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Memória do computador, Memória principal, Memória cache - Coggle Diagram
Memória do computador
Características dos sistemas de memória
Unidade de transferência
Memória interna
Número de linhas elétricas do módulo de memória
Frequentemente é maior que o tamanho da palavra
Conceitos
Palavra
Unidade “natural” de organização da memória
Unidades endereçáveis
por palavra ou por byte
2^nbits endereços
Unidade de transferência
Memória principal
número de bits lidos ou escritos
na memória de uma só vez
Memória secundária
Unidades maiores
Blocos
Método de acesso
Direto
Blocos individuais possuem endereço exclusivo
Saltando para vizinhança
Mais busca sequencial
Tempo dependente do anterior
Exemplo: Disco
Aleatório
Cada local tem um mecanismo de endereçamento exclusivo
Tempo de acesso é constante
Exemplo: RAM
Sequencial
Organização em registros
Sequência linear específica
Tempo de acesso depende da localização dos dados e local anterior
Exemplo: Fita
Associativo
Dados são localizados por uma comparação com conteúdo de uma parte do armazenamento
Tempo de acesso é constante
Exemplo: Cache
Capacidade
Memória principal
Expressa em termos de bytes ou palavras
Memória secundária
Expressa em termos de bytes
Desempenho
Tempo de ciclo de memória
"Recuperação" da memória antes do próximo acesso
Taxa de transferência
Taxa em que os dados podem ser movidos
Tempo de acesso
Tempo entre apresentar o endereço e obter os dados
Localização
Indica se a memória é interna ou externa ao computador
Memória Principal
RAM
Memória secundária
Armazenamento periférico
Unidades Ópticas
CD
DVD
Blu-ray
Unidades Semicondutora
Memória Flash
Unidade Magnética
HD
Fita
Memória presente na CPU
Registradores
Cache
Tecnologias
Superfície magnética
Ótica
Semicondutora
Magneto-optica
Características físicas
Volatilidade
Apagável
Deterioração
Consumo de energia
Organização
Arranjo físico dos bits para formar palavras
Restrições de projeto de memórias
Com que velocidade?
Relações
Maior capacidade
Menor custo por bit
Maior capacidade
Tempo de acesso mais lento
Tempo de acesso mais rápido
Maior custo por bit
Não dá para atender a todos os requisitos ao mesmo tempo
Emprega-se uma hierarquia de memória
Ao descer na hierarquia
Aumento da capacidade
Aumento do tempo de acesso
Frequência de
acesso é menor
Diminuição do custo por bit
Lista de hierarquia
Não voláteis
Flash
HD
Fita
Óptica
Voláteis
Registradores
Cache L1
Cache L2
Cache L3
Memória principal
Cache de disco
Memória menores
Complementam memórias maiores
Mais lentas
Mais baratas
mais caras
Mais rápidas
Localidade de referência
curso da execução
referências à memória tendem a se agrupar
Com que custo?
Quanto?
Memória principal
ROM
Não volátil
Aplicações
Bibliotecas de funções de uso frequente
Programas do sistema
Microprogramação
Tabelas de função
Somente leitura
Padrão permanente de dados
Não precisam ser carregados
Tipos de ROM
PROM
Programável (uma vez)
Não volátil
Flexibilidade e conveniência
EPROM
Apagada por UV
Múltiplas atualizações
EEPROM
Leva muito mais tempo para escrever que para ler
Memória flash
Apaga memória inteira eletricamente
RAM
Chips semicondutores
Memória “de trabalho”
Armazena programas e dados enquanto são processados
Leitura e escrita
Volátil
Estática ou dinâmica
SRAM
Mantêm dados enquanto energia é fornecida
Usada para a memória cache
Digital
Flip-flops
DRAM
Bits armazenados com carga em capacitores
Perda de carga armazenada
Exigem recarga periódica
"Refresh" de memória
Dispositivo basicamente analógico
Nível de carga determina o valor
Operações
Linha de endereço ativa quando bit é lido ou
escrito
Chave de transistor fechada
Escrita
Depois sinaliza linha de endereço
Transfere carga ao capacitor
Voltagem na linha de bit
Alta para 1 baixa para 0
Leitura
Linha de endereço selecionada
Transistor liga
Carga do capacitor alimentada por linha de
bit e em um amplificador
Amplificador compara com valor de referência para
determinar 0 ou 1
Carga do capacitor deve ser restaurada
Usada para a memória principal
DRAM versus SRAM
DRAM
Mais densa
Mais barata
Menor por bit
Mais simples de construir
Menor
Maiores unidades de memória
SRAM
Maior por bit
Mais cara
Construção mais complexa
Mais rápida
Memória intercalada
Bancos independentemente atendem a solicitações
Leitura ou escrita
K bancos atendem a k solicitações
Simultaneamente
Agrupada em banco de memória
Coleção de chips de DRAM
Elemento básico
Célula de memória
Podem ser escritas (ao menos uma vez)
Podem ser lidas
Dois estados estáveis
1 e 0
Memória cache
Pequena quantidade de memória rápida
Memória de grande capacidade ao preço de
memórias semicondutoras mais baratas
Contêm uma cópia de partes da memória principal
Encontra-se entre a memória principal e a CPU
Consiste em m blocos (linhas)
Cada linha contêm k palavras + tag + bits de controle
Operação de leitura
CPU requisita conteúdo do local de memória
Verifica se os dados estão em cache
Se não estiverem
Bloco contendo a palavra é carregado na cache
É entregue ao processador
Se estiverem
É entregue ao processador