Memória RAM - tudo o que você precisa saber [informações técnicas]

A RAM é um dos principais componentes do nosso PC, juntamente com a CPU e a placa-mãe, ambos muito bem explicados por nós nos artigos correspondentes. Desta vez, faremos o mesmo com os módulos de memória RAM, não se trata apenas do GB que queremos, mas também de qual velocidade a placa suporta, quais são mais compatíveis ou quais são as principais características que devemos conhecer. Veremos tudo isso no artigo a seguir, então vamos começar!

No final, deixaremos um guia com as memórias de RAM mais recomendadas no cenário atual, para não prolongar o artigo.

Índice de conteúdo

Qual é a função da RAM em um PC?

A RAM (memória de acesso aleatório) é o armazenamento no qual todas as instruções e tarefas que compõem os programas e que serão usadas pelo processador são carregadas. É um armazenamento de acesso aleatório , porque é possível ler ou gravar dados em qualquer local de memória disponível, em uma ordem prefixada pelo sistema. A RAM obtém informações diretamente do armazenamento principal, dos discos rígidos, que são muito mais lentos do que isso, evitando gargalos na transferência de dados para a CPU.

A memória RAM atual é do tipo DRAM ou Dynamic RAM, porque precisa de um sinal de voltagem para que os dados armazenados nela não desapareçam. Quando desligamos o PC e não há energia, tudo o que nele é armazenado será apagado. Essas memórias são as mais baratas, armazenando um pouco de informação para cada transistor e capacitor (célula).

Há outro tipo de memória, SRAM ou RAM estática, que não precisa de atualização, pois o bit de informação permanece armazenado mesmo sem energia. É mais caro fabricar e requer mais espaço, então eles são menores, por exemplo, o cache da CPU. Outra variante estática são as memórias SSD, embora elas usem portas NAND, mais baratas, mas muito mais lentas que as SRAMs de cache.

Breve visão geral da história

Daremos uma breve visão geral da evolução da memória RAM até atingirmos a geração atual de DDR ou Double Data Rate.

Memória RAM de núcleo magnético

Tudo começa por volta de 1949, com memórias que usavam um núcleo magnético para armazenar cada bit. Esse núcleo não era mais do que alguns toróides de milímetro, mas enorme em comparação com circuitos integrados, portanto, eles tinham uma capacidade muito pequena. Em 1969, quando os semicondutores (transistores) baseados em silício começaram a ser usados, a Intel criou uma RAM de 1024 bytes que foi a primeira a ser comercializada. A partir de 1973, a tecnologia avançou e, portanto, a capacidade das memórias, tornando necessário o uso de slots de expansão para a instalação modular de memórias SIPP e SIMM posteriores.

As próximas memórias foram a FPM-RAM (RAM de modo de página rápida) em 1990 e a primeira Intel 486 com velocidades de 66 MHz a cerca de 60 ns. Seu design consistia em poder enviar um único endereço e, em troca, receber vários desses endereços consecutivos.

BEDO RAM

Depois deles, apareceram EDO-RAM (RAM de saída de dados estendida) e BEDO-RAM (Burst Extended…). Os primeiros eram capazes de receber e enviar dados de dados, atingindo 320 MB / s sendo usados ​​pelo Pentium MMX e AMD K6. Os últimos conseguiram acessar vários locais de memória para enviar rajadas de dados (Burt) em cada ciclo de clock para o processador, embora nunca tenham sido comercializados.

Assim, chegamos à era das memórias SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), sendo as memórias sincronizadas com um relógio interno para ler e gravar dados. Atingiram 1200 MHz com o famoso Rambus (RD-RAM). Depois deles, apareceu o SDR-SDRAM (taxa de dados única-SDRAM) sendo os predecessores do atual DDR. Essas memórias foram conectadas diretamente ao relógio do sistema para que, a cada ciclo do relógio, eles pudessem ler e gravar um dado por vez.

Evolução para DDR

DDR ou Double Data Rate é a tecnologia atual da memória RAM, ocorrendo em 4 gerações, dependendo de sua velocidade e encapsulamento. Com eles, o encapsulamento DIMM começou a ser usado, não tendo uma, mas duas operações simultâneas de dados no mesmo ciclo de clock, duplicando o desempenho.

DDR

As primeiras versões DDR chegaram a fornecer velocidades de transferência de 200 MHz a 400 MHz. Eles usavam encapsulamento DIMM de 182 contatos a 2, 5 V. É importante diferenciar bem entre a frequência do barramento e a frequência de transferência (I / O), pois ao trabalhar com dois dados ao mesmo tempo, a frequência de transferência é o dobro da frequência do barramento. Por exemplo: um DDR-400 possui um barramento de 200 MHz e transferência de 400 MHz.

DDR2, DDR3 e DDR4

Com o DDR2, os bits transferidos em cada operação foram duplicados de 2 para 4 simultaneamente, portanto a frequência de transferência também dobrou. No encapsulamento DIMM, havia 240 contatos em 1, 8V. Os DDR-1200s foram os mais rápidos, com uma frequência de clock de 300 MHz, uma frequência de barramento de 600 MHz e uma velocidade de transferência de 1200 MHz.

A 3ª e a 4ª geração foram simplesmente melhorias em relação à anterior, com menos tensão e maior frequência à medida que o tamanho dos transistores diminui. Ao aumentar a frequência, a latência também aumenta, embora tenha sido uma memória mais rápida. Os DDR3s mantiveram um DIMM de 240 pinos em 1, 5 V, embora não seja compatível com DDR2, enquanto o DDR4 subiu para 288 pinos em 1, 35V, atingindo atualmente a transferência de 4800 ou 5000 MHz.

Nas seções a seguir, focaremos muito melhor no DDR4, que atualmente usa equipamentos e servidores domésticos.

Tipos de interface comumente usados ​​e onde encontrá-los

Já temos uma boa idéia das memórias de RAM que circularam pelos computadores ao longo da história; portanto, vamos nos concentrar nas memórias atuais e ver que tipos de encapsulamento podemos encontrar nos diferentes equipamentos.

Atualmente, o encapsulamento do tipo DIMM (Módulo de memória em linha dupla) é usado atualmente, consistindo em uma linha dupla de pinos de contato de cobre colados diretamente na borda dos dois lados da placa de memória.

RAM DIMM (computadores de mesa)

Esse tipo de encapsulamento é sempre usado em placas-mãe voltadas para desktop. O pacote possui 288 contatos para DDR4 e 240 para DDR3. Na área central, de salto para o lado, temos uma matriz para garantir o posicionamento correto da memória no slot vertical disponível na placa. As tensões operacionais variam de 1, 2 V a 1, 45 V nas frequências máximas.

RAM SO-DIMM (equipamento portátil)

Esta é a versão compacta do contato duplo anterior. Nas versões atuais do DDR4, encontramos 260 contatos em slots que são colocados horizontalmente em vez de verticalmente. Por esse motivo, esse tipo de slot é usado principalmente em laptops e também em servidores, com memórias DDR4L e DDR4U. Essas memórias geralmente funcionam em 1.2V para melhorar o consumo em comparação com os computadores de mesa.

Memória RAM soldada à placa

Directindustry

Por outro lado, temos os chips de memória soldados diretamente a bordo, um método semelhante aos soquetes BGA dos processadores para laptop. Este método é usado em equipamentos especialmente pequenos, como HTPC ou smartphones com memórias do tipo LPDDR4, com consumos de apenas 1, 1 V e frequências de 2133 MHz

Isso também ocorre no caso da RAM, que atualmente usa chips GDDR5 e GDDR6, com velocidade superior a DDR4 e que são soldados diretamente ao PCB.

Tipos de memória RAM e encapsulamentos que existem atualmente

Características técnicas que devemos conhecer sobre memória RAM

Depois de ver como e onde está conectado, vamos ver as principais características a serem consideradas na RAM. Todos esses fatores aparecerão na ficha técnica do módulo que compramos e influenciarão seu desempenho.

Arquitetura

A arquitetura que podemos dizer é a maneira pela qual as memórias se comunicam com os diferentes elementos aos quais estão conectadas, obviamente a CPU. Atualmente, temos a arquitetura DDR na versão 4, capaz de escrever e ler quatro células de informação em duas operações simultâneas em cada ciclo de clock.

Ter transistores e capacitores menores facilita o trabalho em tensões e velocidades mais baixas, com economia de energia de até 40% em comparação com o DDR3. A largura de banda também foi aprimorada em 50%, atingindo velocidades de até 5000 MHz. Nesse sentido, não teremos dúvidas, a memória para comprar sempre será DDR4.

Capacidade

Este é o litro que tem 1 TB de RAM

Essas memórias DDR4 possuem transistores menores dentro dos bancos de memória e, consequentemente, maior densidade celular. No mesmo módulo, poderemos ter até 32 GB atualmente. Quanto maior a capacidade, mais programas podem ser carregados na memória, com menos acesso ao disco rígido.

Os atuais processadores AMD e Intel suportam no máximo 128 GB limitados pela capacidade da placa-mãe e de seus slots. De fato, fabricantes como a G-Skill estão começando a comercializar kits de 256 GB conectados a 8 slots de expansão para placas de servidor da próxima geração e uma gama entusiasta. De qualquer forma, 16 ou 32 GB é a tendência atual para computadores domésticos e jogos.

Velocidade

Quando falamos de velocidade nas memórias atuais, precisamos diferenciar três medidas diferentes.

• Frequência do relógio: que estará na taxa de atualização dos bancos de memória. Frequência de barramento: Atualmente, é quatro vezes a frequência do relógio, uma vez que os DDR4s trabalham com 4 bits em cada ciclo do relógio. Essa velocidade é refletida em programas como CPU-Z em "DRAM Frequency". Velocidade de transferência: é a velocidade efetiva alcançada pelos dados e transações, que no DDR será o dobro por ter um barramento duplo. Essa medida fornece o nome para os módulos, por exemplo, PC4-2400 ou PC4600.

E aqui está um exemplo: uma memória PC4-3600 tem uma velocidade de clock de 450 MHz, enquanto seu barramento trabalha a 1800 MHz, resultando em uma velocidade de 3600 MHz.

Ao falar sobre velocidade nos benefícios de uma placa-mãe ou RAM, sempre nos referimos à velocidade de transferência.

Latência

Latência é o tempo que leva para a RAM atender a uma solicitação feita pela CPU. Quanto maior a frequência, maior a latência, embora a velocidade sempre os torne mais rápidos, apesar de terem maior latência. Os valores são medidos em ciclos de relógio ou relógios.

As latências são representadas no formato XXX-XX. Vamos ver o que cada número significa com um exemplo típico, um DDR4 de 3600 MHz com CL 17-17-17-36:

Campo	Descrição do produto
Latência CAS (CL)	São os ciclos do relógio, pois um endereço de coluna é enviado para a memória e o início dos dados armazenados nela. É o tempo que leva para ler o primeiro bit de memória de uma RAM com a linha correta já aberta.
Atraso RAS para CAS (tRCD)	O número de ciclos de relógio necessários desde que uma linha de memória é aberta e as colunas dentro dela são acessadas. O tempo para ler o primeiro bit de uma memória sem uma linha ativa é CL + TRCD.
Tempo de pré-carga RAS (tRP)	O número de ciclos de relógio necessários desde o envio de um comando de pré-carregamento e a abertura da próxima linha. O tempo para ler o primeiro bit de memória se uma linha diferente estiver aberta é CL + TRCD + TRP
Tempo ativo da linha (tRAS)	O número de ciclos de relógio necessários entre um comando de gatilho de linha e o envio do comando de pré-carregamento. Esse é o tempo necessário para atualizar internamente uma linha, sobrepondo-se ao TRCD. Nos módulos SDRAM (RAM dinâmica síncrona, o usual) esse valor é simplesmente CL + TRCD. Caso contrário, é aproximadamente igual a (2 * CL) + TRCD.

Esses registros podem ser tocados no BIOS, embora não seja aconselhável modificar as configurações de fábrica, pois a integridade do módulo e dos chips será afetada. No caso do Ryzen, existe um programa bastante útil chamado RAM Calculator, que nos diz a melhor configuração, dependendo do módulo que temos.

Tensão

Tensão é simplesmente o valor da tensão em que o módulo de RAM funciona. Como com outros componentes eletrônicos, quanto maior a velocidade, mais voltagem será necessária para atingir a frequência.

Um módulo DDR4 de frequência base (2133 MHz) funciona em 1, 2V, mas se fizermos overclock com perfis JEDEC, teremos que aumentar essa tensão para aproximadamente 1, 35-1, 36 V.

ECC e não-ECC

Esses termos aparecem frequentemente nas especificações da memória RAM e também na placa-mãe. O ECC (código de correção de erros) é um sistema pelo qual a RAM possui um pouco de informação extra nas transferências para detectar erros entre os dados transferidos da memória e do processador.

Quanto maior a velocidade, mais suscetível será um sistema a erros e, para isso, existem memórias ECC e não ECC. No entanto, sempre usaremos os que não sejam do tipo ECC em nossos PCs domésticos, ou seja, sem correção de erros. Os outros destinam-se a computadores como servidores e ambientes profissionais em que os bits alterados podem ser corrigidos sem perder dados em operação. Somente os processadores e servidores da série Intel e AMD Pro suportam memória ECC.

Barramento de dados: Dual e Quad Channel

Para essa característica, é melhor criar uma seção independente, pois é uma função muito importante nas memórias atuais e influencia muito o desempenho de uma memória. Primeiro de tudo, vamos ver quais são os diferentes barramentos que uma RAM tem para se comunicar com a CPU.

• Barramento de dados: linha pela qual circula o conteúdo das instruções a serem processadas na CPU. Hoje é de 64 bits. Barramento de endereço: a solicitação de dados é feita através de um endereço de memória. Existe um barramento específico para fazer essas solicitações e identificar onde os dados são armazenados. Barramento de controle: barramento específico usado pelos sinais de leitura, gravação, relógio e reinicialização da RAM.

A tecnologia Dual Channel ou Dual Channel permite acesso simultâneo a dois módulos de memória diferentes. Em vez de ter um barramento de dados de 64 bits, ele é duplicado para 128 bits, para que mais instruções cheguem à CPU. Os controladores de memória integrados na CPU (ponte norte) têm essa capacidade desde que os módulos estejam conectados ao DIMM da mesma cor na placa. Caso contrário, eles funcionarão independentemente.

Em placas com o chipset X399 da AMD e o chipset X299 da Intel, é possível trabalhar com até quatro módulos em paralelo, ou seja, Quad Channel, gerando um barramento de 256 bits. Para isso, essas memórias devem ter em suas especificações essa capacidade.

O desempenho é tão superior que, se optarmos por ter 16 GB de RAM em nosso PC, é melhor fazê-lo com dois módulos de 8 GB do que um único módulo de 16 GB.

Perfis de overclock e JEDEC

A RAM, como qualquer outro componente eletrônico, pode sofrer overclock. Isso significa aumentar sua frequência acima dos limites a priori estabelecidos pelo próprio fabricante. Embora seja verdade que essa prática seja muito mais controlada e limitada para o usuário do que, por exemplo, placas gráficas ou processadores.

De fato, o overclock da memória RAM é realizado de maneira controlada desde a sua criação diretamente pelo fabricante através de perfis de frequência que podemos selecionar no BIOS do nosso computador. Isso é chamado de perfis JEDEC customizados. A JEDEC é uma organização que estabeleceu as especificações básicas que os fabricantes de memória RAM devem atender, tanto em termos de frequências quanto de latências.

Portanto, no nível do usuário, o que temos é uma funcionalidade implementada no BIOS da placa-mãe que nos permite selecionar o perfil operacional máximo suportado pela placa e pelas memórias. Quanto maior a frequência do perfil, maiores as latências e tudo isso é armazenado no perfil, de modo que, quando o selecionamos, ele nos dará uma operação perfeita, sem a necessidade de tocar manualmente na frequência ou nos tempos. No caso de uma placa não suportar esses perfis, ela configurará a frequência básica da RAM, ou seja, 2133 MHz em DDR4 ou 1600 MHz em DDR3.

Da parte da Intel, temos a tecnologia chamada XMP (Extreme Memory Profiles), que é o sistema que mencionamos para obter sempre o perfil de desempenho mais alto da RAM que instalamos. A AMD é chamada DOCP, e sua função é exatamente a mesma.

Saiba qual, quanto e que tipo de RAM eu preciso

Depois de ver as características e conceitos mais relevantes da RAM, pode ser muito útil saber como identificar a quantidade de RAM que nossos suportes suportam e a que velocidade ela pode atingir. Além disso, será útil comprar para saber qual RAM temos atualmente instalada em nosso computador.

Se tivermos um HTPC, a tarefa não dará muitos frutos, pois geralmente são computadores que permitem pouca atualização dos módulos porque são soldados na placa. Teríamos que examinar as especificações do equipamento em questão ou abri-lo diretamente e fazer uma inspeção ocular, o que não recomendamos, pois perderemos a garantia.

No caso de laptops, existe uma constante em quase todos os computadores: temos dois slots SO-DIMM que suportam no máximo 32 ou 64 GB de RAM a 2666 MHz. A questão será saber se temos um ou dois módulos instalados nele. Na parte dos computadores de mesa, será um pouco mais variável, embora quase sempre tenhamos 4 DIMMs que, dependendo da placa, suportam mais ou menos velocidade. A chave para saber o que o nosso PC suporta será ver as especificações da placa, enquanto o conhecimento das características da RAM que instalamos é reduzido à instalação do software CPU-Z gratuito.

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Compatibilidade: sempre um fator importante na memória RAM

Às vezes, torna-se uma verdadeira dor de cabeça encontrar a RAM com a melhor compatibilidade para o nosso computador. Isso aconteceu nas gerações anteriores de processadores e, mais especificamente, na AMD Ryzen de 1ª geração, que possuía algumas incompatibilidades.

Atualmente, ainda existem memórias mais adequadas do que outras para determinadas CPUs, e isso se deve ao tipo de chip usado. Por exemplo, se falamos sobre Quad Channel para Ryzen, memórias ECC para processadores da faixa Pro, etc. No caso dos processadores Intel, eles praticamente consumirão a memória que colocamos nele, o que é uma coisa muito boa, pois marcas como Corsair, HyperX, T-Force ou G.Skill garantirão compatibilidade ideal.

No caso da AMD Ryzen de 2ª e 3ª geração, também não teremos grandes problemas, embora seja verdade que os módulos Corsair ou G.Skill são geralmente a maior aposta para eles, especialmente com os chips da Samsung. Especificamente, a série Dominator do primeiro e o intervalo Trident do segundo. É sempre bom olhar as especificações no site oficial para conhecer essas informações com antecedência.

Temos um artigo completo, onde ensinamos passo a passo como identificar a compatibilidade entre todos os componentes de um PC.

Conclusão e guia para a melhor memória RAM do mercado

Finalmente, deixamos você com nosso guia de memórias RAM, onde coletamos os modelos mais interessantes do mercado para Intel e AMD com suas especificações e muito mais. Se você deseja comprar uma memória, é o melhor que temos para não complicar muito sua vida.

Que RAM você usa e a que velocidade? Se você perder alguma informação importante sobre a RAM, deixe um comentário para atualizar o artigo.