Como funcionam as diferentes memórias num computador

O computador é uma poderosa máquina de armazenamento de dados. Qualquer programa, página da internet ou arquivo aberto fica registrado de alguma forma, em algum local do aparelho. Assim como em nós usuários, a memória é uma das mais bem desenvolvidas funções do sistema.

Mas quando o assunto é a memória virtual, qual é a primeira – e às vezes única – coisa em que pensamos? Sem dúvidas, a RAM é o arquivo de dados mais famoso do sistema. É possível encontrar facilmente essa expressão registrada nas informações a respeito de um computador à venda ou nos requisitos para rodar um jogo ou software.

O que você pode não saber é que a RAM representa apenas um componente de uma série de sistemas responsáveis por acomodar todas as informações digitais necessárias sem perdê-las de vista.

Algumas dessas regiões são termos bastante utilizados no cotidiano da informática, até por usuários menos experientes: cache, ROM, HD, BIOS. Cada uma possui um papel específico e um momento certo para ser utilizada.

A quantidade de setores pode parecer exagerada, mas compensa. Se a máquina precisasse consultar apenas o disco rígido, por exemplo, ele teria que ser bem mais poderoso – e todo o processo seria muito lento.

Para compreender melhor o funcionamento do seu PC, vale a pena conhecer o caminho percorrido pelos dados e em que memórias eles podem se alojar para facilitar o trabalho do processador. O Tecmundo explica quais são e como agem essas memórias enquanto o aparelho está funcionando.

Longa jornada

O fluxo de informações em seu computador é bastante intenso, mesmo que ele esteja em baixo funcionamento. Muitos dados são recebidos pelo processador, que precisa rapidamente se livrar deles para poder receber outro pacote sem sobrecarregar-se.

Para isso, a CPU conta com as diferentes memórias, sempre operando para trafegar os dados o mais rápido possível, em um processo que ocorre em ciclos – e que pode ser resumido da seguinte maneira:

• O processador necessita de dados que já existem no computador;

• A memória cache, que tem as instruções mais requisitadas, é o primeiro local consultado;

• Se a resposta do cache for negativa, a CPU recorre à memória RAM (ou ao disco rígido, caso ela já esteja lotada);

• Os dados são enfim repassados ao processador, lidos e reescritos em uma das memórias para consultas futuras.

CPU, o ponto de largada

A unidade central de processamento (ou processador) é a parte do sistema responsável por executar as tarefas indicadas pelo usuário. Através de inúmeros cálculos e consultas a dados, é ela a responsável em fazer funcionar o software que você deseja utilizar, por exemplo.

Mas e se você deseja abrir novamente o mesmo programa? Toda a informação teria que ser calculada e processada mais uma vez, gastando um tempo desnecessário e consumindo mais energia da sua CPU. Para isso, ela utiliza as tais memórias espalhadas pelo hardware, sendo que cada uma tem especificidades e alvos determinados.

Cache, a parada rápida

O cache é a memória mais leve e rápida do seu sistema, para onde vão as informações temporárias que precisam ser processadas mais rapidamente. Essa é a primeira opção de abrigo de dados, pois possui comunicação direta ou muito próxima com o processador.

Apesar da eficiência, ele é um espaço de arquivamento relativamente pequeno, sendo medido em KBs ou MBs. Por isso, sua principal função é apenas a de guardar os resultados das operações do processador, que são fornecidos à medida em que ele funciona.

Sua criação partiu justamente da necessidade de abrigar tais resultados sem gastar espaço de outras memórias e obter uma resposta imediatamente após requisitá-la, fazendo com que sua latência seja quase nula. Quando o processador deseja acessar uma informação, lá é o primeiro local de busca. Se o cache a tiver entre seus arquivos (quando ocorre o chamado cache hit), a varredura termina e o dado é executado imediatamente.

O cache é dividido em níveis, de acordo com sua capacidade e proximidade com a CPU. Os dados do nível 1 são menores, porém de fácil acesso (atingindo até mesmo o dobro da velocidade da memória central). No nível 2 não há tanta rapidez, mas a transmissão ainda não é comprometida. As demais camadas seguem o mesmo princípio.

Todas elas estão sempre em uso, mas nem sempre se encarregam de todo o armazenamento. Além disso, não é possível aumentar o tamanho da memória cache sem substituir o processador. Alguns dados são maiores e mais importantes, portanto precisam de uma central de acesso mais dinâmica e poderosa.

RAM, a estação principal

A RAM (memória de acesso aleatório, em tradução literal) permite que você acesse dados de forma não sequencial, além de ser relativamente rápida em comparação ao próximo método. É ela a responsável por guardar algumas informações do sistema operacional, de softwares em uso e os processos em atividade, uma quantidade de dados muito maior do que o cache poderia suportar.

Quando você está jogando, por exemplo, é ela a responsável por acessar as texturas, animações e outros dados contidos para que o game rode sem problemas. É uma enorme quantidade de informação, que utiliza boa capacidade do seu processador e possui uma latência maior que a memória cache.

Seu ponto negativo é o mesmo do cache: é uma memória temporária e volátil, que tem suas informações perdidas quando o computador é desligado. Mas nem toda RAM é capaz de salvar seu computador: isso depende bastante do modelo e também do uso que você faz da sua máquina (jogos ou trabalho, por exemplo). Algumas não são poderosas o suficente para suportar os dados atrabuídos a ela, fazendo com que o processador recorra à outra alternativa.

Os dados que devem permanecer no sistema de qualquer maneira precisam de uma memória que não seja volátil, mas que consiga aguentar um alto fluxo de informações. É aí que entra outra parte vital do computador, o popular HD.

Disco rígido, o ponto final

Armazenar memórias temporárias acaba sendo um trabalho para o HD em último caso, mesmo não sendo essa a sua principal função. Em formato de memória virtual, ele executa e registra os dados de forma mecânica, diferente do método eletrônico das demais, tornando esse processo mais lento.

Nele normalmente estão os arquivos que não são perdidos a cada boot, como músicas e fotos. Eles são acessados com frequência pelo usuário, mas não pedem uma velocidade de leitura tão absurda como os processos do sistema.

Segundo o Terry’s Computer Tips, para efeito de comparação, acessar um dado a partir do disco rígido leva cerca de 0,013 segundos, enquanto o mesmo dado a partir da RAM chega em 0,000.000.01 segundos. Para compensar, o HD possui a maior capacidade entre as memórias citadas anteriormente.

Portanto, esteja atento se o seu computador precisar utilizar o disco rígido para armazenar memória: esse pode ser um sintoma de que seu PC já está saturado de arquivos, fazendo com que a máquina apresente uma forte lentidão e travamentos constantes.

Uma desfragmentação do disco ou a remoção de arquivos e aplicativos que não estão mais em uso pode ajudar nesse caso, mas o ideal é que a máquina nunca atinja esse estado crítico. Quando isso ocorre, o sistema avisa o usuário sobre a situação, para que ele a resolva o mais rápido possível.

E a ROM?

Por não ter a capacidade de armazenar memória constantemente, mas apenas disponibilizá-la para uso, a memória ROM (memória de apenas leitura, em tradução literal) não se encaixa no processo de captação de dados processados mostrado neste artigo. Mesmo assim, vale a pena citá-la, pois a ROM guarda algumas informações vitais de alguns softwares e é bastante requisitada durante o uso do sistema.

Tudo em harmonia

O longo caminho feito por um dado é percorrido constantemente enquanto o computador está ligado. Desse modo, conhecer como a memória do seu computador funciona é um importante passo para uma melhor utilização do sistema.

Agora que você foi apresentado às diferentes formas de armazenamento existentes na máquina, já sabe também da importância em manter sempre a RAM e o HD com espaços livres, para que o funcionamento do computador não seja comprometido por programas ou arquivos em excesso. Até a próxima!

Fonte: Tecmundo