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| LA MEMORIA RAM | ||||||
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¿Qué es la memoria? Los que trabajan en la informática suelen emplear el término "memoria" para aludir a Random Access Memory (memoria de acceso aleatorio) o RAM. Una computadora utiliza la memoria de acceso aleatorio para almacenar las instrucciones y los datos temporales que se necesitan para ejecutar las tareas. De esta manera, la Central Processing Unit (unidad central de proceso) o CPU puede accesar rápidamente las instrucciones y los datos almacenados en la memoria. Diferencia entre memoria y almacenamiento Muchas personas confunden los términos memoria y almacenamiento, especialmente cuando se trata de la cantidad que tienen de cada uno. El término "memoria" significa la cantidad de RAM instalada en la computadora, mientras que "almacenamiento" hace referencia a la capacidad del disco duro. Tipos de memoria Memorias no volátiles: No pierden su contenido. Un ejemplo sería el BIOS. Dentro de este grupo están las memorias tipo Flash. Ejemplo: BIOS de la tarjeta gráfica, tarjetas de memoria, reproductores MP3, móviles y en los pendrive. Memorias volátiles: Son memorias de tipo temporal que pierden su contenido.Ejemplos: la RAM y memorias caché. Como funciona la RAM Los módulos se componian de 8 chips + 1 chip de paridad (control errores) = 9 chips. El Adress Bus limita la cantidad de RAM: CPU RAM CPU -> (Bus de direcciones) NORTHBRIGE -> RAM -> HD. CPU <- (Bus de datos) NORTHBRIGE <- RAM <- HD.
CPU y requisitos de memoria El CPU (unidad central de proceso) de la computadora procesa los datos en unidades de 8 bits. Como se menciona anteriormente, a estas unidades se les denomina "bytes". Debido a que el byte es la unidad fundamental para el proceso, la potencia del CPU a menudo se describe de acuerdo con el número de bytes que puede procesar a la vez. Por ejemplo, los microprocesadores Pentium y PowerPC más potentes de la actualidad son CPUs de 64 bits, lo cual significa que pueden procesar simultáneamente 64 bits ó 8 bytes. Cada transacción entre la CPU y la memoria se denomina ciclo de bus. El número de bits de datos que la CPU puede transferir durante un ciclo de bus afecta al rendimiento de la computadora y determina la clase de memoria que se requiere. La mayoría de las computadoras de escritorio utilizan SIMMs de 72 ó 30 contactos. Un SIMM de 30 contactos da soporte para ocho bits de datos; un SIMM de 72 contactos da soporte para 32 bits de datos. Como trabaja la memoria
La altura llegaba hasta 1 MB en el microprocesador 8088/8086, 16 MB en el 286 y 4.096 MB en el 386 y superiores.
Dividir la anchura de banda por SIMM o DIMM:
Explicación en binario. Por ejemplo con 3 cables. Los cables se cargan y descargan: 000 Con un bus de 3 cables tenemos 8 direcciones, con 4 cables 16 direcciones. La mayoria de los buses de direcciones tienen 32 cables. 2^32 = 4.294.967.296 Apariencia física de la memoria Tipos de empaquetado de la RAM: DIPP: iba
soldado a la placa. DIMM (Dual In-line Memory Module). Conectores por los 2 lados; puedo aumentar la anchura. Normalmente tienen 168 contactos divididos en 2 caras. 32 x 2 = 64 bits. Los de 144 contactos para portátiles -> SO-DIMM (Small Outline).
SIMM Los SIMMs
vienen con varios formatos, incluyendo los de 30 y 72 contactos. SIMM de 30 contactos Veamos un
ejemplo de una CPU que da soporte para 32 bits de datos. Si la placa madre
tiene ranuras para SIMMs de 30 contactos donde cada uno proporciona 8
bits de datos, se necesitaran 4 SIMMs de 30 contactos para obtener 32
bits, (esta es una configuración común en los sistemas que
utilizan SIMMs de 30 contactos). En un sistema de esta clase, la configuración
de memoria típicamente se divide entre dos bancos de memoria: el
banco cero y el banco uno. Cada banco de memoria consta de cuatro ranuras
de SIMMs de 30 contactos. La CPU se dirige a un banco de memoria a la
vez. Nota: Con la mayoría de las computadoras, la combinación de SIMMs de diversas capacidades en el mismo banco no permite que la computadora detecte con exactitud la cantidad de memoria disponible. Esto puede ocasionar uno de estos dos problemas: 1) La computadora no arrancará. 2) La computadora arrancará pero no reconocerá, ni utilizará parte de la memoria del banco. Por ejemplo, si un banco tuviera tres SIMMs de 1 megabyte y un SIMM de 4 megabytes, el sistema los reconocería a todos como SIMMs de 1 megabyte. SIMM de 72 contactos El SIMM de
72 contactos fue desarrollado para satisfacer los requisitos de memoria
cada vez mayores de las computadoras de escritorio. Un SIMM de 72 contactos
da soporte a 32 bits de datos, es decir, cuatro veces más bits
de los que se pueden obtener con un solo SIMM de 30 contactos. Si tiene
un CPU de 32 bits, como Intel 486 - Motorola 68040, necesitara sólo
un SIMM de 72 contactos por banco para proveerle a la CPU de 32 bits.
Tal como vimos en la sección anterior, este mismo CPU requeriría
4 SIMMs de 30 contactos por banco para obtener sus 32 bits de datos.
Memoria DIMM (168 contactos) Los módulos de memoria DIMM, o Dual In-line, se parecen bastante a la memoria de tipo SIMM. Al igual que los SIMMs, la mayoría de los DIMMs se instalan verticalmente en las ranuras de expansión. 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 sólo contacto eléctrico; en un chip DIMM, los contactos opuestos permanecen eléctricamente aisladas para formar dos contactos separados. Los DIMMs se utilizan frecuentemente en las configuraciones que dan soporte para un bus de memoria de 64 bits o más. En muchos casos, estas configuraciones se basan en procesadores potentes de 64 bits, como el Pentium de Intel o PowerPC de IBM. Memoria DDR2 Para usar en PC, las DDR2 SDRAM son suministradas en tarjetas de memoria DIMM con 240 pines y una localización con una sola ranura. Las tarjetas DIMM son identificadas por su máxima capacidad de transferencia, llamado ancho de banda. Memoria DDR3 El principal beneficio de instalar DDR3 es la habilidad de poder hacer transferencias de datos más rápido,y con esto nos permite obtener velocidades de transferencia y velocidades de bus más altas que las versiones DDR2 anteriores. Sin embargo, no hay una reducción en la latencia, la cual es proporcionalmente más alta. Además la DDR3 permite usar integrados de 512 MB a 8 GB, siendo posible fabricar módulos de hasta 16 GB. También proporciona significativas mejoras en el rendimiento en niveles de bajo voltaje, lo que lleva consigo una disminución del gasto global de consumo. Memoria "tarjeta de crédito" La memoria "tarjeta de crédito" ha sido diseñada para su uso en las computadoras "laptop" y portátiles. Debido a sus dimensiones compactas, es ideal para las aplicaciones donde el espacio es limitado. Se le denomina así debido a que sus dimensiones son aproximadamente las de una tarjeta de crédito. Expansión de memoria "tarjeta de crédito"
Nota: Si bien su apariencia es similar, la memoria "tarjeta de crédito" no se debe confundir con una tarjeta PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association). La memoria "tarjeta de crédito" utiliza una ranura no-PC en la computadora, y ha sido diseñada solamente para expandir la memoria. Sin embargo, Kingston, también ofrece productos que se adaptan a la norma PCMCIA, la cual fue diseñada para la conexión de dispositivos de entrada/salida a las computadoras "laptop" y portátiles. Tecnología "Refresh" Un módulo de memoria se compone de células eléctricas. El proceso de tecnología "refresh" recarga estas células, las cuales se ordenan por filas en el chip. La velocidad de la tecnología "refresh" hace referencia al número de filas que se deben regenerar. Las dos velocidades de la tecnología "refresh" más comunes son de 2K y 4K. Los componentes 2K son capaces de regenerar mas células a la vez y finalizan el proceso más rápidamente; por lo tanto, los componentes 2K consumen mayor potencia que los 4K. Los componentes diseñados específicamente para DRAM cuentan con la tecnología de "refresh" automática, la cual hace posible que los componentes se regeneren por sí solos, independientemente de la CPU o de los circuitos externos. La tecnología "refresh" automática que está incorporada en el mismo chip de DRAM, reduce de forma espectacular el consumo de potencia. Se utiliza comúnmente en las computadoras portátiles y "laptop".
Es una memoria dinámica: DRAM. Hay 5 tecnologías. MEMORIA FPM RAM (Fast Page Mode). En los primeros pc tenian todos una capacidad de 1 bit. Tenian 8 chips
con 1 bit cada uno, asi proporcionaban 8 bits alos comandos de RAM. Iban
montados a presion a la placa base. Memoria EDO (Extended Data Output): La memoria Extended Data Output, o EDO, es una innovación reciente
en la tecnología de chips de DRAM. En los sistemas de computadora
diseñados para esta tecnología, la memoria EDO permite a
la CPU obtener acceso a la memoria a una velocidad de diez a quince por
ciento más rápido, que los chips comparables. Las computadoras
que han sido diseñadas para aprovechar las ventajas de velocidad
EDO son las que incorporan el chip Tritón de Intel Trabajaba en nanosegundos. MEJORAS --> disminuir la cantidad de refresco de la memoria. En las de más calidad se incorpora un ECC (Error correction code). SDRAM sincrónica (a mediados de los 90). DRAM sincrónica es una nueva tecnología que utiliza
un reloj para sincronizar la entrada y salida de señales en un
chip de memoria. El reloj está coordinado con el reloj de la CPU
para que el tiempo de los chips de memoria y de la CPU estén sincronizados.
DRAM sincrónica ahorra tiempo al ejecutar los comandos y transmitir
los datos, aumentando de esta manera el rendimiento total de la computadora. SDRAM -> Synchronous Dynamic RAM. En lugar de utiizar nanosegundos utiliza el reloj de sistema para trabajar. Si el relof de sistema va a 133 MHz, la memoria trabaja a 133 MHz.. Es más rápida.
Es una sdram pero puede realziar 2 accesos en cada ciclo de reloj. RDRAM (Rambus DRAM) RDRAM es un diseño único, desarrollado por Rambus Inc.
RDRAM es extremadamente veloz. Usa un estrecho canal de alta capacidad
en banda de transmisión, transfiriendo información diez
veces más rápido que el SDRAM convencional. Para finales
de 1999, la tecnología Rambus será usada como la principal
memoria de para PC. Memoria Caché La memoria Cache es una clase de memoria especial de alta velocidad que esta diseñada para acelerar el proceso de las instrucciones de memoria en la CPU. La CPU puede obtener las instrucciones y los datos ubicados en la memoria cache mucho más rápidamente que las instrucciones y datos almacenados en la memoria principal. Por ejemplo, en una placa madre típica de 100 megahertz, el CPU necesita hasta 180 nanosegundos para obtener información de la memoria principal, mientras que la información de la memoria cache sólo necesita de 45 nanosegundos. Por lo tanto, cuantas más instrucciones y datos la CPU pueda obtener directamente de la memoria cache, más rápido será el funcionamiento de la computadora. Las clases de memoria cache incluyen cache principal (también conocida como cache de Nivel 1 [L1]) y cache secundaria (también conocida como cache de Nivel 2 [L2]). La memoria cache también puede ser interna o externa. La memoria cache interna esta incorporada en la CPU de la computadora, mientras que la externa se encuentra fuera de la CPU. La memoria cache principal es la que se encuentra más próxima a la CPU. Normalmente, la memoria cache principal esta incorporada en la CPU y la memoria cache secundaria es externa. Algunos modelos anteriores de computadoras personales tienen chips de CPU que no incluyen memoria cache interna. En estos casos, la memoria cache externa, si existiera, sería en realidad cache primaria (L1). Anteriormente utilizamos la analogía de una oficina con una mesa de trabajo y varios archiveros para explicar la relación entre la memoria principal y el disco duro de la computadora. Si la memoria es como la mesa de trabajo en la que se colocan los archivos en uso para que estén siempre al alcance, la memoria cache es como un tablero de anuncios en el que se colocan los papeles que se utilizan con mayor frecuencia. Cuando se necesita la información del tablero de anuncios, simplemente se mira al tablero. Memoria DDR2
Memoria DDR3 Las diferencias con la DDR2 es que trabaja con un voltaje de 1,5 v. y se mandan el doble de datos, o sea, x8. Es una memoria DRAM del tipo SDRAM y se la denomina SDRAM-DDR3. Ratio de transferencia Existe una técnica que empezóa usarse con la aparición de las memorias DDR, que consiste en multiplicar el número de datos (bits) mandados en un único ciclo de reloj a base de utilizar los dos flancos de la señal, tanto el de subida como el de bajada. Esta técnica se ha perfeccionado hasta lograr que en cada flanco se puedan transmitir varios datos. en la memoria DDR3 se envian 4 datos en cada flanco, por lo que se multiplica el número de datos transmitidos por 8 sin tener que aumentar la frecuencia de trabajo. La memoria DDR3 -1333, aunque trabaje a 166 MHz, En realdiad su ratio de transferencia es 8 veces mayor (x8), o sea, de 1.333 MT/s.
En el esquema vemos la comparación entre un bus normal,uno doble y otro cuatriplicado. La frecuencia es la misma para todos ellos pero la cantidad de datos que se envian en cada ciclo es 4 veces mayor. La tasa de transferencia de los buses se calcula multiplicando los megatransfers (megaciclos/segundo) por el tamaño de los datos (bits/ciclo, que equivale a la cantidad de bits que puede transferir a la vez) por el factor de conversión (1 byte/8 bits). Para calcular la tasa de transferencia del bus DDR3-1333, realizaremos el siguiente cálculo: 1333 MTransfers/seg. x 64 bits/ciclo x 1 byte/8 bits = 10.667 Megabyte/segundo (10,6 GB/s) Nomenclatura de los módulos de memoria Algunos ejemplos: DDR2-800: Frecuencia: 200 MHz. Multiplicador: x4. Velocidad: 800 GT/s. Denominación del módulo: PC2-6400, lo que significa un ancho de banda de: 6,4 GB/s DDR3-1600: Frecuencia: 200 MHz. Multiplicador: x8. Velocidad: 1.600 MT/s. Denominación del módulo: PC3-12800, lo que significa un ancho de banda de: 12,8 GB/s. Explicación: DDR2-xxx indica la velocidad de reloj efectiva, mientras que PC2-xxxx indica el ancho de banda teórico (aunque suele estar redondeado). El ancho de banda se calcula multiplicando la velocidad de reloj efectiva por ocho, ya que la DDR2 (como la DDR) es una memoria de 64 bits, hay 8 bits en un byte, y 64 es 8 por 8 y por último por 2 (doble tasa de transferencia), esto se empezó a usar para mostrar la velocidad de transferencia frente a las memorias "Rambus" que eran mas rápidas en sus ciclos de reloj operación, pero solo eran de 16 bits. Triple Channel Las ranuras para los módulos de memoria vienen marcados con diferentes colores. Cada color es un canal. Esto significa que en el procesador habrá más de una controladora de memoria RAM y que cada controladora se hará cargo únicamente de uno de los canales. Con triple channel se consigue un ancho de datos de 192 bits a la vez, mientras que con dual chanel se consigue un ancho de datos de 128 bits. La variante GDDR5 Los requerimientos específicos de las trjetas gráficas, llevaron a crear una memoria RAM específica para estre cometido. Está basada en la memoria DDR3. Algunas tarjetas gráficas pueden llevar memoria GDDR4, GDDR3 o incluso DDR3 O DDR2. Módulo de memoria SO-DIMM DDR Samll Outline. Es un módulo diseñado para portátiles. Los módulos DDR3 son de 204 contactos, mientras que los módulos DDR y DDR2 son de 200 contactos Anatomía de la memoria
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