Cache e registradores

As memórias cache são designadss para aliviar esse gargalo, fazendo com que os dados usados com mais freqüência pela CPU estejam instantaneamente disponíveis. Isso é conseguido através da construção de uma pequena quantidade de memória, conhecida como memória primária ou cache nível 1 (L1), localizada dentro da CPU. O cache nível 1 é muito pequeno, normalmente variando entre 16kilobytes (KB) e 512 KB.

O cache secundário, ou de nível 2 (L2), geralmente fica em uma placa de memória perto da CPU. Esse cache tem uma conexão direta com a CPU. Um circuito integrado dedicado na placa mãe, o controlador L2, regula o uso do cache de nível 2 pela CPU. O tamanho desse cache varia de 1 MB (megabyte)  a 12 MB, dependendo da CPU. Na maioria dos sistemas, os dados necessários à CPU são acessados do cache em aproximadamente 95% do tempo, reduzindo em muito a espera da  CPU pelos dados da memória principal.

O cache L3, ou terceiro nível de memória, localizado na placa mãe, é um tipo de cache usado em sistemas complexos, com microprocessadores de vários núcleos. O cache L3 é compartilhado por todos os núcleos do processador.

Alguns sistemas mais acessíveis em termos de preço, em geral dispensam o cache nível 2. Muitas CPUs de alta performance têm agora esse cache embutido dentro do próprio chip da CPU. Assim, seu tamanho e o fato de serem onboard (na CPU), são fatores determinante na performance da máquina. Para mais detalhes sobre caching, veja Como funciona o armazenamento em cache (caching).

Um tipo particular de RAM, a memória estática de acesso aleatório (SRAM), é usada principalmente para implementar a memória cache. A SRAM usa transistores múltiplos, normalmente de quatro a seis, para cada célula (bit) de memória. Ela possui uma matriz externa de portas, conhecida como multivibrador bi-estável (flip-flop) que chaveia entre dois estados. Isso significa que ela não tem que ficar sendo refrescada continuamente como a DRAM. Cada célula mantém seus dados, enquanto estiver energizada. Sem precisar ficar sendo constantemente refrescada, a SRAM pode operar com extrema rapidez. Porém, a complexidade de cada célula faz com que seja proibitivo o seu uso como um padrão de memória RAM.

A SRAM utilizada na memória cache pode ser assincrônica ou sincrônica. A SRAM sincrônica é projetada para ter velocidade igual a velocidade da CPU, enquanto a assincrônica não. Esse ínfimo lapso de tempo faz toda a diferença na performance. Igualar a velocidade do clock da CPU é interessante, então sempre procure por RAM sincrônica (para maiores informações sobre os vários tipos de memória RAM, veja Como funciona a memória RAM).

O passo final em memória são os registradores. Eles são células de memória embutidas na CPU, que contêm dados específicos para seu uso, especialmente a unidade de aritmética e lógica (ULA). Parte integrante da própria CPU, ela é controlada diretamente pelo compilador, que envia as informações a serem processados na CPU. Veja Como funcionam os microprocessadores para saber detalhes sobre os registradores.

A memória pode ser dividida em duas categorias principais: volátil e não-volátil. A memória volátil perde os dados cada vez que o sistema é desligado e precisa de energia para ser acessada. A maioria dos tipos de memória RAM incluem-se nesta categoria.

Módulos de memória RAM De cima para baixo: SIMM, DIMM e SODIMM

A memória não-volátil não perde seus dados quando o sistema ou o dispositivo é desligado. Essa categoria abrange inúmeros tipos de memória. A mais familiar é a ROM, mas dispositivos de armazenamento do tipo memória flash, como os cartões CompactFlash e SmartMedia, são também formas de memória não-volátil. Veja os links abaixo para mais informações sobre este tipo de memória.

Módulo de memória ROM

Para ter um prático manual sobre memória de computador, você pode imprimir a Grande lista de termos de memória de computadores (em inglês).

Para mais informações sobre memória de computadores e tópicos relacionados, confira os links da próxima página.