MEMORIA RAM

MEMORIA RAM.

La denominación “de Acceso aleatorio” surgió para diferenciarlas de las memoria de acceso secuencial, debido a que en los comienzos de la computación, las memorias principales (o primarias) de las computadoras eran siempre de tipo RAM y las memorias secundarias (o masivas) eran de acceso secuencial (unidades de cinta o tarjetas perforadas). Es frecuente pues que se hable de memoria RAM para hacer referencia a la memoria principal de una computadora, pero actualmente la denominación no es precisa.
En 1969 fueron lanzadas una de las primeras memorias RAM basadas en semiconductores de silicio por parte de Intel con el integrado 3101 de 64 bits de memoria y para el siguiente año se presentó una memoria DRAM de 1 Kibibyte, referencia 1103 que se constituyó en un hito, ya que fue la primera en ser comercializada con éxito, lo que significó el principio del fin para las memorias de núcleo magnético. En comparación con los integrados de memoria DRAM actuales, la 1103 es primitiva en varios aspectos, pero tenía un desempeño mayor que la memoria de núcleos.
En 1973 se presentó una innovación que permitió otra miniaturización y se convirtió en estándar para las memorias DRAM: la multiplexación en tiempo de la direcciones de memoria. MOSTEK lanzó la referencia MK4096 de 4 Kb en un empaque de 16 pines,^[2] mientras sus competidores las fabricaban en el empaque DIP de 22 pines. El esquema de direccionamiento^[3] se convirtió en un estándar de facto debido a la gran popularidad que logró esta referencia de DRAM. Para finales de los 70 los integrados eran usados en la mayoría de computadores nuevos, se soldaban directamente a las placas base o se instalaban en zócalos, de manera que ocupaban un área extensa de circuito impreso. Con el tiempo se hizo obvio que la instalación de RAM sobre el impreso principal, impedía la miniaturización , entonces se idearon los primeros módulos de memoria como el SIPP, aprovechando las ventajas de la construcción modular. El formato SIMM fue una mejora al anterior, eliminando los pines metálicos y dejando unas áreas de cobre en uno de los bordes del impreso, muy similares a los de las tarjetas de expansión, de hecho los módulos SIPP y los primeros SIMM tienen la misma distribución de pines

CLASES DE MEMORIAS

SIMM (siglas de Single In-line Memory Module), es un formato para módulos de memoria RAM que consisten en placas de circuito impreso sobre las que se montan los integrados de memoria DRAM. Estos módulos se inserta en zócalos sobre la placa base. Los contactos en ambas caras están interconectados, esta es la mayor diferencia respecto de sus sucesores los DIMMs. Fueron muy populares desde principios de los 80 hasta finales de los 90, el formato fue estandarizado por JEDEC bajo el número JESD-21C.
DRAM (Dynamic Random Access Memory) es un tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente en los módulos de memoria RAM y en otros dispositivos, como memoria principal del sistema. Se denomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el mismo y recargarlo, cada cierto período, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es la posibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía funcionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones de posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es una memoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda la información. Inventada a finales de los sesenta, es una de las memorias más usadas en la actualidad.
SDRAM) es una memoria dinámica de acceso aleatorio DRAM que tiene una interfaz síncrona. Tradicionalmente, la memoria dinámica de acceso aleatorio DRAM tiene una interfaz asíncrona, lo que significa que el cambio de estado de la memoria tarda un cierto tiempo, dado por las características de la memoria, desde que cambian sus entradas. En cambio, en las SDRAM el cambio de estado tiene lugar en el momento señalado por una señal de reloj y, por lo tanto, está sincronizada con el bus de sistema del ordenador. El reloj también permite controlar una máquina de estados finitos interna que controla la función de "pipeline" de las instrucciones de entrada. Esto permite que el chip tenga un patrón de operación más complejo que la DRAM asíncrona, que no tiene una interfaz de sincronización.
El método de segmentación significa que el chip puede aceptar una nueva instrucción antes de que haya terminado de procesar la anterior. En una escritura de datos, el comando "escribir" puede ser seguido inmediatamente por otra instrucción, sin esperar a que los datos se escriban en la matriz de memoria. En una lectura, los datos solicitados aparecen después de un número fijo de pulsos de reloj tras la instrucción de lectura, durante los cuales se pueden enviar otras instrucciones adicionales. (Este retraso se llama latencia y es un parámetro importante a considerar cuando se compra una memoria SDRAM para un ordenador.)
DIMM son las siglas de «Dual In-line Memory Module» y que podemos traducir como Módulo de Memoria en línea doble. Son módulos de memoria RAM utilizados en ordenadores personales. Se trata de un pequeño circuito impreso que contiene chips de memoria y se conecta directamente en ranuras de la placa base. Los módulos DIMM son reconocibles externamente por poseer sus contactos (o pines) separados en ambos lados, a diferencia de los SIMM que poseen los contactos de modo que los de un lado están unidos con los del otro.
Las memorias DIMM comenzaron a reemplazar a las SIMM como el tipo predominante de memoria cuando los microprocesadores Intel Pentium dominaron el mercado.
Un DIMM puede comunicarse con el PC a 64 bits (y algunos a 72 bits) en vez de los 32 bits de los SIMMs.

MEMORIA ROM

                                                                                                     

                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ROM en estado solido es de la misma antigüedad que la propia tecnología semiconductora. Las puertas lógicas combinacionales pueden usarse en conjunto para indexar una dirección de memoria de n bits en valores de m bits de tamaño (una tabla de consultas). Con la invención de los circuitos integrados se desarrolló la máscara ROM. La máscara ROM consistía en una cuadrícula de líneas formadas por una palabra y líneas formadas por un bit seleccionadas respectivamente a partir de cambios en el transistor. De esta manera podían representar una tabla de consultas arbitraria y un lapso de propagación deductible.

En las máscaras ROM los datos están físicamente codificados en el mismo circuito, así que sólo se pueden programar durante la fabricación. Esto acarrea serias desventajas:

1.     Sólo es económico comprarlas en grandes cantidades,                                                                                ya que el usuario contrata fundiciones para producirlas según sus necesidades.

2.     El tiempo transcurrido entre completar el diseño de la máscara y recibir el resultado final es muy largo.

3.     No son prácticas para I+D por el hecho de que los desarrolladores necesitan cambiar el contenido de la memoria mientras refinan un diseño.

4.     Si un producto tiene un error en la máscara, la única manera de arreglarlo es reemplazando físicamente la ROM por otra.

Los desarrollos posteriores tomaron en cuenta estas deficiencias, así pues se creó la memoria de sólo lectura programable (PROM). Inventada en 1956, permitía a los usuarios modificarla sólo una vez, alterando físicamente su estructura con la aplicación de pulsos de alto voltaje. Esto eliminó los problemas 1 y 2 antes mencionados, ya que una compañía podía pedir un gran lote de PROMs vacías y programarlas con el contenido necesario elegido por los diseñadores. En 1971 se desarrolló la memoria de sólo lectura programable y borrable (EPROM) que permitía reiniciar su contenido exponiendo el dispositivo a fuertes rayos ultravioleta. De esta manera erradicaba el punto 3 de la anterior lista. Más tarde, en 1983, se inventó la EEPROM, resolviendo el conflicto número 4 de la lista ya que se podía reprogramar el contenido mientras proveyese un mecanismo para recibir contenido externo (por ejemplo, a través de un cable serial). En medio de la década de 1980 Toshiba inventó la memoria flash, una forma de EEPROM que permitía eliminar y reprogramar contenido en una misma operación mediante pulsos eléctricos miles de veces sin sufrir ningún daño.

CLASES DE LA MEMORIA ROM

PROM es el acrónimo de Programmable Read-Only Memory (ROM programable). Es una memoria digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible (o antifusible), que puede ser quemado una sola vez. Por esto la memoria puede ser programada (pueden ser escritos los datos) una sola vez a través de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a las ROMs, o cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos.
Pequeñas PROM han venido utilizándose como generadores de funciones, normalmente en conjunción con un multiplexor. A veces se preferían a las ROM porque son bipolares, habitulamente Schottky, consiguiendo mayores velocidades.
EPROM
Trabajando con chips ROM y PROM puede ser una labor tediosa. Aunque el precio no sea demasiado elevado, al cabo del tiempo puede suponer un aumento del precio con todos los inconvenientes. Los EPROM (Erasable programmable read-only memory) solucionan este problema. Los chips EPROM pueden ser regrabados varias veces.
Borrar una EEPROM requiere una herramienta especial que emite una frecuencia determinada de luz ultravioleta. Son configuradas usando un programador EPROM que provee voltaje a un nivel determinado dependiendo del chip usado.
Para sobrescribir una EPROM, tienes que borrarla primero. El problema es que no es selectivo, lo que quiere decir que borrará toda la EPROM. Para hacer esto, hay que retirar el chip del dispositivo en el que se encuentra alojado y puesto debajo de la luz ultravioleta comentada anteriormente.
EEPROM
Aunque las EPROM son un gran paso sobre las PROM en términos de utilidad, siguen necesitando un equipamiento dedicado y un proceso intensivo para ser retirados y reinstalados cuando un cambio es necesario. Como se ha dicho, no se pueden añadir cambios a la EPROM; todo el chip sebe ser borrado. Aquí es donde entra en juego la  EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory).
Algunas peculiaridades incluyen:

       Los chips no tienen que ser retirados para sobre escribirse.

       No se tiene que borrar el chip por completo para cambiar una porción del mismo.

       Para cambiar el contenido no se requiere equipamiento adicional.

En lugar de utilizar luz ultra violeta, se pueden utilizar campos eléctricos para volver a incluir información en las celdas  de datos que componen circuitos del chip. El problema con la EEPROM, es que, aunque son muy versátiles, también pueden ser lentos con algunos productos lo cuales deben realizar cambios rápidos a los datos almacenados en el chip.
Los fabricantes respondieron a esta limitación con la memoria flash, un tipo de EEPROM que utiliza un “cableado” interno que puede aplicar un campo eléctrico para borrar todo el chip, o simplemente zonas predeterminadas llamadas bloques

MEMORIA CACHE

Una memoria caché es una memoria en la que se almacenas una serie de datos para su rápido acceso. Existen muchas memorias caché (de disco, de sistema, incluso de datos, como es el caso de la caché de Google), pero en este tutorial nos vamos a centrar en la caché de los procesadores.

Básicamente, la memoria caché de un procesador es un tipo de memoria volátil (del tipo RAM), pero de una gran velocidad.

En la actualidad esta memoria está integrada en el procesador, y su cometido es almacenar una serie de instrucciones y datos a los que el procesador accede continuamente, con la finalidad de que estos accesos sean instantáneos. Estas instrucciones y datos son aquellas a las que el procesador necesita estar accediendo de forma continua, por lo que para el rendimiento del procesador es imprescindible que este acceso sea lo más rápido y fluido posible.

Hay tres tipos diferentes de memoria caché para procesadores:
  CLASES DE MEMORIA CACHE
Caché de 1er nivel (L1):

Esta caché está integrada en el núcleo del procesador, trabajando a la misma velocidad que este. La cantidad de memoria caché L1 varía de un procesador a otro, estando normalmente entra los 64KB y los 256KB. Esta memoria suele a su vez estar dividida en dos partes dedicadas, una para instrucciones y otra para datos.

Caché de 2º nivel (L2):

Integrada también en el procesador, aunque no directamente en el núcleo de este, tiene las mismas ventajas que la caché L1, aunque es algo más lenta que esta. La caché L2 suele ser mayor que la caché L1, pudiendo llegar a superar los 2MB.
A diferencia de la caché L1, esta no está dividida, y su utilización está más encaminada a programas que al sistema.

Caché de 3er nivel (L3):

Es un tipo de memoria caché más lenta que la L2, muy poco utilizada en la actualidad.

En un principio esta caché estaba incorporada a la placa base, no al procesador, y su velocidad de acceso era bastante más lenta que una caché de nivel 2 o 1, ya que si bien sigue siendo una memoria de una gran rapidez (muy superior a la RAM, y mucho más en la época en la que se utilizaba), depende de la comunicación entre el procesador y la placa base.

Para hacernos una idea más precisa de esto, imaginemos en un extremo el procesador y en el otro la memoria RAM. Pues bien, entre ambos se encuentra la memoria caché, más rápida cuanto más cerca se encuentre del núcleo del procesador (L1).

Las memorias caché son extremadamente rápidas (su velocidad es unas 5 veces superior a la de una RAM de las más rápidas), con la ventaja añadida de no tener latencia, por lo que su acceso no tiene ninguna demora... pero es un tipo de memoria muy cara.
Esto, unido a su integración en el procesador (ya sea directamente en el núcleo o no) limita bastante el tamaño, por un lado por lo que encarece al procesador y por otro por el espacio disponible.
En cuanto a la utilización de la caché L2 en procesadores multinucleares, existen dos tipos diferentes de tecnologías a aplicar.

Por un lado está la habitualmente utilizada por Intel, que consiste en que el total de la caché L2 está accesible para ambos núcleos y por otro está la utilizada por AMD, en la que cada núcleo tiene su propia caché L2 dedicada solo para ese núcleo.

La caché L2 apareció por primera vez en los Intel Pentium Pro, siendo incorporada a continuación por los Intel Pentium II, aunque en ese caso no en el encapsulado del procesador, sino externamente (aunque dentro del procesador).