O que é um módulo de memória duplo em linha (DIMM)?

Os DIMMs se conectam à placa-mãe de um computador por meio de uma conexão de pinos dupla, possibilitando uma taxa de transferência de caminho de dados nativo de 64 bits, que é inerentemente mais rápido e eficiente do que os tipos anteriores de hardware de transferência de dados de RAM, como os módulos de memória em linha única (SIMM).

Os DIMMs estão disponíveis em uma variedade de configurações e formatos, a maioria dos quais é padronizada pelo Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) para se encaixar em slots DIMM típicos, com computadores pessoais (PC) que normalmente exigem um padrão de 133,35 mm (5,25 pol.) DIMM e notebooks que exigem um módulo de memória em linha duplo (SO-DIMM) menor de 67,6 mm (2,66 pol.). Além das dimensões físicas do componente, os DIMMs também estão disponíveis em uma ampla variedade de tipos diferentes de RAM.

Embora a maioria das estações de trabalho modernas use chips de memória DIMM, o tipo específico de DIMM mais adequado para qualquer computador depende das restrições físicas do hardware e da aplicação pretendida.

O DIMM é, essencialmente, um tipo de módulo de RAM que usa um conector de pinos específico para adicionar vários chips de RAM ao sistema, aumentando com eficiência o desempenho da CPU, a transferência de dados e a taxa de processamento, sem elevar o consumo de energia. Os sistemas de computador usam RAM para armazenar temporariamente dados que estão sendo usados para executar operações em tempo real. Aplicações exigentes, como as de renderização de vídeo digital ou jogos on-line, requerem uma grande quantidade de RAM. Sistemas de computador com RAM insuficiente funcionam lentamente ou apresentam falha de tempo limite.

De forma geral, os tipos mais rápidos e caros de armazenamento de dados, como a RAM, são chamados de memória, enquanto os componentes mais baratos e estáveis recebem o nome de armazenamento. Os computadores usam o armazenamento para guardar a maior parte dos dados, especialmente arquivos de aplicações, documentos ou mídias que não estão sendo usados no momento. Os computadores usam a memória, ou RAM, para acessar e gerenciar dados e arquivos essenciais às atividades e funções em tempo real.

A maioria das memórias RAM é considerada volátil porque depende de energia constante para armazenar dados e perde todas as informações se o sistema for desligado. Por isso, os computadores usam memórias não voláteis que não dependem de energia constante, como os drives de estado sólido, para armazenar dados por longos períodos.

Os dois principais tipos de RAM são a memória de acesso aleatório estática (SRAM) e a memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM). Desenvolvida no início da década de 1960, a tecnologia SRAM usa transistores para armazenar dados, o que é rápido e eficaz, mas volumoso e caro. No entanto, em 1968, o pesquisador da IBM, Robert Dennard, realizou um dos avanços mais significativos da computação moderna quando inventou o que viria a ser o primeiro chip DRAM desenvolvido pela Intel em 1970 - uma inovação que aumentou tanto a funcionalidade da RAM que seu impacto ainda é sentido hoje. Embora as células de memória do tipo SRAM ainda sejam usadas para alguns fins específicos, a DRAM se tornou tão dominante que é quase sinônimo de RAM, embora também existam muitas subcategorias de chips DRAM.

A principal inovação de um módulo de memória em linha duplo (DIMM) em comparação com um módulo de memória em linha único (SIMM) é o conector de pinos de dupla face.

Com um SIMM, os chips de RAM são conectados juntos e transmitem dados apenas por um lado do módulo. Já a RAM do tipo DIMM consegue dobrar a taxa de transferência de dados ao usar pinos de conexão em ambos os lados do módulo.

Como o armazenamento máximo de dados oferecido por um SIMM é de 32 bits por ciclo de clock, os módulos SIMM são usados em pares para atingir uma taxa de transferência de caminho de dados padrão de 64 bits, com um consumo de tensão de 5 volts por SIMM. Os SIMMs oferecem de 4 MB a 64 MB de armazenamento de dados. Como vimos, os SIMMs têm conectores em apenas um lado da placa de circuito.

Ao dobrar o número de conectores, os DIMMs também dobram a capacidade dos SIMMs e operam com apenas 3,3 volts. Essa inovação exige um slot específico para DIMM na placa-mãe, já que os DIMMs não são compatíveis com os slots de SIMM. Contudo, a memória no estilo DIMM tornou-se a solução preferida para adicionar memória aos sistemas computacionais modernos, pois uma única unidade DIMM oferece de 32 MB a 1 GB de armazenamento com maior eficiência energética.

Além do conector de pinos de dupla face exclusivo, a maioria das unidades modernas compartilha uma série de qualidades benéficas que tornam o DIMM adequado para vários tipos de computação.

Além do tamanho, da velocidade e da capacidade, os tipos de DIMM também se diferenciam por suas funcionalidades específicas e pelo tipo de chip de RAM utilizado.

• DIMMs sem buffer (UDIMMs): como o nome indica, os DIMMs sem buffer não têm buffer de memória e operam comunicando-se diretamente com o controlador de memória localizado na CPU. Os UDIMMs são conhecidos pela velocidade acessível e aparecem com frequência em computadores de mesa e notebooks.
  
  
• DIMMs totalmente com buffer (FB-DIMMs): diferente dos UDIMMs, os FB-DIMMs incluem um buffer de memória avançado (AMB) para facilitar a comunicação entre o módulo de memória e o controlador. O barramento AMB divide as operações em duas partes, leitura e gravação e executa ambas ao mesmo tempo para melhorar o desempenho. Os FB-DIMMs entregam mais confiabilidade, integridade de sinal e velocidade na detecção de erros, sendo muito usados em servidores e estações de trabalho com alta demanda de memória.
  
  
• DIMMs registrados (RDIMMs): receberam esse nome por causa dos registradores de memória adicionais posicionados entre o controlador de memória e o módulo. Os RDIMMs também são conhecidos como memória com buffer e funcionam bem em servidores e outros sistemas que exigem alta estabilidade. Os RDIMMs armazenam comandos, endereços e ciclos de clock da CPU, além de encaminharem instruções diretamente aos registradores de memória, reduzindo a carga sobre o controlador.
  
  
• DIMMS com carga reduzida (LR-DIMMs): outra subcategoria de DIMM com buffer, os LR-DIMMs apresentam um buffer de memória de isolamento (iMB) para reduzir o esforço da CPU e obter velocidades e capacidade aprimoradas, separando os chips DRAM do DIMM da CPU principal. Em vez de se comunicar diretamente com a DRAM, o controlador de memória envia instruções para o chip iMB e, em seguida, a memória em buffer executa todas as operações.

• RAM dinâmica síncrona (SDRAM)/Taxa de dados única (SDR): o termo SDR SDRAM costuma ser abreviado para SDRAM, pois esses tipos de RAM são equivalentes. A SDRAM alinha suas operações ao clock do microprocessador, gerando um aumento considerável na capacidade das DIMMs para instruções executáveis por ciclo. Enquanto a DRAM assíncrona responde ao input da CPU imediatamente, a SDRAM aguarda o sinal de clock para executar as instruções. Esse método, chamado de “pipelining”, permite que a SDRAM receba (leia) novos comandos antes de concluir totalmente os anteriores (gravação). Como resultado, a CPU pode processar pedidos sobrepostos simultaneamente, executando uma função de leitura e uma de gravação por ciclo de clock, o que resulta em taxas de transferência e desempenho gerais mais altas da CPU.
  
  
• Taxa de dados dupla (DDR): o DDR SDRAM funciona como o SDR SDRAM, com o dobro da velocidade. A DDR SDRAM executa duas leituras e duas gravações por ciclo de clock e também opera com uma tensão padrão mais baixa — 2,5 volts vs 3,3 volts.
  
  
• Dupla taxa de dados 2 (DDR2): uma evolução da DDR SDRAM, esse tipo de RAM também realiza duas leituras e duas gravações por ciclo de clock, mas com suporte a frequências mais altas, o que resulta em desempenho mais rápido. Enquanto os módulos DDR ROM padrão alcançam no máximo 200 MHz, a memória DDR2 pode chegar a 533 MHz e ainda exige apenas 1,8 volts.
  
  
• Dupla taxa de dados 3 (DDR3): Evolução da DDR2, a DDR3 usa processamento de sinal avançado para garantir mais confiabilidade, maior capacidade de memória e menor consumo de energia (1,5 volts).
  
  
• Dupla taxa de dados 4 (DDR4): mais uma evolução da DDR3, a DDR4 traz melhorias no processamento de sinal, oferecendo maior capacidade, melhor desempenho e menor consumo de energia (1,2 volts), com clocks de até 1600 MHz.

Em comparação com um SIMM, a arquitetura DIMM de canal duplo torna os módulos de memória duplos em linha duas vezes mais funcionais do que seus antecessores.

Além disso, os DIMMs oferecem muitas vantagens da geração atual, tornando os DIMMs a solução ideal para a maioria dos sistemas de computação modernos, que são projetados com slots DIMM para suportar dois, quatro, seis ou oito DIMMs individuais. Os buffers DIMM ajudam a processar sinais de CPU para reduzir as cargas de trabalho de memória, enquanto o design de canal duplo permite a difusão de dados entre módulos de memória para intercalação rápida de múltiplas solicitações. Para casos de uso especialmente exigentes, também estão disponíveis DIMMs de canal triplo e quádruplo. Da computação pessoal aos data centers exigentes, as soluções DIMM avançadas permitem computação de ponta.