ULTRARAM: entenda a memória que une RAM e armazenamento
Por Renan da Silva Dores | Editado por Wallace Moté | 03 de Fevereiro de 2022 às 18h40
Cientistas da Universidade de Lancaster anunciaram ter atingido uma etapa importante no desenvolvimento da ULTRARAM — sua fabricação com uso de um dos semicondutores mais comuns na indústria de eletrônicos, o silício. Isso coloca a tecnologia, que promete revolucionar a computação ao unir RAM e armazenamento em um único tipo de memória, um passo adiante no rumo da produção em massa, momento em que finalmente poderá ser popularizada. Ainda não sabe o que é ULTRARAM? Calma que o Canaltech te explica.
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RAM vs Armazenamento: principais diferenças
Resumidamente, os computadores modernos combinam dois tipos de memória para funcionar — a DRAM, Dynamic Random Access Memory, ou Memória de Acesso Randômico Dinâmico, e a Flash para armazenamento. Cada uma delas tem peculiaridades que as tornam ideais para os usos aos quais são destinadas.
A DRAM é a mais veloz das duas e, como seu nome sugere, é o tipo utilizado como RAM de computadores e smartphones, sendo acessada constantemente para que CPU, GPU e outros componentes tenham acesso aos dados que precisam para realizar cálculos, característica pela qual traz "acesso randômico" no nome. Além disso, por precisarem ser atualizadas constantemente, a cada ciclo de funcionamento, são chamadas de dinâmicas.
Apesar da velocidade, o que seria benéfico também para armazenamento, as DRAM só conseguem manter as informações enquanto estiverem recebendo eletricidade — assim que o computador é desligado, todos os dados registrados são perdidos, inviabilizando dessa forma sua aplicação em armazenamento. Também por esse motivo, são identificadas como memórias voláteis.
As memórias Flash seguem o caminho oposto, ao conseguirem manter os dados mesmo quando não estão recebendo eletricidade, sendo ideais para o armazenamento de dados importantes e que precisam ficar registrados por períodos indeterminados, e portanto conhecidas como não-voláteis. Em contrapartida, essas memórias são significativamente mais lentas que as DRAM, por mais que já consigam alcançar taxas consideráveis de transmissão atualmente.
O desenvolvimento de uma memória que unisse os benefícios de ambas é buscado há anos e, antes mesmo da ULTRARAM, chegou a ter moderado sucesso com algumas iniciativas, como a Optane, desenvolvida pela Intel, mas que foi recentemente aposentada.
Intel Optane foi tentativa de união mais popular
Em parceria com a Micron, a Intel anunciou em 2015 a marca Optane, que utilizaria um novo tipo de memória, a 3D XPoint, para unir os benefícios da DRAM e das memórias Flash. Além de latências baixíssimas, a 3D XPoint, cujo nome vem da estrutura agrupada em múltiplas camadas de linhas, teve como principais destaques a não volatilidade e o método pelo qual os dados eram armazenados.
Em vez de exigir o registro de blocos de dados, caso da Flash, essas memórias possibilitavam o armazenamento de bytes, ao substituir o processo de registro de carga ou capacitância pela resistência elétrica, que define então o valor do bit armazenado. A linha Intel Optane era oferecida nos formatos DIMM, que atuavam como um híbrido de RAM e armazenamento, sendo compatíveis com slots DDR4 apesar de exigir suporte do chipset e da CPU, bem como em SSDs.
Os últimos dispositivos da linha Intel Optane para usuários comuns foram descontinuados em janeiro de 2021, com o encerramento das séries 900P, 905P, 800P e M10. Um último modelo de SSD híbrido, o Optane Memory H20, com memórias Optane e Flash, chegou a ser lançado, mas era compatível apenas com notebooks e já é encontrado com dificuldade.
Apesar da saída do mercado consumidor e da venda da divisão de memórias NAND (um tipo de memória Flash), vale destacar que o componente não foi completamente abandonado, já que continua a atuar em servidores e no mercado corporativo. Um dos modelos mais recentes é o Optane DC P5800X, baseado na memória 3D XPoint de segunda geração e munido de barramento PCIe 4.0, com velocidades de até 7,4 GB/s, vendido por mais de US$ 3.500 (~R$ 18.400).
ULTRARAM: benefícios e o futuro
É esse vácuo deixado por soluções como a Intel Optane que a ULTRARAM pretende preencher, ao trazer ao silício, o semicondutor mais comum na fabricação de chips, características até então vistas apenas em compostos semicondutores destinados à fabricação de LEDs, lasers, sensores infravermelhos e outros dispositivos fotônicos, ou seja, que manipulam luz.
Segundo os pesquisadores, os testes em silício já superam os resultados encontrados pelo uso de arsenieto de gálio, um dos compostos semicondutores, o que deve permitir sua fabricação em massa, ponto essencial para a popularização da tecnologia.
Ainda de acordo com os estudiosos, além das velocidades de comunicação semelhantes às oferecidas pela DRAM, a ULTRARAM oferecerá "tempos de armazenamento de pelo menos 1.000 anos", enquanto sua velocidade de mudança de estado e durabilidade dos ciclos de registro e exclusão de dados é de "100 a 1.000 vezes maior que os das memórias Flash". Por ser uma tecnologia nova, ainda é cedo para afirmarmos que as novas memórias cumprirão as promessas, mas o futuro é promissor.
Teoricamente, caso os gigantescos ganhos prometidos sejam realmente atingidos, o novo padrão de memória deve aproximar a indústria do chamado In-Memory Processing, ou Processamento em Memória, em tradução livre.
O nome é autoexplicativo: em vez de contarmos com conjuntos de memórias separados para armazenamento e RAM, a ULTRARAM atuaria como ambos. A Samsung é um exemplo das gigantes que tentam atingir esse feito com outros tipos de memória, como HBM2 e GDDR6.
Os processadores, placas de vídeo e outros componentes teriam acesso direto ao armazenamento, que teria a mesma velocidade de memórias DRAM, deixando assim de afetar a performance do sistema. Isso teria ainda um efeito muito positivo no consumo de energia, já que não apenas teríamos um componente a menos para alimentar, como ainda o acesso aos dados seria feito de forma mais rápida e eficiente.