RAM, ROM, CACHE
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    RAM, ROM, CACHE RAM, ROM, CACHE Presentation Transcript

    • MEMORIA RAM
      Las memorias de Acceso Aleatorio son conocidas como
      memorias RAM de la sigla en inglés Random Access Memory.
      Se caracterizan por ser memorias de lectura/escritura y
      contienen un conjunto de variables de dirección que permiten
      seleccionar cualquier dirección de memoria de forma directa e independiente de la posición en la que se encuentre.
    • Características
      Estas memorias son volátiles, es decir, que se pierde la
      información cuando no hay energía y se clasifican en dos categorías básicas: la RAM estática y la RAM dinámica.
      • Las Memorias Estáticas (SRAM) son más rápidas porque no consumen ciclos de refresco, pero son más caras. Se utilizan en las memorias caché y de vídeo.
      • Las Memorias Dinámicas (DRAM) son más baratas pero más lentas que las anteriores puesto que consumen ciclos de refresco.
    • FUNCIONAMIENTO
      Es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. 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.
    • Es la memoria desde donde el procesador recibe las instrucciones y guarda los resultados. Es el área de trabajo para la mayor parte del software de un computador.
      • Existe una memoria intermedia entre el procesador y la RAM, llamada cache, pero ésta sólo es una copia (de acceso rápido) de la memoria principal (típicamente discos duros) almacenada en los módulos de RAM.
      • Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM. El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos. Reducir el tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del sistema.
    • FABRICANTES
      • La Kingston
      • MARKVISION
      • OTRAS MENOS RECONOCIDAS:QUIOMONDAKRETONELIXIRNECBUFALOVDATATREND
    • TIPOS
      • FPM (Fast Page Mode):
      A veces llamada DRAM, puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia.
      Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns. Es lo que se da en llamar la RAM normal o estándar. Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486). en la misma fila (página) sea mucho más rápido.
    • EDO o EDO-RAM:Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la FPM. Permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos). Mientras que la memoria tipo FPM sólo podía acceder a un solo byte (una instrucción o valor) de información de cada vez, la memoria EDO permite mover un bloque completo de memoria a la caché interna del procesador para un acceso más rápido por parte de éste. La estándar se encontraba con refrescos de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
      • DDR: (DOUBLE DATA RATE):
      Estas transfieren al doble que las Dimm, y pues inicialmente era soportada 1 Gb pero después empezaron a soportar 2 Gb por mucho las board.
      • Ddr2:
      funciona al doble de las DDR, las board que las usaban inicialmente soportaban solo 2 Gb, pero ahora con la implementación De 64 bits, soporta hasta 4 Gb y 8 Gb.
      • DDR3:Esta anda al triple de las DDR, lo malo es que son muy caras, traen una latencia de memoria mayor, latencia es lo que se demora en entrar acceder y salir por ciclo
      • SIMM( SINGLE IN MEMORY MODULE):
      Están eran de las mas viejitas que hay, pues creo que habían capacidades desde 2 Mb hasta 32 Mb, y si se querían usar se tenían que poner en pares de a 2 iguales.
      • DIMM(DUAL IN MEMMORY MODULE):
      Estas memorias son las que trabajan a ritmo doble, y pues lo usual que llegaba una PC con esas memorias era de 512 Mb. Hasta 1 Gb.
      • PC-100 DRAM:
      Este tipo de memoria, en principio con tecnología SDRAM, aunque también la habrá EDO. La especificación para esta memoria se basa sobre todo en el uso no sólo de chips de memoria de alta calidad, sino también en circuitos impresos de alta calidad de 6 o 8 capas, en vez de las habituales 4; en cuanto al circuito impreso este debe cumplir unas tolerancias mínimas de interferencia eléctrica; por último, los ciclos de memoria también deben cumplir unas especificaciones muy exigentes. De cara a evitar posibles confusiones, los módulos compatibles con este estándar deben estar identificados así: PC100-abc-def.
      • RDRAM (DirectRambus DRAM):Es un tipo de memoria de 64 bits que puede producir ráfagas de 2ns y puede alcanzar tasas de transferencia de 533MHz, con picos de 1,6 GB/s. Pronto podrá verse en el mercado y es posible que tu próximo equipo tenga instalado este tipo de memoria. Es el componente ideal para las tarjetas gráficas AGP, evitando los cuellos de botella en la transferencia entre la tarjeta gráfica y la memoria de sistema durante el acceso directo a memoria (DIME) para el almacenamiento de texturas gráficas. Hoy en día la podemos encontrar en las consolas NINTENDO 64.
      • 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. 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.
    • MODULOS
      Los módulos de memoria RAM son tarjetas de circuito impreso que tienen soldados integrados de memoria DRAM por una o ambas caras. La implementación DRAM se basa en una topología de Circuito eléctrico que permite alcanzar densidades altas de memoria por cantidad de transistores, logrando integrados de cientos o miles de Kilobits. Además de DRAM, los módulos poseen un integrado que permiten la identificación del mismos ante el computador por medio del protocolo de comunicación SPD.
    • La necesidad de hacer intercambiable los módulos y de utilizar integrados de distintos fabricantes condujo al establecimiento de estándares de la industria como los JEDEC.
      • Módulos SIMM: Formato usado en computadores antiguos. Tenían un bus de datos de 16 o 32 bits
      • Módulos DIMM: Usado en computadores de escritorio. Se caracterizan por tener un bus de datos de 64 bits.
      • Módulos SO-DIMM: Usado en computadores portátiles. Formato miniaturizado de DIMM.
    • ERRORES TECNICOS
      • El ordenador empieza a dar pitidos:
      • El ordenador no arranca
      • El ordenador arranca PERO la cantidad de memoria nueva no aparece, sigue detectando la cantidad antes de la actualización:
      Es muy probable que el tipo de memoria no sea del todo correcto y debamos cambiarla, hay que verificar que hemos colocado la memoria correcta para el sistema.
    • IMAGENES
      • TARJETA MADRE:
      • REFERENCIA:
    • VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MEMORIA RAM:
      • VENTAJAS:
      • Genera video al equipo.
      • Dependiendo del procesador y la capacidad de la memoria RAM puedes obtener un equipo con una estabilidad adecuada en rendimiento.
      • DESVENTAJAS:
    • CUIDADOS Y USOS
      • Uno de los cuidados que debemos tener en cuenta al manipular una memoria RAM es descargarnos estáticamente pues la estática puede influir en los errores frecuentes de una memoria RAM.
      • También debemos manipular cuidadosa mente la RAM cogiéndola por las dos extremidades de los lados con los dedos índices.
      • También debemos utilizar como herramienta una manilla antiestática que evita que la memoria RAM sufra algunas alteración por la estática.
    • COMO LIMPIARLA:
    • LIMPIADOR DE CONTACTO:
    • INSTALACION
      • Si ya sabemos qué memoria vamos a poner y la tenemos en mano, sólo nos queda el proceso físico de su inserción; también podemos seguir estos pasos si únicamente queremos ver la memoria que ya hay puesta.
      • Materiales necesarios: Un simple destornillador de estrella.
      Lo primero que debemos hacer es apagar el ordenador y abrir la torre, esto es una operación muy sencilla y que se debe repetir cada vez que queramos manipular un componente de su interior, no sólo la memoria. Quitamos los tornillos que sujetan las tapas o la carcasa y las retiramos.
      • ¡Precaución!: Antes de manipular el interior de la torre, debemos tocar cualquier superficie metálica para descargar nuestra electricidad estática que sería fatal para cualquier componente interno.
      • Ahora tenemos que identificar la ubicación de la memoria, si miramos en la placa interna veremos una zona similar a esta:
    • HISTORIA
      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 (cintas 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.
      Uno de los primeros tipos de memoria RAM fue la memoria de núcleo magnético, desarrollada entre 1949 y 1952 y usada en muchos computadores hasta el desarrollo de circuitos integrados a finales de los años 60 y principios de los 70. Antes que eso, las computadoras usaban reles y líneas de retardo de varios tipos construidas con tubos de vacío para implementar las funciones de memoria principal con o sin acceso aleatorio.
      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 Kilobite, 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 tenia 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 4Kb 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.
    • A finales de los 80 el aumento en la velocidad de los procesadores y el aumento en el ancho de banda requerido, dejaron rezagadas a las memorias DRAM con el esquema original MOSTEK, de manera que se realizaron una serie de mejoras en el direccionamiento como:
      • FPM (Fast Page Mode):
      • EDO o EDO-RAM:
      • DDR: (DOUBLE DATA RATE):
      • DDR2:
      • DDR3:
    • MEMORIA ROM
      La Memoria de sólo lectura (normalmente conocida por su acrónimo, ReadOnlyMemory) es una clase de medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y otros dispositivos electrónicos. Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar -al menos no de manera rápida o fácil- y se utiliza principalmente para contener el firmware (programa que está estrechamente ligado a hardware específico, y es poco probable que requiera actualizaciones frecuentes) u otro contenido vital para el funcionamiento del dispositivo.
    • En su sentido más estricto, se refiere sólo a máscara ROM -en inglés MROM- (el más antiguo tipo de estado sólido ROM):
      Que se fabrica con los datos almacenados de forma permanente, y por lo tanto, su contenido no puede ser modificado. Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM se pueden borrar y volver a programar varias veces, aún siendo descritos como "memoria de sólo lectura (ROM), porque el proceso de reprogramación en general es poco frecuente, relativamente lento y, a menudo, no se permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. A pesar de la simplicidad de la ROM, los dispositivos reprogramables son más flexibles y económicos, por dicha razón, las máscaras ROM no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007.
    • CARACTERÌSTICAS
      • 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.
    • FUNCIONAMIENTO
      De un modo similar a la memoria RAM, los chips ROM contienen  una hilera de filas y columnas, aunque la manera en que interactúan es bastante diferente. Mientras que RAM usualmente utiliza transistores para dar paso a un capacitador en cada intersección, ROM usa un diodo para conectar las líneas si el valor es igual a 1. Por el contrario, si el valor es 0, las líneas no se conectan en absoluto.
    • TIPOS DE MEMORIA ROM
      • MEMORIA PROM:
      La memoria PROM (programmableReadOnlyMemory) 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).
      • MEMORIA EPROM:
      Las memorias EPROM (ErasableProgrammableReadOnlyMemory, o Memoria Programable y Borrable de Sólo Lectura), son memorias PROM que se pueden eliminar. Estos chips disponen de un panel de vidrio que deja entrar los rayos ultra-violeta. Cuando el chip es sometido a rayos ultra-violeta de una determinada longitud de onda, se reconstituyen los fusibles, lo que implica que todos los bits de memoria vuelven a 1. Por esta razón, este tipo de PROM se denomina borrable.
      • MEMORIA EEPROM:
      (ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory, o Memoria Programable de Sólo Lectura Borrable Eléctricamente) también son memorias PROM borrables, pero a diferencia de éstas, se pueden borrar mediante una sencilla corriente eléctrica, es decir, incluso si se encuentran en posición en el ordenador.
      • 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 (ChargeSoupledDevice).
    • ERRORES TECNICOS
      • Corto circuito
      • Mala programación
      • Fallo de energía
    • IMAGENES
    • VENTAJAS Y DESVENTAJAS
      En las máscaras ROM los datos están codificados en el mismo circuito, así que sólo se pueden programar durante la fabricación. Esto acarrea serias desventajas:
      • Sólo es económico comprarlas en grandes cantidades, ya que el usuario contrata fundiciones para producirlas según sus necesidades.
      • El producto entre completar el diseño de la máscara y recibir el resultado final es muy largo.
      • Son inútiles para I+D por el hecho de que durante el desarrollo se ha de producir más de una.
      • Si un producto tiene un error en la máscara, la única manera de arreglarlo es cambiando físicamente la ROM.
    • HISTORIA
      El tipo más simple de ROM en estado sólido es de la misma antigüedad que la propia tecnología semiconductora. Las puertas lógicascombinacionales 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.
    • 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 con la aplicación de pulsos de alto voltaje. Eliminó los problemas 1 y 2 antes mencionados, ya que el usuario podía pedir gran cantidad 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. El producto más reciente es la memoria NAND, otra vez desarrollada por Toshiba. Los diseñadores rompieron explícitamente con el pasado diciendo que enfocaba "ser un reemplazo de los discos duros y no de la antigua ROM. En 2007, NAND ha avanzado bastante en su meta, ofreciendo un rendimiento comparable al de los discos duros, una mejor tolerancia a los choques físicos y una miniaturización extrema (como por ejemplo memorias USB y tarjetas de memoriaMicroSD).
    • MEMORIA CACHE
      • 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.
      • OBJETIVO:
      • Mantener el tiempo de acceso promedio a la memoria pequeño.
      • Reducir el ancho de banda entre memoria principal y procesador.
      • MEMORIA CACHÉ O RAM CACHÉ:
      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 cache, llamada también a veces almacenamiento caché o 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 cache 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 se encuentra un dato en la caché, se dice que se ha producido un acierto, siendo un caché juzgado por su tasa de aciertos (hit rate). Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en la cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente. Las estrategias para determinar qué información debe de ser puesta en el cache constituyen uno de los problemas más interesantes en la ciencia de las computadoras. Algunas memorias cache están construidas en la arquitectura de los microprocesadores. Por ejemplo, el procesador Pentium II tiene una caché L2 de 512 Kbytes.
      La 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 (así como los sectores adyacentes) se almacenan en un buffer de memoria.
    • TIPOS DE MEMORIA
      Los diferentes tipos de caché se organizan por niveles, formando una jerarquía. En general se cumple que, a mayor cercanía a la CPU, se presenta mayor velocidad de acceso y menor capacidad de almacenamiento.
      • Nivel 1 (L1):Conocido como caché interno, es el nivel más cercano a la CPU (está en el mismo núcleo) con lo que el acceso se produce a la velocidad de trabajo del procesador(la máxima velocidad). Presenta un tamaño muy reducido, en Intel (4 a 32 KB), en VIA/Cyrix (1 a 64 KB), en AMD (8 a 128 KB).
      Nivel 2 (L2):Conocido como caché externo, inicialmente se instalaba en la placa base (en el exterior de la CPU). A partir de los procesadoresPentium4 vienen incorporado en el procesador (no precisamente en el núcleo). El nivel L2 apareció con el procesador Pentium Pro, es una memoriamás lenta que L1.
    • Pero de mayor capacidad. Los tamaños típicos de la memoria caché L2 oscilan en la actualidad entre 256 KB y 4 MB.
      • Nivel 3 (L3):Se encuentra en algunas placas base, procesadores y tarjetas de interfaz. El procesador de Intel Itanium trae contenida en su cartucho al nivel L3 que soporta un tamaño hasta de 4 MB, y el Itanium 2 tolera hasta 6 MB de caché L3.
      • Nivel 4 (L4):Se encuentra ubicado en los periféricos y en algunos procesadores como el Itanium.
    • El siguiente diagrama suministra una representación simplificada de los elementos que componen el procesador (la distribución física de los elementos es diferente a la disposición).