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Memorias del sistema (página 2)




Partes: 1, 2

 

Memoria instalada en la placa del sistema de un ordenador típico:

  • Conector SIMM: Un componente montado en la placa matriz que está diseñado para acomodar un solo chip SIMM.
  • Memoria DIMM

Los módulos de memoria DIMM, o Dual In-line, se parecen bastante

a la memoria de tipo SIMM. La diferencia principal entre los dos consiste en que, en un chip SIMM, los contactos de cada fila se unen con los contactos correspondientes de la otra fila para formar un solo contacto eléctrico; en un chip DIMM, los contactos opuestos permanecen eléctricamente aislados para formar dos contactos separados.

  • FPM (Fast Page Mode): Generalmente llamada DRAM, ya no se utilizan actualmente; evoluciona de la memoria DRAM. Denominada RAM normal o estándar, es más rápido que la DRAM debido a su estructura (memoria en modo empaginado) como por ser de 70 o 60 ns.

El acceso a los bits de memoria se realiza por medio de la especificación de la fila (pagina) y la columna. Para los siguientes accesos que pertenecen a las misma fila solo es necesario especificar la columna; por lo que se obtiene un rápido acceso.

  • EDO o EDO-RAM: Extended Data Output-RAM: Es una memoria con un rendimiento mejor en 8% aproximadamente que el modo de memoria Fast Page;debido a que permite introducir datos nuevos mientras los anteriores estan saliendo.Se presenta en modulos de 168 contactor(DIMM) y de 72 contactos (SIMM).
  • SDRAM: Synchronic-RAM. : Es una memoria DRAM sincrona .

Se sincroniza con el procesador, es decir, el procesador puede obtener información en cada ciclo de reloj, sin estados de espera, como en el caso de los tipos anteriores. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos. El acceso a los datos esta controlado por una señal de reloj.

La DRAM sincrónica ahorra tiempo al ejecutar los comandos y al transmitir los datos, aumentando de esta manera el rendimiento total del ordenador. La SDRAM permite que la CPU acceda a una velocidad un 25% superior a la de la memoria EDO.

  • SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM): Llevan este nombre dado que en un ciclo de reloj solo existe transferencia de datos una vez.

Si la frecuencia de reloj es de 200 MHz, el ciclo de reloj se repite 200.000.000 de veces en un segundo, con lo cual este tipo de memorias realizaría el mismo número de transferencias por segundo.

  • DDR SDRAM: (Double Data Rate SDRAM o SDRAM-II). Funciona a velocidades de 83, 100 y 125MHz, pudiendo doblar estas velocidades en la transferencia de datos a memoria, debido a que permite la lectura de datos tanto en la fase alta como baja del ciclo del reloj, con lo que se obtiene el doble de ancho de banda que con la SDRAM estándar. La DDR duplica la velocidad respecto a la tecnología SDRAM sin aumentar la frecuencia del reloj. En un futuro, esta velocidad puede incluso llegar a triplicarse o cuadriplicarse, con lo que se adaptaría a los nuevos procesadores. Este tipo de memoria tiene la ventaja de ser una extensión de la memoria SDRAM, con lo que facilita su implementación por la mayoría de los fabricantes.
  • DDR2: Es la sucesora de la DDR; que lo supera en velocidad y en transferencia de datos; trabajan al doble de velocidad que la frecuencia del núcleo.lo que hace que se realice cuatro transferencias en cada ciclo del reloj.

Una ventaja es que el consumo de energía se reduce en comparación con las DDR (en aproximadamente 50%) esto debido a que operan en el flanco alto del reloj (en 0 voltios) y en el flanco bajo (en 1.8 voltios) que es menor que las DDR ya que trabaja con 0 y 2.5 voltios.

Las memorias DDR2 no son compatibles con DDR; ya que tienen ranuras diferentes.

  • RDRAM: (Direct Rambus DRAM): Esta formado por una estructura interna de 64 bits y una estructura externa de 64 bits. Se utiliza preferentemente como componente en las

tarjetas graficas AGP.

La RDRAM utiliza una ruta de datos de 16 bits, tiene un diseño de interfase chip a chip de sistema permitiendo un paso de datos hasta 10 veces más rápido que la DRAM, debido a que tiene un bus simplificado.

  • SLDRAM: Es una tecnología basada en protocolo es decir que funciona sobre la base de que existe un dispositivo de apoyo implicado en la transferencia de datos entre 2 lugares.Utiliza un bus multiplexado para mover datos de entrada y salida ,puede manejar velocidades de entrada/salida de hasta 1.6 GBps con un máximo de 3 GBps.
  • ESDRAM: Este tipo de memoria funciona a 133MHz y alcanza transferencias de hasta 1,6 GB/s, pudiendo llegar a alcanzar en modo doble, con una velocidad de 150MHz hasta 3,2 GB/s.
  • MEMORIA CHACHÉ: Se le conoce también como RAM caché; es un dispositivo pequeño de memoria de alta velocidad que interviene entre la DRAM del sistema y el CPU. La memoria caché tiene como propósito suministrarle al procesador las instrucciones y los datos solicitados con mayor frecuencia. La memoria caché puede ser de tres a cinco veces más veloz que la DRAM del sistema.

5.-Módulos:

  • SIMMs: Single In-line Memory Module, que posee 30 ó 72 contactos. Los de 30 contactos pueden manejar 8 bits cada vez, por lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits, necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales. Su capacidad es de 256 Kb, 1 Mb ó 4 Mb. Miden unos 8,5 cm. (30 c.) ó 10,5 cm. (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco. Los SIMMs de 72 contactos, manejan 32 bits, por lo que se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2 módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble de grande (64 bits). La capacidad habitual es de 1 Mb, 4 Mb, 8 Mb, 16, 32 Mb.
  • DIMMs: Miden unos 13 cm, posee 168 contactos. Manejan 64 bits de una vez, se usan de 1 en 1 en los Pentium, Pentium II y Pentium III.

DIMM de 168 contactos con 16 MB de SDRAM

  • DIMM DDR

Las nuevas memorias DDR vienen montadas en módulos DIMM un tanto especiales que no son compatibles con los DIMM SDRAM. Los nuevos DIMM DDR vienen con 184 contactos en lugar de los 168 utilizados por los DIMM SDRAM. El módulo parece idéntico a las antiguas SDRAM, pero tienen solo una ranura en lugar de las dos que aparecen en los DIMMs SDRAM.

  • RIMM: Utilizado como soporte por las memorias RDRAM.

6.- ¿Qué diferencia hay entre memoria estática y dinámica?

La memoria estática no necesita refresco por parte del microprocesador, suelen ser más caras y más rápidas que las dinámicas mientras que la memoria dinámica necesitan ser refrescadas por el microprocesador cada cierto tiempo. La memoria RAM normal de un ordenador es de tipo dinámica, esto quiere decir que cuando se escribe un dato en dicha memoria, al cabo de un rato el dato desaparece aunque no se haya apagado el ordenador, por esta razón el microprocesador al cabo de un poco tiempo tiene que leer toda la memoria, ver cada dato y rescribir cada dato otra vez, para que de esta forma los datos almacenados no se borren.

A esta operación se la denomina refresco de la memoria, parecería una operación laboriosa que haría que el microprocesador vaya mucho más lento, pero en realidad este refresco suele hacerse en tiempo muertos, es decir, en momentos en que el microprocesador no está haciendo otra cosa, y suele hacerse por trozos de memoria, por eso los ordenadores funcionan bien con este tipo de memorias.

7.- ¿Qué es la latencia CAS?

Generalmente los datos de la memoria se organizan en columnas y filas. A su acceso se le denomina ‘Column Access Strobe’ (CAS - acceso por columnas) y 'Row Access Strobe' (RAS - acceso por filas). La latencia CAS determina cuanto tiempo le permite el ordenador a la memoria para recuperarse entre accesos de columnas (tiempo que la memoria emplea desde que se solicita una lectura hasta que se ofrece el dato correspondiente) así pues es un tiempo de espera, o sea un tiempo perdido, que cuanto menor sea, mejor es la memoria. Se expresa en términos de ciclos de reloj y puede tener un valor de 2- 2,5 en DDR y 2- 3 ciclos en SDR.

8.-RDRAM ¿Otra memoria del futuro?

Los módulos RIMM de RDRAM son la segunda opción para constituirse como estándar tras la desaparición de las SDR. Estas memorias tienen unas ventajas claras, siendo las más destacables las velocidades a las que trabajan y el caudal máximo teórico que pueden alcanzar. Hablamos de unas velocidades máximas de 800MHz y un caudal o ancho de banda de 3,2GB/s (usando canal doble). Sin embargo tienen otros importantes inconvenientes. Principalmente la falta de apoyo por parte del resto de fabricantes e integradores, ya que solo es apoyada por Intel y el altísimo precio de sus módulos de memoria.

9.-Memoria ROM (Read Only Memory, Memoria de Solo Lectura)

La ROM es un tipo de memoria se sólo lectura en la que el fabricante graba las instrucciones en el Chip. Las PC vienen con una cantidad de ROM, donde se encuentras los programas de BIOS (Basic Input Output System), que contienen los programas y los datos necesarios para activar y hacer funcionar el computador y sus periféricos.

En la ROM se encuentran el test de fiabilidad del ordenador (POST: Power on Self Test), las rutinas de inicialización y arranque, y la BIOS que proporciona los servicios fundamentales para que el ordenador sea operativo, en su mayor parte controla periféricos del ordenador como la pantalla, el teclado y las unidades de disco. El término Memoria de Solo Lectura, significa que esta memoria no puede ser modificada y aun cuando apaguemos el ordenador la información permanecerá inalterada en la ROM.

En la ROM está almacenado también el programa interno que nos da la facilidad de comunicarnos con el ordenador en un lenguaje muy similar al inglés, evitando así tener que lidiar con el lenguaje de máquina (binario).

Características:

  • La escritura se realiza una sola vez.
  • La información queda grabado aunque se le retire la energía eléctrica.
  • La capacidad de memoria ROM en un ordenador: se encuentra entre 8K a 16K, un número suficientemente grande para que este justificado asombrarse ante la cantidad de información necesaria para llenar tal cantidad de posiciones.

Ventaja:

La ventaja de que los programas fundamentales del computador estén almacenados en la ROM es que están ahí implementados en el interior del computador y no hay necesidad de cargarlos en la memoria desde el disco de la misma forma en que se carga el DOS.

Debido a que están siempre residentes, los programas en ROM son muy a menudo los cimientos sobre los que se construye el resto de los programas (incluyendo el DOS).

10.-TIPOS DE MEMORIA ROM

MEMORIA ROM

Es de lectura; no se puede grabar ningún dato en las memorias ROM dentro de un proceso de elaboración de datos de una computadora.; se programa en el instante de la fabricación y no se puede cambiar. Son memorias perfectas para guardar microprogramas, sistemas operativos, tablas de conversión, generación de caracteres etc.

MEMORIA PROM

La memoria PROM (programmable Read Only Memory) consiste en que el fabricante entrega la memoria "vacía"; es decir el programador pondrá en ellas los datos que considera de interés para su trabajo.

Una vez grabada, es como si fuese una ROM normal (tienen las mismas características que aquellas que poseen las ROM); para conseguir que la información que se desea grabar sea inalterable, se utilizan dos técnicas: por destrucción de fusible o por destrucción de unión.

MEMORIA EPROM Y RPROM

Se pueden borrar y volver a grabar varias veces. Se clasifican en 2 tipos de memorias según el tipo de borrado.

MEMORIA EPROM

La memoria EPROM (Erasable Programmable Ready Only Memory) es una memoria en la cual la información se puede borrar mediante rayos ultravioletas.El chip dispone de una ventana de cuarzo transparente a los rayos ultravioleta para que se pueda borrar.La exposición a los rayos ultravioletas es corta, una vez que los datos han sido borrados, se necesita de un grabador especial para introducir nuevos datos.

MEMORIA RPROM

El borrado de datos se realiza eléctricamente cuando se aplican a las entradas unos valores de tensión oportunos. Utiliza transistores de tipo MNOS (metal nitruro oxido silico); la característica principal es que puede borrarse y grabarse eléctricamente.

MEMORIAS DE ACCESO SECUENCIAL

Se caracterizan por su tiempo de acceso, dependiendo de la posición a que se quiera acceder respecto a un punto de referencia inicial: Registro de desplazamiento Dispositivos acopladores por carga o CCD (Charge Soupled Device)

MEMORIAS DE BURBUJAS MAGNETICAS

Son memorias no volátiles,cuyo acceso es secuencial; dentro de un campo de material magnético las burbujas son pequeños dominios estables, con una polaridad inversa a la de un campo.Son un puente de unión entre las memorias centrales de acceso aleatorio (RAM o ROM) y los dispositivos de almacenamiento (disketes, discos duros, cintas magnéticas, CD-ROM, etc.).Una característica es que el tiempo de acceso es relativamente alto al ser una memoria secuencial en comparación con las memorias de acceso directo.

11.-Memoria FLASH

Permanece estrechamente relacionada a la EEPROM, es no volátil (es decir los datos no se pierden cuando el ordenador se apaga); una de sus ventajas más importantes, es que no requiere un mayor voltaje, que aquellas que normalmente están disponibles en computadoras y cámaras digitales (típicamente 3 a 5 voltios);se utilizan en dispositivos que se basan en baterías como móviles, telefonos,camaras,reproductores móviles de audio y son el medio más adecuado para transportar información ya que son de estado sólido lo que las hace resistentes a golpes y vibraciones.

Son suministradas como circuitos o en formato de tarjeta, las memorias flash pueden asumir tanto el almacenamiento de programas, sustituyendo de este modo a dispositivos ROM, como de datos, planteando así una alternativa incluso a las unidades de disco duro. Todo ello gracias a sus características intrínsecas, como a su evolución tecnológica, que se manifiesta en el aumento de la capacidad y en un menor tiempo de acceso.

Cómo todas las memorias tipo ROM, la memoria flash, está limitada a un número finito de ciclos de escritura y borrado, que es generalmente entre 100000 y un millón

La memoria flash se ha vuelto algo básico para los chips BIOS, porque hacen fácil actualizarlo para los usuarios. Usted puede bajar un archivo simplemente del sitio del fabricante y entonces ejecutar una utilidad que borre los contenidos de la memoria y escriba los nuevos datos en él. Es posible borrar y también escribir en algunas áreas seleccionadas del chip, pero algunas pueden protegerse no permitiendo el acceso a ellas.

Estos rasgos hacen a la memoria flash atractiva para dispositivos portátiles como PDAS y cámaras digitales, donde los usuarios puede querer alterar algunas áreas y dejar otras áreas intactas. Algunos de estos dispositivos tienen instalado una unidad de 3.5 pulgadas normalmente disco blando para trasladar lo almacenado, pero este dispositivo mecánico es grande, requiere más cantidad de energía (llevando a la batería a tener una vida más corta), y tiene una capacidad limitada. Por el contrario, Sony tiene la Memoria Stick, que es más rápida, tiene menos consumo, y su almacenamiento puede elevarse a 32MB (más de 20 discos blandos).

Disponibles en 3 tamaños de tarjetas -PCMCIA, Compacto y SSFDC- para dar solución a todos los dispositivos que utilicen este tipo de memorias, Viking ofrece además los adaptadores para intercambiar los tres diseños; así como un lector de memorias Flash de interfaz USB para pasar sus datos e imágenes de -por ejemplo- las cámaras digitales a su PC.

12.-Memoria CACHÉ

Es un tipo especial de memoria, que permite a la CPU acceder a las direcciones y datos que se encuentran contenidos en ésta de manera mucho más rápida que su acceso a la memoria principal (de 3 a 5 veces más rápido).

El "cerebro" del sistema de memoria caché es el controlador de memoria caché. Cuando un controlador de memoria caché recupera una instrucción de la memoria principal, también guarda en la memoria caché las próximas instrucciones. Esto se hace debido a que existe una alta probabilidad de que las instrucciones adyacentes también sean

necesarias. Esto aumenta la probabilidad de que la CPU encuentre las instrucciones que necesita en la memoria caché, permitiendo así que el ordenador funcione con mayor rapidez.

Objetivos: 

  • Mantener el tiempo de acceso promedio a la memoria pequeño.
  • Reducir el ancho de banda entre memoria principal y procesador.

Modo de Operación: 

La dirección generada por el procesador es comparada con los datos que están almacenados en la cache, si el dato está presente, el procesador lo lee desde la cache, si el dato no está presente, se transfiere desde la memoria principal a la cache.

 Ubicación de un Bloque en la Caché:

Caché de proyección directa: Cada bloque de datos en memoria puede ubicarse en un y sólo un bloque del caché.

Ventajas y desventajas: 

- Económico, acceso rápido (utilizado en caches internas), el bloque está disponible antes de terminar la comparación.

- Mayor razón de desaciertos por competencia por bloque específico.

Caché completamente asociativo:

-Cualquier bloque de memoria puede ubicarse en cualquier bloque del caché.

Ventajas y desventajas

- Más caro (muchos comparadores).

- Acceso más lento, dato no disponible hasta saber si acceso fue acierto o desacierto (etapa de comparación y multiplexión).

- Menor tasa de desaciertos por competencia por bloque

Caché asociativo por conjuntos:

- Es un esquema intermedio.

-Cada bloque memoria puede ser ubicado en uno de N bloques del caché (conjuntos de N bloques).

Ventajas y desventajas: 

-Más económico que caché completamente asociativo, pero más caro que caché directo.

-Dato disponible después de etapa de comparación y multiplexión

13.-Bibliografía

 

Trabajo enviado y realizado por:

Miguel Angel Almeyda Vásquez

Estudiante de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos-Perú

Curso: Arquitectura de Computadoras

 


Partes: 1, 2


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