martes, 2 de octubre de 2012

TIPOS DE MEMORIAS

La memoria es un bloque fundamental del computador, cuya misión consiste en almacenar los datos y las instrucciones. La memoria principal, es el órgano que almacena los datos e instrucciones de los programas en ejecución.
A veces la memoria principal no tiene la suficiente capacidad para contener todos los datos e instrucciones, en cuyo caso se precisan otras memorias auxiliares o secundarias, que funcionan como periféricos del sistema y cuya información se traspasa a la memoria principal cuando se necesita.
La memoria solo puede realizar dos operaciones básicas: lectura y escritura. En la lectura, el dispositivo de memoria debe recibir una dirección de la posición de la que se quiere extraer la información depositada previamente. En la escritura, además de la dirección, se debe suministrar la información que se desea grabar.





EVOLUCION DE LAS MEMORIAS

En las calculadoras de la década de los 30 se emplean tarjetas perforadas como memorias. La dirección de las posiciones quedaba determinada por la posición de ruedas dentadas. Luego se emplearon relés electromagnéticos.
El computador ENIAC utilizaba, en 1946, válvulas electrónicas de vacío para construir sus biestables que actuaban como punto de memoria. Además, tenia una ROM de 4 bits construida a base de resistencias.
Al comienzo de la década de los 50, se usaron las líneas de retardo de mercurio con 1 Kbit por línea, como memoria. Igualmente se empleo el tubo de Williams, que tenia una capacidad de 1200 bits y consistía en un tubo de rayos catódicos con memoria.
En UNIVAC I introdujo en 1951 la primera unidad comercial de banda magnética, que tenia una capacidad de 1,44 Mbit y una velocidad de 100 pulgadas/s.
El primer computador comercial que uso memoria principal al tambor magnético fue el IBM 650 en 1954. Dicho tambor giraba a 12500 r.p.m y tenia una capacidad de 120 Kbits.
En 1953, el Mit dispuso de la primera memoria operativa de ferritas, que fue muy popular hasta mediados de los años 70.
Fue IBM, en 1968, quien diseño la primera memoria comercial de semiconductores. Tenia una capacidad de 64 bits.
También, el modelo 350 de IBM en 1956 fue quien utilizo el primer disco con brazo móvil y cabeza flotante. Su capacidad era de 40 Mbits y su tiempo de acceso, de 500 ms.
Tecnologías nuevas, como la de burbujas magnéticas, efecto Josephon, acoplamiento de carga, de tipo óptico y otras, compiten en la actualidad por desplazar a las memorias de semiconductor basadas en silicio, que ya han alcanzado capacidades superiores a 1 Mbit en una pastilla con rapidisimo tiempo de acceso y coste razonable.

MEMORIA RAM

Es la memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory). Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la información anterior y posterior.
Es la memoria que se actualiza constantemente mientras el ordenador está en uso y que pierde sus datos cuando el ordenador se apaga.
Hay dos tipos básicos de RAM:
DRAM (Dynamic RAM), RAM dinámica,
SRAM (Static RAM), RAM estática
Los dos tipos difieren en la tecnología que usan para almacenar los datos. La RAM dinámica necesita ser refrescada cientos de veces por segundo, mientras que la RAM estática no necesita ser refrescada tan frecuentemente, lo que la hace más rápida, pero también más cara que la RAM dinámica. Ambos tipos son volátiles, lo que significa que pueden perder su contenido cuando se desconecta la alimentación.
En el lenguaje común, el termino RAM es sinónimo de memoria principal, la memoria disponible para programas. Se refiere a la memoria RAM tanto como memoria de lectura y escritura como así a un tipo de memoria volátil.





Tipos de Memoria RAM:

1) DRAM (Dynamic Random Access Memory)
Es la memoria de acceso aleatorio dinámica. Está organizada en direcciones de memoria (Addresses) que son reemplazadas muchas veces por segundo.
Es la memoria de trabajo, por lo que a mayor cantidad de memoria, más datos se pueden tener en ella y más aplicaciones pueden estar funcionando simultáneamente, y por supuesto a mayor cantidad mayor velocidad de proceso, pues los programas no necesitan buscar los datos continuamente en el disco duro, el cual es muchísimo más lento.
  • SRAM (Static Random Access Memory)
  • Memoria estática de acceso aleatorio es la alternativa a la DRAM. No necesita tanta electricidad para su refresco y reemplazo de las direcciones y funciona más rápido porque no está reemplazando constantemente las instrucciones y los valores almacenados en ella. La desventaja es su altísimo coste comparado con la DRAM. Puede almacenar y recuperar los datos rápidamente y se conoce normalmente como MEMORIA CACHE.
    3) VRAM (video RAM)
    Memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo. A diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo que un procesador gráfico suministra nuevos datos. VRAM permite mejores rendimientos gráficos aunque es más cara que la una RAM normal.
    4) SIMM ( Single In Line Memory Module)
    Un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa madre o en la placa de memoria. Los SIMMs son más fáciles de instalar que los antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en bytes en lugar de bits.
    5) DIMM (Dual In Line Memory)
    Un tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y usa generalmente un conector de 168 contactos.
  • DIP (Dual In Line Package)
  • Un tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado.
  • RAM Disk
  • Se refiere a la RAM que ha sido configurada para simular un disco duro. Se puede acceder a los ficheros de un RAM disk de la misma forma en la que se acceden a los de un disco duro. Sin embargo, los RAM disk son aproximadamente miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles para aplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco.
    Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su contenido una vez que la computadora es apagada.
  • MEMORIA CACHE O RAM CACHE
  • Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Puede ser tanto un área reservada de la memoria principal como un dispositivo de almacenamiento de alta velocidad independiente. Hay dos tipos de caché frecuentemente usados en las computadoras personales: memoria caché y caché de disco. Una memoria caché, llamada también a veces almacenamiento caché ó RAM caché, es una parte de memoria RAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la lenta y barata RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal.
    La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM.
    Cuando un dato es encontrado en el caché, se dice que se ha producido un impacto (hit), siendo un caché juzgado por su tasa de impactos (hit rate). Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en el cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente.
    El caché de disco trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché, pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usa la convencional memoria principal. Los datos más recientes del disco duro a los que se ha accedido se almacenan en un buffer de memoria. Cuando el programa necesita acceder a datos del disco, lo primero que comprueba es la caché del disco para ver si los
    datos ya están ahí. La caché de disco puede mejorar drásticamente el rendimiento de las aplicaciones, dado que acceder a un byte de datos en RAM puede ser miles de veces más rápido que acceder a un byte del disco duro. 

    Tipos de Memoria CACHE

    De acuerdo con el modo de traducción de las direcciones de memoria principal a direcciones de memoria cache, estas se clasifican en los siguientes tipos:
  • De correspondencia directa.
  • De asociación completa.
  • De asociación de conjuntos.
  • De correspondencia vectorizada.
  • Memoria cache de correspondencia directa.
    Se establece una correspondencia entre el bloque K de la memoria principal y el bloque k, modulo n, de la cache, siendo n el numero de bloques de la memoria cache.
    Este tipo simple y económico, por no requerir comparaciones asociativas en las búsquedas. De todas formas, en sistemas multiprocesador pueden registrarse graves contenciones en el caso de que varios bloques de memoria correspondan concurrentemente en un mismo bloque de la cache.
    Una dirección de memoria consta de 3 campos:
    Campo de etiqueta.
    Campo de bloque.
    Campo de palabra.
    Memoria asociativa completa
    En este modelo se establece una correspondencia entre el bloque k de la memoria y el bloque j de la cache, en la que j puede tomar cualquier valor.
    No se produce contención de bloques y es muy flexible, pero su implementación es cara y muy compleja, ya que el modelo se basa completamente en la comparación asociativa de etiquetas.
    Memoria cache de asociación de conjuntos
    Se divide la memoria en c conjuntos de n bloques, de forma que al bloque k de memoria corresponde uno cualquiera de los bloques de la memoria del conjunto k, modulo c. La búsqueda se realiza asociativamente por el campo de etiqueta y directamente por el numero del sector. De este modo se reduce el costo frente al modelo anterior, manteniendo gran parte de su flexibilidad y velocidad. Es la
    Estructura más utilizada.
    Memoria cache de correspondencia vectorizada
    El modelo divide a la memoria principal y a le cache en n bloques. La relación se establece de cualquier sector a cualquier sector, siendo marcados los bloques no referenciados del sector como no validos. Esta estructura también reduce costos, minimizando el núcleo de etiquetas para la comparación asociativa.
  • SDRAM (Synchronous DRAM)
  • DRAM síncrona, un tipo de memoria RAM dinámica que es casi un 20% más rápida que la RAM EDO. SDRAM entrelaza dos o más matrices de memoria interna de tal forma que mientras que se está accediendo a una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso. SDRAM-II es tecnología SDRAM más rápida esperada para 1998. También conocido como DDR DRAM o DDR SDRAM (Double Data Rate DRAM o SDRAM), permite leer y escribir datos a dos veces la velocidad bús.
  • FPM (Fats Page Mode)
  • Memoria en modo paginado, el diseño más común de chips de RAM dinámica. El acceso a los bits de memoria se realiza por medio de coordenadas, fila y columna. Antes del modo paginado, era leído pulsando la fila y la columna de las líneas seleccionadas. Con el modo pagina, la fila se selecciona solo una vez para todas las columnas (bits) dentro de la fila, dando como resultado un rápido acceso. La memoria en modo paginado también es llamada memoria de modo Fast Page o memoria FPM, FPM RAM, FPM DRAM. El término "fast" fué añadido cuando los más nuevos chips empezaron a correr a 100 nanoseconds e incluso más.
    11) EDO (Extended Data Outpout)
    Un tipo de chip de RAM dinámica que mejora el rendimiento del modo de memoria Fast Page alrededor de un 10%. Al ser un subconjunto de Fast Page, puede ser substituida por chips de modo Fast Page.
    Sin embargo, si el controlador de memoria no está diseñado para los más rápidos chips EDO, el rendimiento será el mismo que en el modo Fast Page.
    EDO elimina los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida hasta que comienza el próximo ciclo.
  • BEDO (Burst EDO)
  • Es un tipo más rápido de EDO que mejora la velocidad usando un contador de dirección para las siguientes direcciones y un estado 'pipeline' que solapa las operaciones.
  • PB SRAM (Pipeline Burst SRAM)
  • Se llama 'pipeline' a una categoría de técnicas que proporcionan un proceso simultáneo, o en paralelo dentro de la computadora, y se refiere a las operaciones de solapamiento moviendo datos o instrucciones en una 'tubería' conceptual con todas las fases del 'pipe' procesando simultáneamente. Por ejemplo, mientras una instrucción se está ejecutando, la computadora está decodificando la siguiente instrucción. En procesadores vectoriales, pueden procesarse simultáneamente varios pasos de operaciones de coma flotante
    La PB SRAM trabaja de esta forma y se mueve en velocidades de entre 4 y 8 nanosegundos. 


    TAG RAM

    Este tipo de memoria almacena las direcciones de cualquier dato de memoria DRAM que hay en la memoria caché. Si el procesador encuentra una dirección en la TAG RAM, va a buscar los datos directamente a la caché, si no, va a buscarlos directamente a la memoria principal.
    Cuando se habla de la CACHEABLE MEMORY en las placas para Pentium con los chipsets 430FX, 430VX, 430HX y 430TX de Intel, nos referimos a la cantidad de TAG RAM, es decir, la cantidad de datos de memoria que se pueden almacenar en la caché. Una de las desventajas del chipset 430TX frente al chipset 430HX es que solo se pueden almacenar los datos de 64 MB de memoria RAM, con lo cual, en ciertos casos, en las placas con este chipset se produce un descenso del rendimiento de memoria al tener instalados más de 64 MB de memoria RAM en el equipo. Por ello, a pesar de la modernidad del diseño, en los servidores o las estaciones gráficas quizás sería más conveniente utilizar una placa base con el chipset 430HX de Intel. 


    MEMORIA ROM 



    Estas letras son las siglas de Read Only Memory (memoria de solo lectura) y eso es exactamente lo que es, una memoria que se graba en el proceso de fabricación con una información que está ahí para siempre, para lo bueno y lo malo. No podemos escribir en ella pero podemos leer cada posición la veces que queramos. Se trata de la memoria interna de la máquina, que el procesador lee para averiguar el qué, el cuándo y el cómo de una multitud de tareas diferentes; por ejemplo: lee las diversas instrucciones binarias que se necesitan cada vez que se teclea un carácter por el teclado, o cada vez que se tiene que presentar algo en pantalla.
    En la ROM está almacenado también el programa interno que nos ofrece la posibilidad de hablar con el ordenador en un lenguaje muy similar al inglés sin tener que rompernos la cabeza con el lenguaje de máquina (binario). Todas estas cosas suman tanta información que es muy probable que la memoria ROM de un ordenador tenga una capacidad de 8K a 16K, un número suficientemente grande para que este justificado asombrarse ante la cantidad de información necesaria para llenar tal cantidad de posiciones, especialmente cuando sabemos que los programas ROM están escritos por expertos en ahorrar memoria. Ello sirve para poner de manifiesto la gran cantidad de cosas que pasan en el interior de un ordenador cuando éste está activo.
    La memoria ROM presenta algunas variaciones: las memorias PROM, EPROM y EEPROM.

     
    MEMORIA PROM

    Para este tipo de memoria basta decir que es un tipo de memoria ROM que se puede programar mediante un proceso especial, posteriormente a la fabricación.
    PROM viene de PROGRAMABLE READ ONLY MEMORY (memoria programable de solo lectura ).Es un dispositivo de almacenamiento solo de lectura que se puede reprogramar después de su manufactura por medio de equipo externo . Los PROM son generalmente pastillas de circuitos integrados.
    Características principales de rom y prom:
    • Solo permiten la lectura.
    • Son de acceso aleatorio
    • Son permanentes o no volátiles: la información no puede borrarse
    • Tienen un ancho de palabra de 8 bits, con salida triestado.
    MEMORIA EPROM

    La memoria EPROM ( la E viene de ERASABLE -borrable-) es una ROM que se puede borrar totalmente y luego reprogramarse, aunque en condiciones limitadas. Las EPROM son mucho más económicas que las PROM porque pueden reutilizarse. 


    MEMORIA EEPROM

    Aún mejores que las EPROM son las EEPROM ( EPROM eléctricamente borrables) también llamadas EAROM (ROM eléctricamente alterables), que pueden borrarse mediante impulsos eléctricos, sin necesidad de que las introduzcan en un receptáculo especial para exponerlos a luz ultravioleta.
    Las ROM difieren de las memorias RAM en que el tiempo necesario para grabar o borrar un byte es cientos de veces mayor, a pesar de que los tiempos de lectura son muy similares.
    Características principales de este tipo de memorias:
    • Solo permiten la lectura.
    • Son de tipo no volátil, aunque pueden borrarse.
    • Son de acceso aleatorio.
    • Tienen un ancho de palabra de 8 bits, con salida triestado

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