Memória DDR (Double Data Rate)

Introdução

A memória DDR (Double Data Rate) é o padrão que substituiu as tradicionais memórias SDR SDRAM (mais conhecidas como "memórias SDRAM" ou, ainda, como "memórias DIMM"), sendo muito bem recebida pelo mercado, especialmente no segmento de computadores pessoais. Mas, o que a tornou tão bem aceita? Quais as características que a diferenciam do padrão anterior? Quais as suas vantagens? As respostas para estas e outras perguntas relacionadas você confere a seguir.


Surgimento das memórias DDR

Na época em que o processador Pentium III, da Intel, era um dos principais produtos do tipo no mercado, a taxa padrão do FSB (Front Side Bus) - essencialmente, a velocidade na qual o processador se comunica com a memória RAM - era de 133 MHz, equivalente a 1.064 MB por segundo. No entanto, sabe-se que, via de regra, o chipset da placa-mãe não utiliza a frequência de FSB para se comunicar com a memória, mas sim a velocidade desta última. Nessa ocasião, o padrão para velocidade das memórias também era de 133 MHz (as conhecidas memórias SDRAM PC-133), que também fornecia uma taxa de transferência de 1.064 MB por segundo. É possível notar, com isso, que havia um certo "equilíbrio" nas velocidades de comunicação entre os componentes do computador.

Todavia, com o lançamento de chips como o Pentium 4, da Intel, e o Athlon, da AMD, esse "equilíbrio" deixou de existir, pois o FSB dos processadores passou a ter mais velocidade, enquanto que as memórias continuavam no padrão PC-133, mantendo a frequência em 133 MHz. Nestas condições, isso significa que o computador como um todo não consegue aproveitar todos os recursos de processamento.

Para usuários do Pentium 4 até havia uma alternativa: utilizar as memórias do tipo Rambus (ou RDRAM). Esse tipo era mais rápido que as memórias PC-133, mas tinha algumas desvantagens: só funcionava com processadores da Intel, possuia preço muito elevado e as placas-mãe que suportavam as memórias Rambus também eram muito caras.

Neste mesmo período, as memórias DDR já eram realidade, mas a Intel tentava popularizar as memórias Rambus, o que a fazia "ignorar" a existência das primeiras. A AMD, por sua vez, precisava de uma alternativa eficiente que pudesse trabalhar integralmente com seus novos processadores. A companhia acabou apostando nas memórias DDR e, a partir daí, este tipo passou a se popularizar, especialmente porque a Intel, logo depois, teve que aderir à ideia.

Mas o simples surgimento das memórias DDR não foi uma solução imediata para os problemas de velocidade entre memórias e  FSB. Somente com o lançamento das memórias Dual-Channel DDR é que a solução se tornou efetivamente eficaz. O assunto que será abordado mais adiante.


Funcionamento das memórias DDR

As memórias DDR são bastante semelhantes às memórias SDR SDRAM. Estas últimas trabalham de maneira sincronizada com o processador, evitando os problemas de atraso existentes em tecnologias anteriores. O grande diferencial da tecnologia DDR, porém, está em sua capacidade de realizar o dobro de operações por ciclo de clock (em poucas palavras, a velocidade com a qual o processador solicita operações - entenda mais neste artigo sobre processadores). Assim, enquanto uma memória SDR SDRAM PC-100 trabalha a 100 MHz, por exemplo, um módulo DDR com a mesma frequência faz com que esta corresponda ao dobro, isto é, a 200 MHz.

Mas, como isso é possível? Nas memórias, os dados são armazenados em espaços denominados células. Estas são organizadas em uma espécie de matriz, isto é, são orientadas em um esquema que lembra linhas e colunas. O cruzamento de uma linha com uma coluna forma o que conhecemos como endereço de memória.

Endereço de memória
Endereço de memória

Normalmente, nas operações de leitura e gravação, só é possível acessar uma linha por vez. Mas as memórias DDR possuem um "truque": elas acessam duas posições diferentes, mas ambas na mesma linha. É por isso que essa tecnologia consegue realizar o dobre de operações por ciclo, uma no início deste e outra no final.

Por causa desta característica, as memórias DDR passaram a contar com um padrão diferente de nomenclatura. Nos módulos SDR SDRAM, encontram-se expressões como PC-100 e PC-133, onde o número indica a frequência. Assim, um pente PC-133 informa que o dispositivo trabalha a 133 MHz. Nas memórias DDR, isso também ocorre, mas considerando a característica de duplicidade por ciclo. Assim, um módulo DDR-200, por exemplo, trabalha, na verdade, à taxa de 100 MHz. Mas, na nomenclatura alternativa, como PC-1600, por exemplo, a quantidade de megabytes transferidos por segundo é que é considerada. Observe a tabela:


Memória Velocidade
SDRAM PC-100 800 MB/s
SDRAM PC-133 1.064 MB/s
DDR-200 ou PC-1600 1.600 MB/s
DDR-266 ou PC-2100 2.100 MB/s
DDR-333 ou PC-2700 2.700 MB/s
DDR-400 ou PC-3200 3.200 MB/s
Dual DDR-226 4.200 MB/s
Dual DDR-333 5.400 MB/s
Dual DDR-400 6.400 MB/s

Vale frisar que esses valores de transferência são teóricos, ou seja, indicam o alcance máximo. Na prática, uma série de fatores pode influenciar na velocidade de transferência. Mas, mesmo sendo teórico, como esse cálculo é feito?

É simples: em suas operações, as memórias DDR conseguem transferir até 64 bits por vez, ou seja, 8 bytes. Basta então multiplicar este valor pela frequência da memória mais a quantidade de operações por ciclo. Assim, o cálculo de um módulo DDR-400 é o seguinte:

8 (64 bits) x 200 (frequência) x 2 (operações por ciclo) = 3.200

O resultado final é dado em megabytes por segundo.

Embora muito parecidas com as memórias SDR SDRAM, as memórias DDR possuem outro diferencial considerável: trabalham com 2,5 V, contra 3,3 V da primeira. Assim sendo, reduzem o consumo de energia, aspecto especialmente importante em dispositivos portáteis, como notebooks.


Aspectos físicos das memórias DDR

Visualmente, é fácil distinguir as memórias DDR das memórias SDR SDRAM. As primeiras possuem apenas uma divisão no encaixe do módulo, entre os terminais de contato, enquanto que as segundas contam com dois. Além disso, as memórias DDR utilizam 184 terminais, contra 168 pinos do padrão SDR SDRAM.

Memória DDR - Imagem por Kingston
Memória DDR: observe a abertura entre os terminais - Imagem por Kingston

No que se refere ao encapsulamento (saiba mais sobre isso no artigo Memórias ROM e RAM), os chips DDR geralmente utilizam o padrão TSOP (Thin Small Outline Package), mas também é possível encontrar versões em CSP (Chip Scale Package), embora mais raras.


Dual-Channel DDR

Pode-se considerar o Dual-Channel como uma solução que ameniza o fato de as memórias não acompanharem a velocidade dos processadores. Para isso, o esquema faz com que as memórias DDR transfiram o dobro de dados por vez. Assim, 3.200 MB por segundo podem ser tornar 6.400 MB por segundo.

Isso é possível porque no chipset da placa-mãe - ou mesmo dentro de processadores, no caso de alguns modelos mais atuais - há um circuito especial chamado controlador de memória, que responde por todos os aspectos de acesso e utilização desta. No Dual-Channel, esse controlador faz com que as memórias DDR possam transferir o dobro de dados por vez, ou seja, em vez de 64 bits, transferem 128 bits (16 bytes). Com isso, o cálculo do tópico anterior passa a ser:

16 (128 bytes) x frequência x 2 (operações por ciclo)

Para ativar o esquema Dual-Channel em um computador, é necessário ter um chipset compatível (ou, se for o caso, um processador). Além disso, é recomendável ter um ou dois pares de módulos de memória idênticos (ou, ao menos, com as mesmas especificações). A igualdade diminui o risco de problemas. Neste ponto, uma dica interessante é adquirir um kit para Dual-Channel, que oferece dois pentes de memória DDR próprios para funcionar neste modo.

Consulte o manual da placa-mãe para saber em quais slots os módulos devem ser instalados para ativar o modo Dual-Channel, assim como para saber se é necessário alterar algum parâmetro no setup do BIOS.


Finalizando

As memórias DDR tiveram grande aceitação no mercado, no entanto, como a evolução da tecnologia não para, especialmente no que se refere aos processadores, novos padrões tiveram que ser lançados para acompanhar as velocidades dos chips mais recentes: trata-se das memórias DDR2 e DDR3. Saiba mais sobre elas nos seguintes links:

- Memórias RAM e ROM;
- Memórias DDR2;
- Memórias DDR3.

Escrito por - Atualizado em 06_08_2012 - Publicado em 23_11_2003

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