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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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