O que é memória DDR?

Um computador precisa de vários componentes para funcionar, sendo que a memória RAM é um dos mais fundamentais para que a máquina opere apropriadamente.

Ao longo dos anos, tivemos diversos padrões de memória, desde a EDO, passando pela SDR, até chegar às atuais DDR. Hoje, já estamos na terceira versão da DDR, o que comprova que esse tipo de memória deu muito certo.

Mas você sabe o que significa DDR? Sabe qual é a diferença entre a DDR-400 e a DDR2-667? Como este é um termo muito comum, resolvemos criar este artigo para explicar a origem do padrão, os modos de funcionamento e outros detalhes.

Memória RAM

Bom, antes de entrarmos no assunto das memórias DDR, é importante falarmos sobre memórias em geral. A memória, como você já deve imaginar, é um componente que serve para armazenar dados (tal como a sua memória guarda recordações e informações).

Os computadores normalmente têm dois tipos de memória: a RAM (volátil) e um dispositivo de armazenamento (não volátil). A memória RAM serve para salvar dados temporariamente, os quais serão usados com frequência pelos programas.

A sigla RAM vem de “Random Access Memory (Memória de Acesso Aleatório). Esse dispositivo é responsável por armazenar os dados que estão sendo processados na CPU. O termo “aleatório” indica que é possível ler ou escrever dados em qualquer endereço de memória e de forma aleatória (sem seguir uma ordem específica).

Dentro das memórias, há chips que servem para guardar os dados temporariamente. Cada posição dentre dos chips é marcada com um endereço, sendo que é esse endereçamento que servirá para o processador se localizar e realizar a comunicação. Antes, a transmissão de dados era assíncrona, ou seja, não existia sincronia em uma frequência nos acessos. Agora, as memórias são sincronizadas e os dados transitam no mesmo clock.

Na memória RAM, existem duas tarefas básicas: leitura e escrita. Quando um aplicativo necessita de dados que estão armazenados na RAM, o processador dá a ordem de qual endereço deve ser lido. O processo de escrita segue o mesmo princípio, sendo que a atribuição de valores de endereço de memória são determinados de forma aleatória.

Barramento de comunicação

O barramento, como o próprio nome sugere, é o agrupamento de vias de comunicação entre diferentes componentes de hardware. Por exemplo: para o processador efetuar comunicação com a memória, ele deve utilizar o barramento para enviar (ou receber) os dados.

Todo o tráfego de dados, endereços e sinais de controle acontece pelo barramento. Normalmente os barramentos possuem um desempenho medido em bits (quantidade de informações que pode ser enviada simultaneamente).

Chip de memória DDR3

O barramento de memória (também conhecido como a interface) é um número representado em bits que faz referência à quantidade de bits que pode ser transmitida simultaneamente entre a memória (principal ou da placa de vídeo) e outros componentes (como o processador).

Antes da memória DDR, precisamos falar de...

Agora, que já sabemos as informações básicas de funcionamento da memória RAM, podemos entrar em outros assuntos que são essenciais para entender como realmente funciona a memória DDR.

Primeiro, você deve saber que a memória DDR é do tipo SDRAM (ou seja, é uma RAM com um SD na frente). A sigla é de synchronous dynamics random access memory, que significa memória de acesso dinâmico de sincronia dinâmica. Como você de imaginar, essa é uma RAM que realiza a leitura e escrita de dados de forma síncrona e dinâmica.

Essa sincronia da memória DDR se deve justamente ao clock que regula o acesso à memória (lembra que falamos há pouco sobre isso?). Basicamente, a memória deve aguardar alguns nano segundos para poder gravar ou ler informações. A ideia é justamente essa, para que os componentes funcionem em ciclos e não haja problemas na comunicação.

Aqui, convém falar de algo que está diretamente relacionado aos ciclos: a latência da memória (é importante não confundir essa latência da SDRAM com outras latências internas). Trata-se do intervalo de tempo que é necessário para que um endereço qualquer seja acessado com garantia de que os dados sejam gravados ou acessados corretamente.

Nas memórias SDRAM, o processador determina essa latência (algo que é determinado em ciclos, não em nano segundos), que será sempre a mesma. Como a CPU trabalha mais rápido que a memória, normalmente ele acaba necessitando aguardar alguns segundos para receber os valores solicitados.

DDR-DIMM

O tipo de memória instalada nos módulos DDR é o SDRAM, mas o arranjo (posicionamento dos chips nas peças) dessas memórias funciona de acordo com o padrão DIMM. A sigla vem de Dual Inline Memory Module (Módulo de Memória em Linha Dupla). Esse termo é usado para designar que um determinado componente tem chips instalados dos dois lados do módulo.

Na prática, isso significa que, diferente das memórias SIMM (que tinham chips de um único lado) que operavam com 32 bits de dados, as memórias DIMM trabalham com 64 bits de dados. Portanto, esse padrão garante o dobro de dados e consequentemente, na teoria, pode significa que temos o dobro do desempenho.

Costumeiramente, chamamos os módulos de memória DDR apenas pela sigla DDR, mas o correto (e mais completo) seria usar a designação DDR-SDRAM DIMM.

Origem do termo DDR

Bom, finalmente chegamos no assunto principal: a memória DDR. A sigla DDR vem de Double-Data-Rate (Taxa Dupla de Transferência). A memória DDR permite que dois dados sejam transferidos ao mesmo tempo.

Módulos de memória Corsair DDR-400 com dissipadores

Assim, basicamente, uma DDR-SDRAM é uma memória do tipo SDRAM que permite que dois dados sejam transferidos no mesmo ciclo de clock. Um módulo de memória do tipo DDR-SDRAM é, teoricamente, duas vezes mais rápido que um SDRAM comum.

Como você já deve ter percebido, o padrão DDR evoluiu durante os últimos anos, avançando para o DDR2 e, posteriormente, para o DDR3. Então, é de suma importância que falemos sobre cada uma dessas versões, dando um enfoque no padrão mais recente.

DDR

Com a evolução dos processadores, as fabricantes tiveram que bolar um jeito de criar memórias que pudessem atender a demanda de processamento. O Pentium 4 foi um dos chips que obrigou o surgimento de memórias que fossem capazes de operar com o dobro da frequência.

Foi mais ou menos nessa época (lá no ano 2000) que surgiu o DDR. Muita gente acabou chamando elas apenas de DIMM, pois eram a principal característica que as diferenciava das antigas memórias (que tinha chips apenas em um lado). Essas memórias tinham 184 contatos metálicos.

DDR2

Novamente, o restante dos componentes levou a memória ao seu limite. Com isso, a indústria de memórias se viu obrigada a evoluir para o padrão DDR2. As frequências aumentaram, as capacidades de transferência tiveram ganhos significativos e as latências subiram. A memória DDR2 foi lançada em 2003. Elas tinham 240 pinos que garantiam a comunicação com a placa-mãe.

Um módulo do tipo DDR2 transmite quatro dados por ciclo de clock, o que permite, na teoria, que a velocidade de transmissão dobre, se comparando ao DDR. As DDR2 também trouxeram melhorias no gerenciamento de energia, com o ODT (Terminação Resistiva) já presente no próprio chip, evitando interferências eletromagnéticas e consumo elevado de energia.

DDR3

Este é o padrão mais recente das memórias do tipo DDR. Novamente, a vantagem está no clock elevado e nas taxas de transferência superiores. A latência dessas memórias é maior que as da DDR2. O ganho de desempenho da DDR3 não chega a ser o dobro do que se obtém com módulos do tipo DDR2. A memória DDR3 tem 204 contatos.

Por conta de uma série de atrasos no desenvolvimento de novos chips e no avanço dos demais componentes, esse padrão de memória acabou durando muito mais do que os antecessores. Ela foi lançada em 2007 e até hoje é o padrão mais robusto. Esse tempo adicional de sobrevida levou as fabricantes a levarem a tecnologia ao limite, com módulos que podem trabalhar com clock de até 2.800 MHz.

GDDR

Aproveitando o tema, é de suma importância que falemos sobre o padrão GDDR, o qual causa muitas dúvidas. Presente em placas de vídeo, esse tipo de módulo é especialmente preparado para gráficos. Contudo, existem grandes confusões por contas das tantas variações de memórias que são instaladas nas placas gráficas.

Há componentes que trazem chips do tipo DDR3, outros contam com módulos GDDR3 e temos ainda alguns que utilizam peças do padrão GDDR5. Afinal, qual a diferença? A tecnologia GDDR5 é baseada na DDR3, mas existem diferenças de funcionamento.

Chips de memória GDDR5 que vão instalados nas placas de vídeo

A GDDR5 trabalha com tensões mais baixas, utiliza um esquema diferente de controlador de memória e pode ser utilizada em uma configuração assimétrica. Todavia, a principal mudança está na forma como ela é projetada. Por se tratar de uma memória para gráficos, ela pode alcançar taxas de transferências muito superiores, mas as latências são mais altas também.

Dual Channel

Outro assunto que convém abordar aqui é a combinação de módulos no esquema Dual-Channel (Canal Duplo). Como o termo sugere, neste tipo de configuração, as memórias trabalham em dois canais separados.

Este mecanismo, em teoria, pode dobrar a largura do barramento, permitindo que 128 bits sejam transmitidos (vale lembrar que um único módulo transfere 64 bits). Para isso, existe a necessidade da instalação de dois pentes idênticos. Assim, na teoria, é possível transmitir o dobro de informação ao mesmo tempo.

As memórias DDR2 e DDR3 são perfeitamente capazes de trabalhar nesse tipo de arranja, contudo, vale notar que é preciso verificar se o processador e a placa-mãe trabalham com esse tipo de configuração (existem componentes preparados para Triple Channel e Quad Channel).

Além disso, é preciso atentar para a configuração específica da placa, por isso recomendamos que você verifique o manual para descobrir como você deve instalar os módulos e habilitar a configuração Dual Channel.

Apesar de Dual Channel oferecer vantagens significativas (algo importante principalmente para jogos e aplicações mais pesadas), seu uso não é obrigatório. Dessa forma, você pode instalar somente um módulo de memória DDR, mas não irá obter os mesmos resultados.

E o padrão DDR4?

Originalmente, esse artigo havia sido elaborado e publicado em 2009, sendo que nenhuma atualização havia sido feita desde aquela época. Quando o texto original foi ao ar, tínhamos notícias de que os módulos do tipo DDR4 seriam lançados em 2012.

Como você pode ver, as previsões daquele tempo estavam bem equivocadas (mas a indústria de hardware nem sempre consegue cumprir seu cronograma). Agora, em 2014, os módulos desse padrão estão quase prontos para chegar ao mercado — a produção em massa começou em 2013, mas nenhuma fabricante está vendendo os componentes.

Entretanto, é importante ressaltar que o novo padrão requisitará uma máquina completamente nova. Por conta das modificações na tecnologia e nas próprias características físicas, as memórias DDR4 só devem ser compatíveis com placas e processadores mais recentes.

Novo padrão será ainda mais rápido e economizará energia

A AMD dará suporte a tais memórias nos componentes Hierofalcon. Já a Intel pretende liberar a o uso da tecnologia com os processadores Haswell-E. E adivinha só? Para usar essas novas CPUs, você precisará de novas placas-mãe que sejam compatíveis com os respectivos sockets.

Quanto às vantagens, você pode esperar módulos com maior desempenho em todos os sentidos. A tecnologia DDR4 trabalha com menor tensão (apenas 1,2 V), maiores frequências (que podem chegar até 3.200 MHz), maiores densidades (módulos de até 16 GB) e outras melhorias.

A evolução continua

A indústria encontrou no padrão DDR uma forma de continuar evoluindo e garantindo mais desempenho ao usuário sem precisar trocar o sistema de funcionamento das memórias. A tendência é que as fabricantes continuem investindo nesse padrão e desenvolvam novas versões para o uso geral e aplicações gráficas.

Não dá pra saber quando novos padrões surgirão, mas não deve demorar muito para vermos o DDR5 por aí. No fim, quem acaba ganhando somos nós que economizamos tempo e temos melhores resultados com os aplicativos do cotidiano e, principalmente, com jogos. Você usa qual tipo de memória em seu computador?