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O que é memória RAM?

Por| Editado por Jones Oliveira | 26 de Abril de 2024 às 19h05

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Kingston
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A memória RAM (acrônimo para Random Access Memory, ou Memória de Acesso Aleatório) é uma peça essencial para os computadores, telefones e videogames, sendo a memória principal desses sistemas. Ela permite armazenar dados de maneira temporária e é responsável pela leitura e escrita veloz dos dados, enviando e recebendo-os do processador para que toda a máquina funcione em equilíbrio.

Inclusive, a memória RAM é uma peça física, que pode ser removida ou adicionada em certos dispositivos, garantindo acesso rápido a basicamente qualquer operação que façamos em um sistema.

Para entender mais sobre a memória RAM, seu funcionamento, características, tipos e particularidades, o Canaltech conversou com o Gerente de Tecnologia da Kingston Brasil, Iuri dos Santos.

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O que é memória RAM?

A RAM é uma memória volátil de armazenamento temporário. Esse componente foi criado para facilitar a troca de informações entre outras peças, principalmente com o processador. No mundo da computação, os processadores são considerados os “cérebros” de todo PC, e para que os principais dados fossem recebidos e devolvidos muito rapidamente, foi criado o cache.

O cache é uma memória super rápida, localizada na própria CPU. Esse armazenamento é dividido nos níveis L1, L2 e L3, no qual o primeiro é o mais rápido e de menor capacidade, e o L3 é com maior capacidade e menor velocidade. Seja como for, todo dado imprescindível para a CPU passa pelo cache, justamente por ele ser muito rápido.

Todavia, os processadores domésticos mais potentes possuem cerca de 128 MB de cache, enquanto os mais populares ficam na faixa de 20 a 30 MB. Em um PC atual, 128 MB para acessar dados complexos é muito pouco, certo? Imagine só há décadas, quando esses valores ainda estavam na base dos KB. Eis que surge a RAM.

Memória de acesso rápido 

Em conversa exclusiva com o Canaltech, o Gerente de Tecnologia da Kingston Brasil explicou que a RAM é o primeiro tipo de memória externa que está mais próxima ao processador. A memória mais rápida de todas é o cache, que está dentro da CPU, enquanto a RAM é a mais próxima fora dele. Para termos de comparação, um dado leva cerca de 1 nanosegundo (ns) para sair do cache L1 em direção ao processador. Para sair da CPU e chegar até a RAM, esse mesmo dado levaria 300 vezes mais tempo.

Assim, mesmo que seja considerada uma memória bem rápida na transferência de dados, ao nível de hardware ela ainda é lenta. Claro, para nós esse tempo de espera é ínfimo, bem inferior a um segundo, mas no mundo da computação é uma longa jornada. Dessa forma, quando falamos de peças separadas e “próximas” à CPU, a memória RAM é a primeira.

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Na prática, é como se estivéssemos em um supermercado fazendo compras. Imagine que suas mãos e braços são os níveis de cache, já que são a forma mais simples de você pegar algum item na prateleira e levar ao caixa, como uma lata de refrigerante. Com a lata na mão, você pode concluir sua compra bem rapidamente.

Agora, pense que você quer comprar itens para um café da manhã, como pães, biscoitos, leite, uma fruta, queijo, presunto e ovos. Com tanta coisa assim, é melhor pegar uma cestinha de mercado. Essa cestinha é a nossa RAM, que está um pouco mais distante do corpo, mas pode carregar mais produtos/dados. Todavia, você pode demorar um pouco mais para chegar até o caixa. 

Tudo isso é bem diferente do armazenamento convencional, como os SSDs e HDs. Para se ter noção, esses dispositivos estão entre 150 mil a 3 milhões de vezes mais longe que o cache L1. Por mais que tenham muita capacidade, são bem lentos.

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RAM é memória temporária 

Por ser chamada de memória, a RAM causa muita confusão quando também é definida como um componente volátil/temporário. Diferente de um Disco Rígido ou SSD, que armazena permanentemente as informações que você guarda, a Memória de Acesso Aleatório só mantém os dados das aplicações enquanto elas estão sendo executadas. Quando você fecha essa aplicação, a RAM apaga os dados.

Assim como aponta Iuri dos Santos, tudo feito nos computadores é realizado por meio de correntes elétricas e elétrons. Essa memória é volátil porque os elétrons são enviados para ela, mas o componente não tem a obrigação de armazená-los permanentemente. Os dados entram e saem em ciclos e sempre são apagados quando aquele determinado programa é fechado ou o computador desliga: 

“É uma memória que se você tira a energia dela, se você desliga, ela automaticamente zera tudo, porque os elétrons vão embora. Então é uma troca você ter uma memória de alta velocidade porque ela não mantém os dados caso não esteja operando. É diferente de um SSD, justamente mais lento por ter que manter aqueles dados por anos ali dentro daquele chip sem nenhum problema. Para fazer isso você tem um chip que é proporcionalmente mais lento do que o chip da memória RAM”.
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Como é a memória RAM?

Já gastamos alguns bons parágrafos para explicar as características principais e o que é uma memória RAM, mas como essa Random Access Memory se parece? O formato físico do componente varia conforme o dispositivo, mas aqui focaremos em notebooks e computadores de mesa.

A RAM tem o visual de um plaquinha retangular fina e alongada. A construção básica de toda memória é uma placa de circuito impressa verde, com diversos chips quadrados espalhados pelo corpo, e uma borda inferior dourada cheio de conectores, também chamados de pinos.

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Nos desktops, a peça é mais comprimida e pode ter dissipadores de calor, ou seja, uma estrutura metálica que ajuda a reduzir o aquecimento. Já nos notebooks, as placas são menores, pois há menos espaço interno nesses aparelhos para colocar um componente muito grande.

Como funciona a memória RAM?

Responsável pelo armazenamento rápido de dados e a comunicação com o processador, a memória RAM é usada a todo momento. Quando ligamos o computador, uma corrente elétrica energiza todos os componentes por meio da fonte e a CPU é quem inicia primeiro, enviando um sinal para a BIOS. A BIOS, localizada na placa-mãe, mapeia e testa todas as peças para entender se aquele PC pode funcionar corretamente.

Após essa etapa, a BIOS inicia o processo de boot do sistema, localizando que o sistema operacional, como o Windows ou Linux, está no armazenamento (HD ou SSD).

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Feito isso, a BIOS começa a carregar partes do sistema operacional na memória RAM. Enquanto são carregados na Random Access Memory, esses dados são enviados diretamente para o processador realizar todo cálculo lógico dos processos existentes no sistema. 

Perceba que a memória RAM desempenha o papel de condutora de dados e está em comunicação direta com a CPU. Todo programa, seja o sistema operacional ou o navegador que você usa na internet, é total ou parcialmente carregado na memória RAM para ser “digerido” e particionado em instruções que serão enviadas para o processador.

“Assim que se inicia o sistema operacional, ele começa a carregar os programas que estão ali previstos, tudo isso vai sendo salvo na memória RAM. Os arquivos, os programas que normalmente você abre inicialmente também já são pré-carregados para a memória RAM, e assim a gente vai operando. Abre um programa, ele é carregado, e a memória começa a encher, descarregando algumas coisas que são pré-carregadas e não estão em uso, e assim vai fazendo esse equilíbrio”, ressalta o Gerente de Tecnologia da Kingston Brasil.
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E quando falta memória RAM?

Vendida normalmente em pentes de 8 a 32 GB no mercado, o volume de aplicações usadas no computador pode exceder a capacidade da memória RAM. Sabe quando você tem múltiplas abas abertas do navegador, planilhas, PDFs, documentos, software de videoconferência e o computador começa a travar? Esse pode ser um indicativo de há memória RAM insuficiente no seu PC.

O especialista da Kingston aponta que nos casos em que a quantidade de aplicações supera a própria memória RAM, o sistema precisa encontrar um plano de emergência e cria uma memória virtual. Essa memória virtual é um pedaço do armazenamento (HD/SSD), que existe para a CPU receber algum tipo de dados, mesmo que de maneira muito lenta.

"É por isso que o computador, quando está com a memória cheia, fica lento do nada, porque parte da memória que está sendo processada está vindo de uma memória mais lenta [memória virtual do armazenamento]", explica Iuri dos Santos.
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O barramento 

Assim como os demais componentes de um PC, a memória RAM é complexa. Para essa peça enviar os dados até o processador, primeiro é preciso que ela se conecte a ele de alguma forma. Quando encaixa na placa-mãe, os pentes de memória RAM devem ser inseridos em slots (encaixes/espaços) próprios, que possuem vários corredores elétricos para fazer a energia ser transmitida pela máquina.

Esses corredores são os canais de comunicação, e nesses canais há o barramento em bits. Via de regra, um módulo/pente de memória RAM trabalha com 64-bit. Isso significa que, caso o usuário insira dois módulos de memória, ele terá 128-bit e assim sucessivamente. Em outras palavras, quanto maior esse número de bits, mais dados a memória RAM pode passar para o processador e vice-versa, e, consequentemente, mais desempenho aquele PC terá.

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Canais de comunicação 

O barramento não é algo que comumente vemos na hora de comprar pentes de memória RAM, mas é uma informação importante. Quando apenas um pente de memória está inserido em um slot da placa-mãe, chamamos essa técnica de single-channel (Canal único). Quando inserimos dois pentes em dois canais, é chamado de dual-channel, e por aí vai

Por isso, sempre que recomendamos um computador gamer ou para profissionais, a indicação é investir em dual-channel. Isso significa que ao invés de você comprar um único pente de 16 GB e ter o single-channel de 64-bit, é melhor comprar dois pentes de 8 GB para totalizar 128-bit e ter mais velocidade. 

Todavia, para toda regra há uma exceção. Por mais que mais canais teoricamente signifiquem mais performance, isso nem sempre é verdade. As memórias RAM comumente possuem 8 chips na lateral e cada um desses chips possui 8-bits, totalizando os 64-bits que já falamos. O problema é que certas memórias usam 16 chips de 8-bits, totalizando 128-bits.

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O problema, nas palavras de Iuri dos Santos, é que quando fazemos o dual-channel ou quad-channel (Quatro canais) em situações com muitos bits, o sistema começa a criar etapas de carregamento que ou vão dar saltos de desempenho muito pequenos, ou não vão mudar em nada.

Memórias single-rank e dual-rank

Por questões de didática, é interessante explicar a relação entre bits e ranks na memória RAM. Segundo Iuri, um rank é "a capacidade da memória em receber e enviar os 64-bits completos por meio daqueles 8 chips de 8-bits". Quando há 16 chips de 8-bits, significa que é uma memória dual-rank, enquanto 8 chips de 8-bits é single-rank.

"O rank é basicamente uma relação não só de contagem de chips, porque o chip pode variar no número de bits, como também é uma contagem de módulos virtuais dentro de um módulo de memória", ressalta dos Santos.

Frequências 

Característica mais popular na memória RAM, a frequência, ou clock em inglês, se refere a quantos ciclos por segundo aquela memória recebe e envia dados. O gerente da Kingston Brasil exemplifica usando as memórias de 3.200 MHz, revelando que esse termo é igual a "3.200,000 ciclos a cada segundo em um canal de 64-bits". 

Em outras palavras, é válido dizer que a frequência da RAM está relacionada com a velocidade ou taxa na qual os dados podem ser escritos e lidos. Quanto maior esse número, teoricamente maior a performance. A frequência é medida em Megahertz (MHz) ou Megatransfers (MT/s) — algo que explicamos com mais calma em outro artigo. 

No padrão DDR4, já "ultrapassado" e ainda amplamente utilizado, a frequência comum é entre 3.200 MHz e 3.600 MHz. Já no atual e novo DDR5, esses clocks sobem para 4.800 MT/s e já estão aparecendo em uma média de 6.000 MT/s, mas podem bater 8.400 MT/s. Aliás, por fins de comodidade, usaremos o termo MHz quando falarmos em DDR4 e MT/s quando o assunto for o DDR5.

A questão é que o nível do aumento da frequência não é linear em termos de desempenho em certas execuções. Como explica Iuri, você pode ter uma memória DDR5 de 4.200 MT/s e pagar 50% mais caro para comprar uma nova memória de 8.400 MT/s. O fato da frequência ter dobrado, não significa que a sua performance dobrará também.

Certamente, frequências maiores podem trazer muito mais estabilidade em jogos, mantendo taxas de FPS mais altas, assim como dar mais fluidez em operações profissionais. Contudo, saiba que pagar caro apenas para ter MHz ou MT/s a mais não significa receber resultados sempre melhores. 

Latência 

Em todo processo, seja para enviar um e-mail ou fazer compras, há um tempo de espera entre o pensamento e a ação. A latência é exatamente esse período entre o comando para uma dada ação até ela ser executada de fato. Na etapa de funcionamento da memória RAM, a latência corresponde ao tempo que a memória leva para executar um comando.

Na memória RAM, esse termo também é chamado de CL (CAS Latency) e indica quantos ciclos de frequência a memória precisa realizar para acessar um conjunto de dados. Por exemplo, uma memória DDR4 de 3.200 MHz e CL18 faz 18 ciclos de 3.200,00 megahertz por segundo. Na teoria, quanto menor a latência, melhor.

Na prática, encontramos algumas divergências, como conta o Gerente de Tecnologia da Kingston. Se pegarmos uma memória DDR5 de 6.800 MT/s em CL40 e compararmos com uma DDR4 de 3.200 MHz em CL20, é lógico pensar que a memória de menor latência é melhor, certo? Na verdade, não. Por mais que aquele pente DDR5 tenha latência CL40, ele é capaz de fazer 6.800,00 mega transferências por segundo, ou seja, mais do que o dobro em relação ao DDR4. 

Inclusive, memórias de mesma frequência podem ter latências diferentes. Não é incomum ver dois pentes de 2.666 MHz de marcas diferentes e CL distintas, como CL14 e CL16, dependendo da marca. Seja como for, a latência é importante, mas não é o único parâmetro de velocidade. 

O que é o DDR da memória RAM? 

Tópico de confusão, o DDR é um acrônimo para Double Data Rate, ou seja, o Dobro da Taxa de Dados. Lançado no ano 2000, essa nomenclatura revolucionou o mundo da informática, pois trouxe uma nova forma de interpretar os ciclos.

No passado, havia o SDR (Single Data RAM). Nele, durante a troca de dados com o processador, as informações eram recebidas na subida da onda e só então devolvidas nas outra subida da onda. Isso fazia com que a troca de dados fosse mais lenta, já que demorava todo esse processo da onda subir para receber os dados, descer, e subir novamente para enviar os dados.

Iuri dos Santos explica que o DDR "criou a possibilidade de você ler os dados na subida dessa onda e devolver na descida, ou o contrário, trocando dados em todos os momentos, seja na ascensão ou na descida", explica o especialista. Então, a verdade é que uma memória de 3.200 MHz (ou MT/s) tem apenas 1.600 MHz, mas o DDR e a possibilidade de receber e devolver informações na subida e descida dobra o número para 3.200 MHz, da mesma forma como acontece com outras frequências. 

Com a evolução tecnológica, o DDR passou para o DDR2, DDR3, DDR4 até chegar no atual DDR5. Cada uma dessas gerações trouxe aumentos de frequências e novos recursos, além da diferenciação de pinos. Aliás, o DDR não é retrocompatível, ou seja, não é possível encaixar um pente DDR3 em um slot DDR4 ou vice-versa.

Quais são os tipos de memória RAM?

Além do tradicional modelo DDR, a indústria criou outros tipos de memória ao longo dos anos.

São eles:

  • DRAM (Dynamic Random Access Memory): É o tipo de RAM mais usada em computadores, pois armazena cada dado em capacitores separados em uma placa de circuito integrado.
  • SRAM (Static Random Access Memory): É mais rápida que a DRAM, já que armazena os dados em um circuito flip-flop, permitindo as informações fiquem estaticamente guardadas;
  • SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory): Trabalha de maneira sincronizada com a frequência do sistema, permitindo uma operação mais estável. Não são mais usadas como memória principal do sistema;
  • VRAM (Video Random Access Memory): Estrutura presente em placas de vídeo dedicadas para armazenar informações relacionadas com a geração de imagens.

Quanto de RAM preciso no meu PC?

Atualmente, boa parte dos computadores de mesa e notebooks chegam com 8 GB de memória RAM, um valor bem interessante para tarefas mais básicas, como estudantes ou profissionais que não fazem uso intenso da máquina. No entanto, como aponta o Gerente de Tecnologia da Kingston Brasil, os computadores têm ficado cada vez mais exigentes, principalmente com a chegada de recursos de IA já integrados.

Dessa forma, investir em 16 GB — preferencialmente em dois pentes de 8 GB — pode ser sinônimo de muito mais estabilidade e longevidade para a maioria dos usuários. Inclusive, esse é o pontapé inicial para o público que quer montar uma máquina gamer ou está iniciando em certas áreas profissionais, como edição audiovisual. Para Iuri, no entanto, a era dos 32 GB já chegou, mas não custa nada pensar em mais capacidade:

"Eu sou heavy user [...] no meu dia a dia, 32 GB às vezes chega a ser um pouquinho problemático. Então eu preciso de 64 GB, talvez 48 GB com dois módulos de 24. Quando trabalho com apenas 32 GB tenho que abrir mão de algumas coisas".

Existe diferença entre memória RAM de notebook e PC?

Com exceção do formato físico, a memória RAM desempenha o mesmo papel, seja no computador de mesa ou em notebooks. A diferença, como já foi comentado, é que a memória de desktop é alongada, enquanto a dos laptops possui o tamanho reduzido para caber no interior desses aparelhos compactos. 

Com informações de Crucial, Intel e Lenovo