Descubra o que significa o termo DDR e as principais versões desta memória
Atualmente, ao comprar qualquer memória existente mercado, além da questão do
tamanho (em GB) , todos os pentes exibem a sigla DDR. Alguns exemplos são o DDR400, DDR2-667, DDR3-1600, entre outros.
Por esse termo ser bastante divulgado, desenvolvemos este artigo, que explica a origem
do DDR e os modos de funcionamento deste tipo de memória. Vamos abordar suas
principais características de maneira geral, assim como expor as principais
particularidades das versões DDR1, DDR2 e DDR3.
Origem do termo DDR
Em primeiro lugar, DDR é a sigla de Double-Data-Rate(taxa dupla de transferência em
português), significando que esta tecnologia permite que dois dados sejam transferidos
ao mesmo tempo. Antes de entrar no assunto de forma aprofundada, vamos relembrar
os conceitos mais básicos sobre memória:
Memória RAM
RAM, sigla de random access memory (memória de acesso aleatório), é o dispositivo
responsável por armazenar os dados e valores que estão sendo processados na CPU. O
termo “aleatório” de RAM indica que é possível ler ou escrever dados em qualquer
endereço de memória, desde que o sistema operacional permita tal operação.
Em uma RAM, existem duas operações básicas: leitura e escrita. Na primeira delas, os
programas que estão sendo executados no processador leem dados presentes em um
endereço qualquer. A escrita segue o mesmo princípio, permitindo a atribuição de
valores no endereço desejado. Cada posição da memória é marcada com um endereço,
o que permite o acesso direto ao local desejado. Nas primeiras RAM, a transmissão de
dados era assíncrona, ou seja, não existia um relógio que controlava os acessos à
memória. Para mais informações sobre o fucnionamento de um RAM, acesse este link.
Barramento de comunicação
Os Barramentos de comunicação
são responsáveis por transmitir dados entre dispositivos de hardware. Entre os vários
barramentos existentes no PC, o mais importante é o Front Side Bus (FSB) , efetuando
a comunicação entre a CPU e memória, incluindo outros dispositivos.
Por isso, é muito importante que o FSB seja rápido o suficiente, caso contrário, muito
da capacidade do CPU e da memória é desperdiçada na prática. Durante essa matéria,
vários casos irão exemplificar como o FSB pode realmente limitar o desempenho do
sistema de forma geral.
Entenda as siglas associadas ao modelo DDR
Agora que já sabemos como é o funcionamento básico da memória e do FSB, podemos
falar sobre os principais tipos DDR existentes: DDR-SDRAM e DDR-DIMM, assim
como de seu precursor SDRAM.
SDRAM
SDRAM, sigla de synchronous dynamic random access memory (memória de acesso
dinâmico síncrona), é o método de acesso à memória mais usado na atualidade. Ele
realiza leituras e escritas assim como na RAM tradicional, contudo, de forma síncrona e
dinâmica.
Na RAM comum, os endereços podiam ser acessados e os dados transferidos à qualquer
momento, diferentemente da SDRAM, que possui um clock (relógio) que regula o
acesso à memória. Em outras palavras, é necessário esperar um pequeno período de
tempo para efetuar uma leitura ou uma escrita.
A latência de uma memória é o período gasto para que um endereço qualquer seja
acessado com garantia que os dados não percam seus valores. No caso da RAM normal,
que é assíncrona, esse período é variável. Já na SDRAM, o clock do processador
determina a latência, que será sempre a mesma.
Durante muito tempo, as memórias SDRAM trabalharam com o padrão de 168 pinos,
entretanto, na atualidade, é muito comum encontrar pentes com 184 ou 240 pinos
(DDR-SDRAM).
DDR-SDRAM
Agora, chegamos ao momento mais
aguardado do artigo: a definição de DDR-SDRAM. Na verdade, não faz sentido falar
sobre o termo DDR sozinho, visto que ele é diretamente uma evolução do padrão
SDRAM.
Basicamente, uma DDR-SDRAM é uma SDRAM que permite que 2 dados sejam
transferidos no mesmo ciclo de clock. Este esquema aproveita tanto a borda de subida
como a de descida do clock para efetuar transferências (um dado em cada período).
Desta maneira, um pente DDR-SDRAM é teoricamente o dobro mais veloz que um
SDRAM comum.
Por esse motivo, memórias DDR trabalham, na teoria, com o dobro da velocidade
obtida com a frequência real do computador, fato que será verificado ao decorrer deste
artigo. O número de pinos existente em um pente varia com o tipo da DDR (DDR,
DDR2 ou DDR3).
DDR-DIMM
Primeiramente, DIMM, sigla de Dual in-line Memory, é um termo usado para
identificar pentes de memória que possuem circuitos distintos em ambos os lados. O
padrão anterior, SIMM, armazenava cópias idênticas dos dados nas duas faces da
memória, cujos circuitos eram idênticos. Desta maneira, as memórias DIMM trabalham
com 64 bits de dados, ao contrário de seus antecessores, que operavam com 32 bits.
A grande parte das memórias atuais trabalham no padrão DIMM, inclusive a própria
SDRAM. Por esse motivo, o termo DDR-DIMM se refere ao próprio DDR-SDRAM.
Também é muito comum chamar este tipo de memória de DRR-SDRAM DIMM.
Principais padrões DDR existentes
Após as definições sobre DDR apresentadas acima, já estamos aptos a conversar sobre
cada tipo de memória em si. Como é de conhecimento de todos, o padrão DDR evoluiu
durante os últimos anos, avançando para o DDR2 e, posteriormente, para o DDR3.
Então, vamos conversar sobre as principais características de cada um dos tipos
existentes.
DDR1
Antes de mais nada, os processadores trabalham com duas medidas de processamento: o
clock interno e externo. A primeira delas se refere a frequência máxima que a CPU
consegue trabalhar, enquanto que a segunda é a velocidade de transferência dos dados
para o barramento principal da máquina, o chamado “Front Side Bus” (FSB) .
Normalmente, o clock interno é muito maior que o externo.
Durante vários anos, até o final da década de 90, as memórias SDRAM trabalhavam
com uma frequência de 133 MHz (as chamadas PC133). Por outro lado, somente com o
Pentium 3 o clock externo de 133 MHz foi atingido, visto que as CPUs anteriores
trabalhavam com um FSB menor. Consequentemente, esta questão não foi preocupação
durante um bom tempo.
Entretanto, quando o Pentium 4 foi lançado com um FSB 400 MHz, a SDRAM evoluiu
um pouco e passou a trabalhar com a frequência de 200 MHz Contudo, apesar de ter
aumentado, a SDRAM só explorava metade do valor oferecido pelo barramento. Uma
solução natural seria então desenvolver um mecanismo que dobrasse a frequência de
alguma maneira. Consequentemente, foi exatamente isso que aconteceu, com a advento
da DDR.
Com a DDR(DDR1) , foi possível transferir 2 dados ao invés de um, assim, na teoria,
dobrando a frequência de 200 para 400Mhz. A tabela abaixo mostra os principais
valores de memórias DDR1 vendidas no mercado:
Como pode ser observado na tabela, existe uma medida chamada de “Taxa de
Transferência”, bastante usada para contabilizar a velocidade de um modelo específico.
Ela é obtida pela seguinte fórmula:
Taxa de Transferência = [clock da memória] × [número de bytes transferidos] x 2 (
número de dados por vez)
Como a DDR trabalha com 64 bits por segundo ,ou seja, 8 bytes, a fórmula assume os
seguintes valores:
Taxa de Transferência = clock x 2 x 8 = 16 x clock
No caso da DDR-200, temos:
Taxa de Transferência = 16 x 100 = 1600, que originou o nome PC-1600.
Em alguns casos, a Taxa pode não ser exata, visto que algumas aproximações podem ser
efetuadas, como de 2128 MHz para 2100 MHz, no caso da DDR-266. Sobre a
especificação física, os pentes DDR-1possuem o total de 184 pinos.
DDR2
Como os processadores continuaram evoluindo, a frequência do clock externo também
aumentou na mesma proporção. Por exemplo, alguns modelos do próprio Pentium 4
chegaram a utilizar o FSB de 800 MHz, o que exigiu outra avanço por parte das
memórias. Por esse motivo, a tecnologia DDR2 foi desenvolvida, sendo lançada
oficialmente no ano de 2003.
Um pente de memória DDR2 transmite 4 dados por ciclo de clock, o que permite, na
teoria, a velocidade de transmissão dobre, comparando com a DDR1. Nesta versão, a
frequência do barramento vale o dobro do clock da memória, possibilitando que dois
dados sejam transmitidos na borda de subida e outros dois na borda de descida. Nas
memórias DDR versão 1, ambas frequências eram as mesmas.
As DDR2 trouxeram grandes melhorias no gerenciamento de energia, pois nas DDR
clássicas a Terminação Resistiva (ODT) ficava na placa mãe, o que causava
interferências eletromagnéticas, incluindo ruídos e consumo elevado de energia. No
modelo DDR2, o ODT está presente no próprio chip de memória, o que reduz bastante
os problemas apresentados acima. Este modelo trabalha com 240 pinos.
Apesar de na teoria dobrar a velocidade, a DDR2 apresenta alguns problemas de
latência, chegando a atingir quase o dobro da DDR clássica. Aproximadamente, a
latência na leitura de uma DDR1 é de 2 ou 3 ciclos. Já na DDR2, o valor sobre para 4
entre 6, o que diminui um pouco a sua vantagem em relação a DDR1.
* Alguns fabricantes conseguiram desenvolver memórias DDR2 que trabalhavam um
pouquinho mais rápido que o padrão, por isso também existem os modelos chamados de
PC2-4300, PC2-5400,etc.
DDR3
Como nada estaciona no mundo da informática, o FSB dos novos processadores
continuaram aumentando, tornando insuficiente a velocidade obtida pelos modelos
DDR2. Por isso, pouco tempo atrás, o padrão DDR3 foi lançado, tornando-se cada vez
mais presentes nas novas placa mães.
O avanço mais perceptível é o fato da capacidade de comunicação ter atingido oito vez
o valor do clock da memória, através da transmissão de 8 dados por um pulso de clock.
Mais uma vez, a latência aumentou, portanto, o ganho real não chega a ser o dobro
comparado com a DDR2.
Caso você for montar uma máquina potente top de linha, o uso de memórias DDR3 são
indispensáveis, visando atingir o máximo de desempenho possível. Além disso, já
existem pentes deste modelo com capacidades de 8 GB. A tabela abaixo mostra os
modelos DDR3 que já estão sendo comercializados no mercado. Para mais informações,
acesse este link.
Memórias DDR4 já estão em desenvolvimento e fase de testes, tendo previsão de
lançamento para o ano de 2012.
Dual Channel
Finalizando esta matéria, vamos falar sobre o famoso recurso Dual Channel, que
permite um ótimo ganho de desempenho no uso de memórias DDR. Este mecanismo
dobra a largura do barramento, permitindo que 128 bits sejam transmitidos ao invés de
64 bits. Para isso, existe a necessidade da instalação de dois pentes idênticos, sendo que
um deles armazena os primeiros 64 bits e o outro os 64 bits restantes. Assim, na teoria,
é possível transmitir o dobro de informação ao mesmo tempo.
Este mecanismo já existia, de forma primitiva, na época da primeira versão da DDR,
contudo, quase não foi implementado nas placa mães. Foi só na DDR2 que o Dual
Channel virou praticamente um padrão, visto que agora as motherboards já ofereciam
suporte. Todas as DDR3 estão sendo projetadas para funcionar com este recurso.
Apesar de Dual Channel trazer vantagens, seu uso não é obrigatório. Portanto, você
pode instalar somente um pente de memória DDR, mas não irá obter o mesmo
resultado.