O Princípio da Localidade
A organização da memória baseia-se em um comportamento estatístico do software conhecido como Princípio da Localidade:
- Localidade Temporal: Se um dado foi acessado agora, há uma alta probabilidade de ele ser acessado novamente em breve (ex: variáveis dentro de loops).
- Localidade Espacial: Se um dado foi acessado, os dados armazenados em endereços vizinhos tendem a ser acessados em seguida (ex: percorrer um array ou execução sequencial de código).
A Pirâmide da Hierarquia de Memória
Para otimizar o custo e a velocidade, o sistema é estruturado em níveis. À medida que descemos a pirâmide, a velocidade diminui, o custo por bit cai drasticamente e a capacidade total aumenta.
SRAM vs. DRAM
A memória principal volátil divide-se em duas grandes tecnologias de semicondutores:
| Característica | SRAM (Estática) | DRAM (Dinâmica) |
|---|---|---|
| Construção | Baseada em circuitos Flip-Flops (4 a 6 transistores por bit). | Baseada em um transistor e um capacitor minúsculo por bit. |
| Velocidade | Ultra rápida (opera no clock da CPU). | Mais lenta (necessita ciclos de carga/descarga). |
| Refresh Ciclo | Não necessita de refresh enquanto houver energia. | Necessita de Refresh Periódico porque o capacitor perde carga. |
| Densidade/Custo | Baixa densidade, custo de fabricação altíssimo. | Altíssima densidade, custo por megabyte muito baixo. |
| Aplicação | Memória Cache (L1, L2, L3). | Memória Principal do Sistema (Módulos DDR). |
Memórias Não-Voláteis (ROM e Flash)
Diferente das memórias RAM, mantêm os dados gravados mesmo sem alimentação elétrica. Evoluíram da antiga Mask-ROM para as memórias Flash EEPROM (NAND/NOR) que constituem os SSDs e chips de armazenamento interno de smartphones modernos, operando através do aprisionamento de elétrons em portas flutuantes isoladas.
Unidades Computacionais e Unidades Comerciais
A menor unidade de informação é o bit. O agrupamento padrão é o Byte (8 bits). Na ciência da computação, os prefixos são estritamente baseados em potências binárias, embora a indústria de armazenamento comercial adote a base decimal do SI:
- 1 Kilobyte (KB) = $2^{10}$ Bytes = 1.024 Bytes
- 1 Megabyte (MB) = $2^{20}$ Bytes = 1.048.576 Bytes
- 1 Gigabyte (GB) = $2^{30}$ Bytes = 1.073.741.824 Bytes