta tecnologia tinha sido melhorada e comercializada e levou à invenção da PROM em 1956. A memória de núcleo magnético tornou-se tão difundida que foi a principal forma de memória até os anos 60.
Transistores de efeito de campo metal-oxido-semicondutor, também conhecidos como memória MOS semicondutora, foi inventada em 1959. Isto permitiu o uso de transistores MOS como elementos para o armazenamento de células de memória. A memória MOS era mais barata e precisava de menos energia em comparação com a memória de núcleo magnético. A memória bipolar, que usava transistores bipolares, começou a ser usada no início dos anos 60.
Em 1961, Bob Norman propôs o conceito de memória de estado sólido sendo usada em um chip de circuito integrado (CI). A IBM trouxe a memória para o mainstream em 1965. Entretanto, os usuários achavam que a memória de estado sólido era muito cara para ser usada na época, em comparação com outros tipos de memória. Outros avanços durante o início a meados dos anos 60 foram a invenção da SRAM bipolar, a introdução da DRAM pela Toshiba em 1965 e o uso comercial da SRAM em 1965. A célula DRAM de um transístor foi desenvolvida em 1966, seguida por um dispositivo semicondutor MOS usado para criar a ROM em 1967. De 1968 até o início dos anos 70, a memória MOS tipo N (NMOS) também começou a se popularizar.
No início dos anos 70, a memória baseada em MOS começou a ser muito mais utilizada como uma forma de memória. Em 1970, a Intel tinha o primeiro chip comercial DRAM IC. Um ano depois, a PROM apagável foi desenvolvida e a EEPROM foi inventada em 1972.