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Montagem e Configuração de PC– 19ª Parte

Estes tutoriais trarão uma série de tópicos sobre montagem, configuração e instalação de hardware em microcomputadores. O leitor aprenderá de forma clara e objetiva o funcionamento, informações e conceitos dos componentes internos do computador, não somente de computadores atuais, mas também de micros mais antigos, pois estes ainda existem no mercado.  Serão vistos também, assuntos relacionados a soluções diversas de hardware, configurações e otimizações de registro do sistema operacional Windows, bem como exemplos práticos de montagem de PC. Este tutorial poderá servir como fonte de consulta para usuários iniciantes e avançados, servindo tanto para uso profissional como pessoal, não tendo como objetivo ser apenas a única fonte de leitura e solução, sendo necessário o estudo em livros da área e um acompanhamento personalizado em questões de conhecimentos técnicos avançados. Todas as marcas e nomes apresentados tem seus direitos reservados aos fabricantes.

Montagem e Configuração de PC – Memória IV

* Memória IV

Como foi visto em tutoriais anteriores o conhecimento básico sobre algumas partes fundamentais de computadores, começaremos a partir deste tutorial a detalhar informações mais especializadas sobre os diversos assuntos de montagem e manutenção de PC.

Dando continuidade ao tema estudado sobre memória, veremos mais sobre memórias e suas características gerais.

Foram apresentados inicialmente alguns encapsulamentos usados pelos módulos de memórias. Agora veremos algumas características do ponto de vista eletrônico, abordando os principais tipos de memórias RAM. É importante salientar para não confundir “tipos” de memórias com “formatos” de memórias. Memórias com formatos (encapsulamento) iguais podem ser de tipos eletrônicos diferentes, por tanto é necessário tomar bastante cuidado para não utilizar memórias inválidas, iludidos por formatos aparentemente corretos.

* Memória SDRAM

Esta é a DRAM síncrona (Synchronous DRAM), muito utilizada nas placas de CPU produzidas entre 1997 e 2001.

A grande diferença em relação às DRAMs dos tipos EDO e FPM é que seu funcionamento é sincronizado com o do chipset (e normalmente também com o processador), através de um clock. Dessa forma, em um processador com clock externo de 133 MHz, o chipset também irá operar a 133 MHz, assim como a SDRAM.

Existem exceções, como processadores Athlon com clock externo de 200 MHz mas com memórias operando com apenas 100 ou 133 MHz. De qualquer forma, sempre existirá uma sincronização entre o chipset e a SDRAM.

A SDRAM é mais veloz que a EDO DRAM, é suportada por todas as placas de CPU produzidas a partir de meados de 1997, e seus módulos usam o encapsulamento DIMM/168.

Internamente não existe diferença entre os tipos de memória DRAM comum, da FPM DRAM, da EDO DRAM e da SDRAM. A diferença está na forma como os dados dessas células são acessados.

Uma SDRAM realiza suas transferências usando temporizações como x-1-1-1. O primeiro acesso é o mais demorado, mas os acessos seguintes ocorrem em apenas um ciclo.

Essas memórias usam um velho truque para permitir acessos em um único ciclo. Este truque é utilizado pelas placas de vídeo gráfico, desde os anos 80.

Dentro de um chip de memória SDRAM, existem 4 bancos de memória independentes. Quando são acessadas, as células de mesmos endereços em cada um dos 4 bancos internos do chip são acessadas. Terminado o primeiro acesso (suponhamos que este primeiro acesso demore 6 ciclos, portanto a memória estaria operando com a temporização 6-1-1-1), o dado do primeiro banco poderá ser transmitido ao chipset e ao processador, e os três dados dos outros três bancos poderão ser transmitidos imediatamente depois, sem ter que esperar pelo seu tempo de acesso tradicional. A demora está em chegar aos dados desejados. Uma vez acessados, podem ser rapidamente transmitidos. Portanto, 4 circuitos lentos operando em conjunto, apresentam o mesmo resultado de um circuito rápido.

A SDRAM não é um tipo de memória que usa uma nova tecnologia de fabricação extremamente mais veloz. Apenas usa uma nova forma de organizar as células de memória fazendo acessos simultâneos, para que a transferência dos dados seja mais rápida. Truques semelhantes são utilizados por memórias mais avançadas, como a DDR SDRAM e a RDRAM.

Assim como as DRAMs convencionais, FPM e EDO, a SDRAM também utiliza sinais de controle RAS, CAS, WE (Write Enable) e CS (Chip Select), porém seu uso é diferente.

As DRAMs anteriores à SDRAM são classificadas como assíncronas. Seus sinais de controle são ativados da forma assíncrona, ou seja, cada um tem um instante certo para ser ativado, mas esses instantes têm liberdade para variar de acordo com o projeto. Já na SDRAM, esses sinais de controle são sincronizados a partir de um clock. No início de cada ciclo de acesso os sinais de controle já devem estar definidos de acordo com o ciclo que vai ser realizado.

* SDRAM e sua velocidade

Quando as SDRAMs surgiram, foi um espanto geral. Que avanço tecnológico permitiu de uma hora para outra, passar de memórias EDO com 60 ns de tempo de acesso, para memórias SDRAM com 10 ns de período de clock?

Não existe avanço tecnológico algum, e sim uma reengenharia na forma como as memórias são construídas, utilizando o mesmo tipo de matriz de células. Para acessar uma SDRAM é preciso usar antes o comando ACTIVE, que em geral tem duração de 2 ou 3 ciclos. Só a partir daí podem ser usadas leituras e escritas. A leitura, a operação predominante, só fornece os dados após transcorrida a latência do CAS, que também dura mais 2 ou 3 ciclos. Portanto até a chegada do primeiro dado transcorrem entre 4 e 6 ciclos. Memórias de clock elevado (-10 ns, por exemplo) ao operarem com clocks baixos podem usar latências menores. Em 66 MHz, 4 ciclos correspondem a 60 ns. Em 100 MHz, 6 ciclos também são 60 ns.

Portanto obter o dado desejado transcorrem os mesmos 60 ns (em média) verificados nas velhas memórias EDO e FPM. A vantagem da SDRAM aparece nas transferências seguintes, quando o chip entra no modo burst.

Sem dúvida a SDRAM é uma excelente idéia, uma forma de conseguir velocidades bem mais altas usando matrizes de células relativamente lentas. Artifícios semelhantes permitiram a criação da DDR SDRAM e da RDRAM, com velocidades ainda maiores.

* Iniciando com PC 66, 100 e 133

No início surgiram chips de SDRAM com clocks de 66, 100 e 125 MHz. Teoricamente eram destinados a operar com barramentos externos de 66, 100 e 125 MHz, respectivamente. Como existiam várias diferenças entre as temporizações das várias versões de SDRAM de vários fabricantes, algumas incompatibilidades passaram a ocorrer.

Visando resolver esses problemas, a empresa Intel criou os padrões PC66 e PC100. São normas que definem todos os parâmetros de tempo que as memórias deveriam obedecer para operar seguramente a 66 e a 100 MHz, o que acabou com os problemas de  compatibilidade. Os módulos de 100 MHz já existentes no mercado não atendiam plenamente às especificações do padrão PC100, por isso esses módulos passaram a ser designados como PC66.

Já os módulos de 125 MHz existentes tinham temporizações compatíveis com o PC100, e passaram a ser assim designados. Portanto um módulo com marcação de 10 ns ou 100 MHz é PC66. Pode ser usado com barramentos externos de 66 MHz, e provavelmente também a 75 ou 83 MHz, mas não a 100 MHz.

Os módulos com marcação de 8 ns ou 125 MHz são classificados como PC100. Os primeiros módulos para 133 MHz já foram criados obedecendo ao padrão PC133, portanto podem ser seguramente usados em barramentos de 133 MHz. Esses módulos têm tempos de acesso de 7,5 ns ou menores.

* Clock SDRAM e a chamada Latência do CAS

As memórias SDRAM podem ser classificadas de acordo com o seu clock, ou de acordo com o tempo de acesso. Ambas as classificações são equivalentes.

Por exemplo, um clock de 125 MHz resulta em um período de 8 ns, portanto o fabricante pode utilizar qualquer um dos indicadores para a velocidade: -125 ou –8, o que significa 125 MHz e 8 ns, respectivamente. A tabela abaixo mostra a correspondência entre os clocks e os tempos de acesso.

Ocorre que, na prática, nem sempre os clocks máximos indicados pelos fabricantes das memórias podem ser utilizados. O problema não está relacionado a enviar um dado a cada período de clock, e sim, ao longo tempo necessário para enviar o primeiro dado. As primeiras memórias SDRAM (não existiam na época os padrões PC66 e PC100) operavam com temporizações como 7-1-1-1, 6-1-1-1 e 5-1-1-1, ou seja, precisavam de um tempo mais longo para encontrar o primeiro dado de um grupo, depois enviavam os dados seguintes na sua velocidade máxima, com um dado a cada ciclo de clock.

As memórias atuais são ainda mais rápidas, e podem operar nos modos 3-1-1-1 e 2-1-1-1. Esses modos são diferenciados por um parâmetro chamado CAS Latency, e está relacionado ao tempo transcorrido entre o início do ciclo e o sinal de CAS. São indicados como “CL=3” e “CL=2”. A maioria das memórias consegue operar com facilidade usando CL=3, mas nem todas podem operar com CL=2.

Um módulo de memória com marcação –75 (133 MHz) pode conseguir operar a 133 MHz usando CL=3, mas pode não conseguir operar com CL=2, sendo necessário utilizá-lo com clocks mais baixos. Tome por exemplo as informações apresentadas pela Mícron sobre seus chips com ciclos de 7 e 7,5 ns:

O chip de marcação –75 opera com ciclos de 7,5 ns, ou 133 MHz. Esta memória pode ser instalada em placas que exijam o funcionamento externo a 66, 100 e 133 MHz, entretanto, para 66 e 100 MHz pode utilizar CL=2 (resultando em temporizações 2-1-1-1). Estaria assim atendendo aos requisitos dos padrões PC66 e PC100.

Para operar em placas com clock externo de 133 MHz, precisaria utilizar CL=3, operando então com a temporização 3-1-1-1, ainda assim atendendo à especificação PC133. O ideal, entretanto, é utilizar a temporização 2-1-1-1, obtida com CL=2. Segundo este fabricante, isto é possível com os seus chips de marcação –7. Esses chips podem operar ainda com o clock máximo de 143 MHz, porém usando CL=3.

Note que essas regras não são gerais, sempre é preciso confirmar no manual do fabricante, qual é o CL que pode ser usado (2 ou 3) para cada clock. De um modo geral, para fazer um chip de SDRAM operar com a sua máxima freqüência é preciso usar CL=3. Muitas placas de CPU possuem no CMOS Setup, especificamente na seção Advanced Chipset Setup, um item para indicar a latência do CAS, oferecendo as opções CL=2 e CL=3.

Isto permite ao usuário fazer um pequeno “envenenamento”, utilizando memórias mais rápidas que o necessário e programando CL=2. A configuração mais segura, entretanto é utilizar o SPD (Serial Presence Detect). Esta identificação das memórias SDRAM informa ao BIOS os seus parâmetros temporais, e assim pode ser feita automaticamente a programação do CL e outros parâmetros de modo a obter o melhor desempenho e com segurança.

De um modo geral, memórias SDRAM de 10 ns (100 MHz) podem operar a 66 MHz com CL=2.

Essas memórias recebem a classificação PC66. Memórias de 8 ns (125 MHz) normalmente podem operar 100 MHz (padrão PC100) e CL=2, mas alguns chips requerem CL=3. Memórias de 7.5 ns (133 MHz) em geral funcionam a 133 MHz (PC133) com CL=3. Para utilizar 133 MHz com CL=2, em geral é preciso que as memórias sejam mais rápidas, como –7 ou –6 (143 MHz e 166 MHz, respectivamente). Use a tabela abaixo como referência:

Note que esta tabela tem a intenção de ajudar, mas dependendo do chip de memória utilizado, pode ser necessário usar CL=3 em situações nas quais a tabela recomenda CL=2. A palavra final é a do fabricante das memórias.

Em caso de dúvida, usar CL=3 sempre funciona quando o clock da memória é igual ou superior ao clock da placa de CPU.

Nos próximas lições veremos mais sobre montagem e configuração de PC.

Até a próxima.


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