DDR x Rambus: Evolução ou Revolução?

Ao lado do processador, a memória RAM é um dos componentes que mais contribuem para um bom (ou mau) desempenho de um computador. Ele armazena todas as instruções e informações que serão passadas para o processador e, por isso, quanto maior e mais eficiente é o sistema de memória RAM, melhor desempenho poderá apresentar o processador. 

Observe, porém, que ao utilizarmos o termo “mais eficiente” no lugar de “mais rápido”, estamos ressaltando o fato de que, mesmo nos dias de hoje, existe uma grande diferença entre a capacidade de armazenar e recuperar informações da RAM, com a velocidade do fluxo de dados com o processador. 

Para contornar esse problema, foram desenvolvidas várias soluções – como sincronizar as operações de memória com o clock do sistema (system clock), o uso de caches de memória e o processamento de instruções fora de ordem (para permitir que o processador trabalhe enquanto espera por informações vindas da memória) – que melhoraram em muito o desempenho dessas memórias, a ponto de não serem mais classificadas pelo seu tempo de acesso (em ns), mas sim por sua freqüência de trabalho (em MHz). 

Entretanto, essas soluções não conseguiram resolver o problema básico da RAM de não conseguir trabalhar na mesma velocidade do processador. E esse abismo começa a aumentar, à medida que os processadores evoluem muito mais rapidamente do que a memória. A existência dos processadores de 2 GHz, é uma forte indicação de que as atuais memórias SDRAM e o barramento de 100 MHz poderão não atender o desempenho exigido por essa nova geração de processadores. 

Esse gargalo tecnológico compromete o desempenho geral dos PCs, do mesmo modo que ocorreria se tentássemos instalar um motor de Ferrari em um Fusca, sem trocar o sistema de transmissão.O resultado final poderia até funcionar, mas o conjunto não seria harmônico. 

Duas soluções estão sendo propostas para atender às exigências do mercado. Uma delas se diz evolucionária, baseada na melhoria do padrão SDRAM; a outra, mais revolucionária, usa uma nova abordagem, que mudará radicalmente a maneira de como as memórias de PC funcionam. 

A opção evolutiva 

Como o próprio nome sugere, a DDR (Double Data Rate) SDRAM – também conhecida como SDRAM II – é uma tecnologia que consegue duplicar a taxa de transferência de uma memória do tipo SDRAM. 

As novas memórias DDR serão fisicamente parecidas com as memórias DRAM convencionais,  mas o novo padrão não será retrocompatível. 

Essa façanha foi possível graças ao fato das memórias DDR serem capazes de fazer dois acessos durante um ciclo de máquina, enquanto a SDRAM consegue fazer apenas uma. 

Isso é possível porque esse tipo de memória trabalha sincronizada com o clock da máquina e pode fazer acessos aos dados tanto na subida quanto na descida do sinal da onda da máquina enquanto as SDRAM tradicionais acessam dados apenas uma vez por ciclo de máquina. 

Uma das grandes vantagens dessa tecnologia para os fabricantes de memória é que as atuais linhas de montagem de memórias SDRAM poderão ser facilmente convertidas para DDR, já que o processo de fabricação é bem parecido. 

Mike Seibert, gerente de marketing da Micron Technologies, declarou na última Computex de Taipei que sua empresa prefere a abordagem evolucionária porque a indústria de semicondutores é uma máquina gigantesca que não pode ser mudada facilmente. 

Inicialmente, as memórias DDR SDRAM devem custar cerca de 3% a mais do que as atuais SDRAM, mas essa diferença de preço tenderá a desaparecer ao longo do tempo, segundo Seibert. 

Vale a pena observar, contudo, que os pentes de memória padrão DDR terão 184 pinos, ao contrário dos 168 pinos do padrão SDRAM. Isso indica que, apesar de a arquitetura básica das placa-mãe não mudar muito, as memórias DDR não poderão ser usadas em placas construídas para o padrão SDRAM. 

Com relação ao mercado, tradicionais empresas de chips e componentes como a IBM, AMD, Via, Micron, Hyundai, Fujitsu, NEC, Mitsubishi, Samsung e Transmeta, já declararam seu apoio ao padrão DDR. 

Ron Huff, gerente de marketing da AMD, prevê que, como o custo das memórias DDR é bastante competitivo, esse novo padrão deverá ser adotado por uma gama bem grande de computadores, desde modelos básicos até os mais avançados. A AMD também anunciou que seu futuro chip set 760 para sistemas baseados no processador Athlon também será compatível com padrão DDR. 

Bill Gervasi, da Transmeta, comenta que os dispositivos que utilizam memórias DDR consumirão menos energia que a SDRAM tradicional (2,5 contra 3,3 volts), fato que contribui para o aumento da autonomia das baterias de dispositivos móveis, um segmento de mercado de interesse estratégico para sua empresa. 

Uma das grandes ausentes nesse festival de declarações de compromisso mútuo é a Intel, que, por sinal, tem uma visão própria de qual seria o padrão de memória ideal para sua futura linha de produtos. 

A revolução do Rambus 

Mais do que um tipo de memória, a tecnologia Rambus é praticamente uma nova arquitetura que exige mudanças significativas na estrutura do barramento de dados e na maneira como o clock do sistema funciona. 

O sinal emitido pelo clock é confinado, ao contrário de outras arquiteturas cujo sinal é distribuído. O sinal de sincronismo é enviado por um duto que passa pelos três módulos de memória (RDRAM) antes de chegar ao chip Northbridge e retornar por um caminho diferente em direção ao terminador. 

A grande novidade dessa tecnologia é que as requisições de leitura e gravação da memória podem ser transmitidas a qualquer momento – por meio do sinal de sincronismo, sem a necessidade de esperar que pedidos anteriores sejam atendidos. 

Quando uma informação está disponível, ela pode ser transmitida com o próximo sinal emitido pelo clock. O caminho do barramento de dados é formado por quatro vias com quatro bytes de largura, permitindo que até quatro requisições independentes possam ser solicitadas ao mesmo tempo. 

Como os módulos de memória são parte integrante da via de dados, não é possível deixar qualquer um dos três soquetes vazios. Para preencher o espaço vago, existe um componente especial denominado módulo de continuidade (ou C-RIMM) que funciona como um terminador que recebe os sinais de clock e de dados. 

Entre as vantagens da tecnologia RDRAM sobre a SDRAM, destacam-se o menor consumo de energia (2,5 contra 3,3 volts) e sua capacidade de funcionar a velocidades bem mais elevadas que o DDR (200 MHz no início, podendo chegar rapidamente a 800 MHz e até 1,6 GHz). 

Curiosamente, as novas memórias RDRAM serão fabricadas por várias empresas como a Kingston mas não pela sua própria criadora, que apenas licencia a tecnologia.

Entre as desvantagens, está a dificuldade de produzir os chips em grande quantidade. As memórias RDRAM devem funcionar dentro de padrões de tolerância bastante restritos, já que os sinais de sincronismo e de dados precisam trafegar em velocidades bastante precisas, o que torna necessário que as vias de dados sejam exatamente do mesmo comprimento e apresentem a mesma impedância. Por isso, essa tecnologia exige o uso de equipamentos de testes e linhas de montagem completamente novas, onerando a produção. 

Para complicar ainda mais, as empresas interessadas em produzir essas memórias ainda devem pagar licenças de fabricação para a Rambus, dona da patente, mas que não fabrica chips de memória. 

Todos esses fatores contribuem para a elevação do custo final dessas memórias, fato que ajuda a explicar a pouca disponibilidade desse produto no mercado, assim como a baixa popularidade desse padrão de memória entre os fabricantes de PCs. 

De fato, essa tecnologia já poderia ter sido condenada ao esquecimento, se não fosse o apoio do maior fabricante mundial de processadores, a Intel. 

O que esperar do futuro? 

O DDR parece ser uma solução perfeita por ser um padrão aberto, de fácil produção e custar relativamente menos que o RDRAM. 

Entretanto, esse novo padrão está mais no campo da teoria e das boas intenções do que efetivamente implementado em produtos comerciais. Apesar de a perspectiva de um padrão de memória de 266 MHz ser impressionante para os padrões atuais, o DDR poderá não ser suficiente para trabalhar com processadores acima de 2 GHz. 

Nesse caso, as memórias RDRAM teriam um cenário mais promissor devido à sua capacidade de trabalhar a velocidades mais elevadas. 

Outro detalhe: a tecnologia Rambus não é algo tão novo assim; já vem sendo utilizada por anos pela Nintendo em seus consoles de jogos. Além disso, não se deve ignorar o poder da Intel no atual panorama. De fato, até mesmo a AMD anunciou no ano passado que estava homologando a tecnologia Rambus – no caso de qualquer eventualidade. 

A Intel por sua vez, autorizou recentemente empresas como a Via Technologies, Acer Laboratories (ALI) e Silicon Integrated Systems (SiS) para produzirem chip sets que permitirão o desenvolvimento de placas-mãe compatíveis com o padrão DDR e que também aceitem o uso de seus processadores Pentium III e Celeron, além de ter anunciado recentemente que irá compatibilizar sua plataforma Pentium 4 com as memórias padrão DDR.