Como surgiu a Memória Ram?

HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DA MEMÓRIA RAM

Um dos componentes mais importante em um sistema computadorizado é a memória, pois tanto a CPU (Unidade Central de Processamento) quanto os dispositivos de E/S (entrada e saída) dependem e interagem com a ela. Cada dado, cada byte, possui um endereço na memória, e a interação é feita a partir da escrita e leitura desses endereçamentos.

 

Para o adequado funcionamento de um sistema computadorizado existe diferentes tipos de memória, cada um com suas características e funcionalidades específicas. Uma das memórias mais importantes é a memória randômica ou simplesmente RAM do inglês: Random Access Memory, que em uma tradução livre significa “memória de acesso aleatório. Essa memória faz parte da classe principal e está localizada entre as memórias secundárias (encontradas nos dispositivos de armazenamento, HD, PENDRIVE, DVD, etc) e as memórias cache e registradoras (encontradas nos processadores).

Por estar localizada na classe principal, a memória RAM é considerada a memória primária de quaisquer sistema eletrônico digital. Ela é um componente essencial não apenas nos computadores, mas em qualquer tipo de equipamento eletrônico que necessita de interação com algum tipo de dado. Ela é chamada de randômica por permitir o acesso a qualquer endereçamento, independente de sua localização, a qualquer momento, diferente de outras memórias sequenciais, como por exemplo uma fita magnética (DLT, LTO, etc).

Por mais que exista espaço de armazenamento disponível nos componentes de memória secundária, na forma de um disco rígido, pendrive, ou de um cartão de memória, a memória RAM será sempre indispensável.

Na década de 50, quando o projeto UNIVAC substituiu as grandes válvulas por um sistema de cartões em módulos que formavam uma memória de ferrite, deu-se início ao sistema de memória existente até hoje. Neste método, ainda primitivo, cada memória de ferrite tinha pequenos fios entrelaçados com pequenas anilhas magnéticas onde os fios se entrelaçavam. No meio, pequenos fios de cobre, eram magnetizado juntamente com a anilha, sinalizando “1”, quando magnetizados, ou “0” quando desmagnetizados.

Cada módulo que formava a memória de ferrite possuía 1024 anilhas magnéticas. Cada anilha representava um bit de informação. Nesse sistema ainda era possível observar fisicamente a localização de um bit de dado na memória. O UNIVAC contava com 8 módulos de memória de ferrite dentro de um conjunto, alcançando assim inéditos 8 Kilobytes de memória, suficientes para auxiliar na previsão dos resultados da eleição presidencial daquele ano.

No final da década de 50, com a criação e evolução do transistor, um componente eletrônico responsável por amplificar e chavear sinais elétricos. Muitos estudiosos consideram o transistor o grande responsável pela revolução da eletrônica, e de tudo que dela depende.

No início dos anos 60, iniciou-se o desenvolvimento dos circuitos integrados. Um circuito integrado, ou simplesmente CI é um conjunto de transistores e condensadores, miniaturizados e montados em uma única pastilha de silício. Estas placas deram origem aos conhecidos chips de memória RAM que conhecemos hoje. A estrutura do circuito integrado é muito simples, onde um capacitor (componente eletrônico que armazena corrente elétrica) quando carregado eletronicamente possui 1 “um” bit, e quando está descarregado tem 0 “zero” bit. Para cada capacitor existe um transístor, encarregado de ler o bit armazenado no capacitor e transmiti-lo ao controlador de memória. Esse conjunto de capacitor e transístor é repetido algumas milhões de vezes, formando assim um chip de memória.

A série que marcou essa nova tendência foi o IBM System/360, que contava com capacidade de memória de 8KB até 8MB, embora este último era incomum, o mais comum eram os modelos de 256, 512, 768 e 1024 Kilobyte.

Em 1966 o Dr. Robert H. Dennard, funcionário da IBM, desenvolveu a DRAM (Dynamic Random Access Memory) Memória Dinâmica de Acesso Aleatório. Dennard e seu time estavam trabalhando com circuitos integrados, e o interesse por memórias ocorreu quando conheceram outro grupo de pesquisadores trabalhando em memórias magnéticas de ferrite. Eles trabalharam inicialmente com uma simples memória cell que usava apenas um transistor e um pequeno capacitor. A IBM e Dennard patentearam a DRAM em 1968, mas demorou ainda alguns anos para ser concebido em um chip de memória e poder trabalhar em um computador. O maior problema com a DRAM era o superaquecimento e a necessidade de refrescamento constante.

Aproximadamente, em 1969, William Regitz da Honeywell buscou companhias parceiras para o desenvolvimento de um projeto mercadológico para lançar uma memória dinâmica baseada nos trabalhos de Dennard e no chip novel 3 que sua companhia havia patenteado. A recém criada INTEL ficou animada na possibilidade de lançar um chip de 1024Bits. Joel Karp da INTEL foi o projetista do circuito, e trabalhou com Regitz no projeto, batizado de i1102.

Embora eles continuassem no desenvolvimento do i1102, era preciso analisar outras técnicas de células, pois havia um sério problema no projeto, os contatos eram ruins e prejudicavam a performance. O engenheiros da Intel Ted Hoff, Leslie Vadasz, Joel Karp e Tom Rowe encontraram um jeito de resolver os problemas, e Bob Abbott fez o design do novo chip, nascia assim o i1103.

Somente em outubro 1970, a INTEL publicou o lançamento do i1103, o primeiro chip de memória DRAM, e em 1972 o DRAM i1103 já era considerado o melhor chip de memória semicondutor do mundo, acabando definitivamente com a memória de ferrite. Em 1973 foi lançado pela Hewlett Packard o primeiro computador disponível usando o i1103, o HP 9800. 

Em 1976 a recém-fundada Apple Computer Inc., de Steve Jobs e Sthephen Wozniak, lançaram o Apple I, um computador também munido com a memória DRAM. 8 KB de memória, suficientes para carregar o interpretador BASIC, que ocupava 4KB, sobrando 4KB para escrever e rodar os programas.

A memória de Dennard é usada com o mesmo princípio que ele concebeu até os dias atuais, no entanto existem dois tipos de memória RAM, a RAM dinâmica DRAM e a RAM Estática SRAM.

A diferença entre DRAM e a SRAM, é que a DRAM precisa atualizar milhares de vezes por segundo, enquanto a SRAM não precisa ser atualizada, o que a torna mais rápida, no entanto os dois tipos são voláteis, ou seja, perdem seus conteúdos quando a energia é desligada.

As memórias RAM evoluíram muito com o passar dos anos, inicialmente elas eram montadas em módulos DIP (Dual In-line Package) soldados diretamente na placa-mãe, ou encaixados em soquetes disponíveis nessa placa. Os XTs, os PC-286 e os primeiros PC-386 possuíam estes módulos. Que foram aumentando conforme os processadores foram sendo melhorados. No entanto os módulos DIP ocupavam muito espaço e dificultavam a ampliação da memória ou até mesmo substituição de módulos defeituosos.

Com o surgimento da memória SIMM (single in-line memory module), montada em uma placa de memória com 30 pinos de conexão, tamanho aproximado de 9x2cm, e instaladas em pares com capacidade e velocidade iguais, podia se alcançar até 16Mb (megabytes de RAM). Já nas placas SIMM mais modernas, um pouco maiores (aproximadamente 11x2,5 cm), era usado um conector de 72 pinos para aumentar a capacidade de transferência, o que permitia memórias RAM de até 256Mb.

As primeiras memórias produzidas no início da década de 80, passaram por constantes melhorias, tanto na organização quanto no acesso, essas melhorias permitiram aumentar a velocidade de acesso aos dados depositados na memória através do aumento do barramento de dados. O PC original era capaz de ler apenas 8 bit por ciclo de clock, o clock é o relógio do sistema, é ele que estabelece o tempo de funcionamento dos componentes. A maioria dos computadores atuais podem ler 64 bit por ciclo de clock.

Como o mercado demandava computadores cada vez mais rápidos, novos processadores cada vez mais velozes em seu processamento eram criados, e processamento sem memória não é nada. Então, na mesma proporção que se aumentava a velocidade e a capacidade de transferência, a indústria foi ampliando a capacidade das memórias. Um bom exemplo dessa evolução é módulo de memória DIMM (dual in-line memory module). Com um enorme conector de 168 pinos ou 184 pinos e um tamanho de 14 x 2,5 cm, as DIMMs variam em capacidade de 8 MB a 1 GB por módulo e podem ser instaladas sozinhas ou em pares, diferente das antigas SIMM.

No entanto essa evolução está apenas no começo, quarenta anos após o lançamento do primeiro computador munido de memória RAM, por mais impressionante que possa parecer, ainda existe muito a evoluir, afinal em tecnologia dificilmente um conceito dura quarenta anos. Mas a substituta da memória de acesso aleatório já se encontra em desenvolvimento, é esperada ainda para este ano o lançamento do primeiro protótipo da memória baseada em FET Field-effect transistor, ou seja, Transistor de Efeito de Campo.

Os FETs foram inventados por Julius Edgar Lilienfeld em 1926 e aperfeiçoada em 1934 por Oskar Heil, mas sua aplicação se limitava ao uso como adaptadores de impedâncias, podendo substituir transformadores em determinadas situações, além disso eles são muito usados para amplificar frequências altas com ganho superior ao dos transistores bipolares. Mas pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte, liderados pelo professor Paul Franzon, estão desenvolvendo a memória FET combinando elementos da memória Flash e da RAM em um único circuito, usando um Transistor de Efeito de Campo com duas portas flutuantes (Floating Gate FET), que permite entre outras coisas, economizar energia.


Via: Liead