A memória e o armazenamento do computador vêm em vários formatos e tamanhos: RAM, ROM, SSD, HDD, EFI, cache e backups em fita... Mas qual é o mais importante?
O primeiro iPhone foi lançado em 2007 e tinha de 4 GB a 8 GB de armazenamento – onde todos os arquivos, como fotos e músicas, eram mantidos. Hoje em dia, você pode pegar um smartphone Android com 512 GB de armazenamento, 64 vezes mais que o iPhone original.
Em tecnologia, 16 anos são séculos. Mas essa não é toda a história. Por exemplo, a memória e o armazenamento têm funções semelhantes — abrigar bits e bytes —, mas funcionam de maneira diferente.
Qual é a diferença entre memória, armazenamento e cache?
As pessoas usam "memória" e "armazenamento" como sinônimos. Faz sentido, mas está errado, no entanto. A semelhança é clara; ambos armazenam dados e são medidos em bytes, mas o uso é diferente.
O armazenamento é focado em longo prazo, bem... Armazenar. Os arquivos são mantidos lá, imperturbáveis, até que sejam necessários. Considerando que a memória (memória de acesso aleatório - RAM) é sobre os dados que os computadores precisam acessar rapidamente. Por exemplo, arquivos em uso, dados relacionados a aplicativos abertos e arquivos importantes do sistema operacional são mantidos na memória do sistema. Isso porque a memória é mais rápida que o armazenamento. Infelizmente, também é mais caro, então as capacidades de RAM são menores do que o armazenamento.
Mas estamos nos adiantando. Vamos explicar cada um em detalhes.
Memória Cache da CPU
RAM significa memória de acesso aleatório. Conforme explicado acima, é aqui que os dados são armazenados para serem facilmente acessados.
No entanto, a memória cache foi criada na década de 1980 porque a memória não era rápida o suficiente naquela época. A memória cache funciona de forma semelhante à RAM, mas mais rápida. Ele fica no topo dos gráficos de velocidade e é integrado diretamente à unidade central de processamento (CPU) em torno da qual seu computador foi construído.
O cache é extremamente rápido, mas custa ainda mais do que a RAM. Suas pequenas capacidades mostram isso. Por exemplo, a maioria dos computadores hoje em dia tem cerca de 8 a 32 GB de RAM. Em contraste, o cache mais rápido, L1, normalmente tem kilobytes de armazenamento, enquanto o cache L3 (o maior) atinge algumas dezenas de megabytes (embora algumas CPUs agora tenham caches L3 medindo centenas de megabytes).
Memória de acesso aleatório (RAM)
Um arquivo armazenado, quando aberto, é copiado para a RAM. Aplicativos atualmente em execução e algumas partes do sistema operacional também são mantidos lá. A RAM foi criada por volta do final da década de 1940, permitindo que os dados fossem armazenados e recuperados em qualquer ordem - daí o nome "aleatório". RAM é "armazenamento volátil". Seu conteúdo é apagado quando o dispositivo é desligado e a corrente para de fluir.
Existem muitos tipos de RAM também.
SDRAM
Computadores desde a década de 1990 têm usado Synchronous Dynamic RAM (SDRAM). É isso que alguém quer dizer quando diz: "este computador tem 16 GB de RAM".
Muitos dispositivos agora usam RAM DDR5 (Double Data Rate 5th Generation memory - a versão mais recente no momento da escrita) como SDRAM. No entanto, ainda é caro, então o DDR4 continua sendo o mainstream. Você encontrará até módulos DDR3 mais antigos em computadores e telefones mais antigos.
Os módulos de memória estão disponíveis em dois tamanhos: DIMM para desktops e SODIMM para laptops e pequenos computadores. Recentemente, um novo fator de forma, CAMM, foi proposto para laptops. CAMM tem vantagens sobre SODIMM mas ainda não é um padrão generalizado.
Agora, normalmente existem dois tipos de SDRAM: módulos ou soldados. Os fatores de forma diferem, mas funcionam da mesma forma.
A RAM soldada é usada em smartphones, tablets e alguns laptops. Os computadores modernos da Apple também usam RAM soldada porque pode melhorar o desempenho. Laptops com RAM soldada podem ter um ou mais slots de memória para expansão futura, mas geralmente não é o caso. Computadores que usam apenas RAM soldada não podem ser atualizados. Eles geralmente podem ser personalizados durante a compra, mas você não pode expandi-los posteriormente.
RAM de vídeo (VRAM)
Às vezes, os dados exigem velocidades mais rápidas do que SDRAM, mas há mais do que a capacidade do cache. O exemplo mais comum são as tarefas com uso intensivo de gráficos — jogos pesados, edição de vídeo ou modelagem 3D.
Eles precisam da apropriadamente chamada RAM de vídeo (VRAM). GDDR6X, o tipo mais rápido atualmente, supera as velocidades do DDR5 em 20 vezes. Também é soldado na GPU, garantindo menor latência. Infelizmente, você não pode simplesmente comprar mais VRAM, pois ela é soldada placas gráficas discretas, não vendidos como módulos.
GPUs integradas (iGPUs) também são comuns. Eles são integrados à CPU e possuem uma pequena quantidade de VRAM dedicada (megabytes versus gigabytes para uma GPU dedicada). As GPUs integradas usam memória unificada, que é SDRAM compartilhada entre a CPU e a iGPU. A CPU define quanta RAM está disponível para gráficos, recuperando alguns quando necessário. As desvantagens da memória unificada são menor largura de banda e capacidade.
RAM não volátil (NVRAM)
Dissemos que a RAM é volátil, certo? Mas há um nome impróprio: RAM não volátil (NVRAM). Criado na década de 1960, tem desvantagens em relação à RAM volátil, por isso esta última é mais popular.
Uma recente NVRAM "bem-sucedida" foi Optane da Intel e da Micron. Parecendo - e às vezes funcionando como - um SSD PCIe mais rápido, o Optane funcionava como RAM com CPUs Intel específicas. Não era tão rápido quanto SDRAM, com preços e capacidade também intermediários. Os fabricantes descontinuaram o Optane em 2021.
Existem dois - talvez um e meio - tipos muito específicos de NVRAM amplamente usados. O primeiro é usado com UEFI em placas-mãe modernas (UEFI substitui o BIOS antigo). As configurações de UEFI são mantidas na NVRAM, pois ela é carregada antes que qualquer armazenamento esteja disponível. O próprio UEFI é armazenado em um chip ROM - mais sobre isso em breve.
O tipo "meio" é a RAM volátil que usa baterias para permanecer alimentada com o dispositivo desligado. Isso é usado para manter pequenas quantidades de dados necessários para tarefas mais simples. As placas-mãe que ainda usam o BIOS antigo usam isso. Consoles de jogos mais antigos que usavam cartuchos e/ou cartões de memória armazenam arquivos salvos usando RAM volátil e bateria.
Memória somente leitura (ROM)
Esses cartuchos de jogos são armazenados em chips ROM, assim como UEFI e BIOS. Qualquer disco óptico não regravável, como um Blu-ray, também é um tipo de ROM.
Mas, aqui e ali, os fabricantes lançam atualizações UEFI. Então, como eles são "somente leitura" se podem ser escritos?
Estas são ROMs eletricamente apagáveis (EEPROM). As atualizações na EEPROM são feitas através de processos muito lentos e cuidadosos. Isso ocorre porque uma atualização de UEFI ou BIOS que deu errado pode danificar sua placa-mãe.
A ROM usual também precisa ser escrita. Mais uma vez, os detalhes dependem da mídia. Por exemplo, ROMs ópticas podem ser gravadas uma vez, enquanto os chips ROM precisam de maquinário industrial e, em seguida, tornam-se somente leitura. ROM programáveis (PROM) são graváveis por dispositivos mais baratos, sendo comuns entre os amadores.
Armazenamento de computador: do papelão à nuvem
Conforme explicado anteriormente, o armazenamento mantém os dados a longo prazo. Os primeiros computadores usavam papelão perfurado para isso. Eles continham programas de computador e tinham que ser cuidadosamente perfurados com um código binário legível pela máquina – definitivamente nada amigável.
Armazenamento Magnético
A primeira evolução maciça no armazenamento de computador aconteceu na década de 1950, quando as fitas magnéticas foram usadas para manter grandes quantidades de dados.
O armazenamento magnético foi uma ótima ideia, então os discos rígidos foram construídos com base nisso. Unidades de disco rígido (HDDs) têm sido o principal tipo de armazenamento de computador desde a década de 1960 até hoje. Mas mesmo o melhores discos rígidos precisam de peças móveis que tornem os dispositivos vulneráveis a danos e velocidade de impacto.
Memória flash, como unidades de estado sólido (SSDs), resolve ambos os problemas. Feito de chips de silício, como a RAM, esse tipo de armazenamento lê e grava dados eletricamente.
Armazenamento externo: dados em trânsito
Toda essa mídia é chamada de armazenamento interno: coisas mantidas dentro do computador e usadas apenas lá. Mas todo mundo precisa levar dados para algum lugar de vez em quando.
O armazenamento externo é, na verdade, tão antigo quanto os próprios computadores. Cartões perfurados foram inseridos em um slot, portanto, armazenamento tecnicamente removível. As fitas podiam armazenar dados permanentes, mas os HDDs vieram logo depois e eram consideravelmente melhores. A fita era mais barata de fabricar e menor, tornando-se popular como mídia externa.
Primeiro, foi substituído por disquetes. As unidades ópticas deveriam ter sido o próximo passo, mas as versões regraváveis eram muito caras.
Assim, os clientes mudaram rapidamente para o armazenamento flash. Thumb drives e HDDs ou SSDs externos - o mesmo que seus equivalentes internos, mas com USB.
O armazenamento em nuvem está substituindo o flash como mídia externa. No entanto, como precisa de uma conexão constante com a Internet, não substituirá totalmente o armazenamento externo portátil.
Armazenamento de backup
Por fim, há o armazenamento de backup. Funciona como qualquer outro tipo de armazenamento – a mídia é a mesma. A diferença é a intenção: o backup é à prova de falhas.
O backup interno – quando o armazenamento interno é de dois ou mais discos sendo copiados em tempo real – não é amplamente utilizado pela maioria das pessoas, mas é crucial para as empresas. Backups externos, como HDDs ou SSDs USB, armazenamento conectado à rede (NAS) e até mesmo soluções em nuvem, são mais comuns.
As empresas que precisam de grandes quantidades de redundância de backup geralmente recorrem ao "backup frio". Isso acontece com menos frequência e o armazenamento é desconectado dos computadores quando não está em uso. Curiosamente, a fita magnética, usada em "recuperação de desastres", continua comum hoje.
Cache, armazenamento e memória desempenham papéis diferentes
Cache, memória e armazenamento desempenham papéis diferentes, mas vitais, para manter seu computador funcionando. No futuro, provavelmente veremos a capacidade de todos esses tipos de memória aumentar, e a pesquisa sobre isso é uma área competitiva.
