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Memorias RAM, ROM.

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PROM. DRAM (EDO DRAM, SDRAM) y SRAM (L1, L2, Write Through, Write back, real). DIP, SIMM, DIMM, tamaos y precios.

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Material educativo de Alipso relacionado con Memorias RAM ROM
  • Resumen de informtica. Tema 15.: Memoria central. Caractersticas de las memorias. Ventajas y desventajas.
  • Mantenimiento de Sistemas Microinformticos: ...
  • Todo sobre la computacion: procesadores, clasificaciones de computadoras, canales, puertos, adquisiciones, usos, CPU, memorias, perifericos, software, hardware, multimedia, comunicaciones, etc.

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    Memorias: RAM, ROM, PROM. DRAM (EDO DRAM, SDRAM) y SRAM (L1, L2, Write Through, Write back, real). DIP, SIMM, DIMM, tamaos y precios.

    1. TIPOS FISICOS DE MEMORIA

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    MEMORIA RAM

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    Es llamada memoria de accceso aleatorio (Random Access Memory) debido a su peculiar caracteristica de acceso instantameno a cualquier parte de ella, gracias a un sistema de direcciones (no es acceso secuencial) que permite la lectura o escritura.

    Se dice que es volatil porque la informacion en ella almacenada se pierde al retirarle la energia.

    La memoria RAM es uno de los elementos m s crticos del computador. Cuando Ud. quiere usar un archivo de datos o programa, los datos o instrucciones son ledos desde el disco duro o disquete y colocados en la RAM, para que sean leidos por el P, permitindole manipularlos es decir: ingresar nuevos datos, modificar los existente, hacer c lculos, busquedas, resumenes etc.

    La memoria RAM la podemos comparar con una agenda de trabajo, en la que se puede anotar una reunin, ver el programa de actividades para un da determinado o anular una cita.

    Adem s en esta agenda, al igual que en la memoria, los datos no est n mezclados sino que conservan un cierto orden y cada dato ocupa una posicin bien determinada. Si se desea saber la direccin de un cliente o un proveedor, no se iniciar  la bsqueda desde la A hasta encontrarlo, sino que se localiza directamente en la p gina correspondiente a la inicial del apellido.

    En las memorias hay dos caracteristicas temporales importantes:

    a. El tiempo de acceso: tiempo que tarda una escritura o lectura.

    b. El tiempo de ciclo: tiempo que pasa desde que se inicia un acceso hasta

    que se esta listo para el proximo.

    El tiempo de ciclo suele ser ligeramente superior al tiempo de acceso, pero los dos estan relacionados. Tradicionalmente se ha dado mayor importancia al tiempo de acceso, pero la dinamica de las memorias cach, con sus accesos en rafagas, ha dado mayor importancia al tiempo de ciclo. Esto ha propiciado la aparicion de mejoras estructurales en las memorias, que pretenden mejorar el tiempo de lectura o escritura de un bloque de datos y no de un dato individual, sin modificar la estructura de almacenamiento de la memoria, consiguiendo asi un aumento de prestaciones en yn caso particular y muy frecuente, sin elevar excesivamente el precio.

    En su mayor parte, lo que est  en la memoria de la computadora es informacin temporal de trabajo.

    La memoria de la computadora est  organizada en unidades de bytes, compuesto cada uno de ellos de 8 bits. El mismo patrn de bits puede ser visto como un nmero, una letra del alfabeto o una instruccin particular de lenguaje de m quina, segn se le interpreta. Los mismos bytes de memoria se usan para registrar cdigos de instrucciones de programa, datos numricos y datos alfabticos.

    Las direcciones de la memoria est n numerados comenzando con cero. Los mismos datos usados como datos de computadora tambin pueden emplearse para especificar direcciones de memoria.

    Los datos o programas siempre ocupan un espacio contiguo en la RAM, siempre asignandole el espacio por bloques.

    El DOS puede manejar de forma plana solo hasta 640 KB, para manejar valores mayores a 1 MB, requiere de ayuda de HIMEM.SYS y EMM386.EXE.

    MEMORIA ROM (Read Only Memory)

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    Es una memoria de slo lectura. Su contenido es absolutamente inalterable, desde el instante en que el fabricante grabo las instrucciones en el Chip, por lo tanto la escritura de este tipo de memorias ocurre una sola ves y queda grabado su contenido aunque se le retire la energia.

    Los 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 perifricos.

    La ventaja de tener los programas fundamentales del computador almacenados en la ROM es que est n all 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 est n 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).

    La memoria ROM se puede explicar de la manera siguiente:

    Es un libro impreso, sea diccionario, novela, etc. no se puede variar el contenido del mismo, tan solo es posible leer, recoger la informacin, nunca aadirsela o modificar el texto.

    MEMORIA ROM

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    Estas memorias, cuyo nombre procede de las iniciales de Read Only Memory son solo de lectura. Dentro de un proceso de elaboracin de datos de una computadora, no es posible grabar ningn dato en las memorias ROM.

    Se trata de memorias no vol tiles su contenido se graba durante su construccin y no se puede cambiar. Son memorias perfectas para guardar microprogramas, sistemas operativos, tablas de conversin, generacin de caracteres etc.

    MEMORIA PROM

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    Tal como indica su nombre, programable ROM estas memorias son programables se entregan vrgenes al programador este mediante un dispositivo especial, las programara grabando en ellas los datos que considera de inters para su trabajo. El proceso de programacin es destructivo: una vez grabada, es como si fuese una ROM normal.

    Para conseguir que la informacion que se desea grabar sea inalterable, se utilizan dos tcnicas: por destruccin de fusible o por destruccin de unin.

    Una vez programadas por el usuario, las PROM tienen las mismas caractersticas que aquellas que poseen las ROM.

    MEMORIA EPROM Y RPROM

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    Estas memorias son similares a las PROM pero con la diferencia que se pueden borrar y volver a grabar varias veces. Existen dos tipos de memorias segn el proceso de borrado de las mismas:

    MEMORIA EPROM

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    Se trata de una PROM, de la que se puede borrar (erasable PROM) la informacion mediante rayos ultravioleta. Par esta operacin, es necesario que el circuito integrado disponga de una ventana de cuarzo transparente a los rayos ultravioleta. El tiempo de exposicin a los rayos ha de ser corto, pero variable segn el constructor. Una vez borrados los datos de la EPROM, se necesita disponer de un grabador especial para introducir nuevos datos.

    MEMORIA RPROM

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    Los datos contenidos en este circuito integrado se borran elctricamente si se aplican a las entradas unos valores de tensin oportunos. Para el borrado de los C.I RPROM, como para la programacin, se necesita un programador especial. Las memorias RPROM utilizan transistores tipos MNOS (metal nitruro xido silico) cuya principal caractersticas consiste en que pueden borrarse y grabarse elctricamente.

    MEMORIAS DE ACCESO SECUENCIAL

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    Se caracterizan por su tiempo de acceso, dependiendo de la posicin 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

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    Dentro de un campo de material magntico las burbujas son pequeos dominios estables, con una polaridad inversa a la de un campo.

    Estas memorias no son vol tiles y su acceso es secuencial. Constituyen un puente de unin entre las memorias centrales de acceso aleatorio (RAM o ROM) y los dispositivos de alamacenamiento (disketes, discos duros, cintas magnticas, CD-ROM, etc.) Como principal caractersticas, podemos sealar su gran densidad de integracin (10 bits por pulgada cuadrada). No obstante el tiempo de acceso, al ser una memoria secuencial es relativamente alto comparado con las memorias de tipo de acceso directo.

    2.- TIPOS DE MEMORIA RAM

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    DRAM (Dynamic RAM)

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    Este es el tipo de RAM m s comnmente usado. Internamente est  compuesto por condensadores de pequea capacidad, que almacena la informacin mediante la carga y la descarga equivalen a 1 y 0 lgicos, respectivamente.

    Son de bajo costo, pero tiene el inconveniente de que pierden su carga, y por ende la informacin, demasiado r pido por lo que deben ser constantemente "refrescados" con una nueva carga.

    Una computadora puede perder un 7% de tiempo aproximadamente en "refrescar" los DRAM.

    La DRAM tiene sus contras: la transferencia de la informacin que va desde la memoria hasta el procesador "es m s lenta"; requiere de Cach para mejorar su desempeo; usa m s energa, lo cual implica una menor duracin de la batera para los usuarios de Laptops.

    Esta estructurada como una matriz, de forma que el controlador de memoria, al recibir una direccion, debe descomponerla en fila y columna. Cada acceso requiere que el controlador obtenga la descomposicion en fila columna, direccione la memoria, valide estas direcciones y espere que la matriz de celdas proporcione el dato. Una vez finalizado el acceso, el controlar invalida la fila y columna y se prepara para el siguiente acceso.

    Existen varios tipos de DRAM, cada placa madre esta preparada para uno de varios de estos tipos, asi que antes de comprar consulta el manual de la placa madre.

    1. FP DRAM (Fast Paged mode RAM):

    Su estructura interna es identica a la DRAM convensional. Es usada en las PCs 386 y 486. Cuando el controlador de memoria recibe una direccion, debe descomponerla en fila y columna, proporcionar estos datos a la matriz de celdas y validarlos. La matriz de celdas proporcionara toda a fila y posteriormente se seleccionara la columna deseada. Si el nuevo acceso se refiere a una posicion que pertenece a la misma fila, no es necesario acceder a la matriz, ya que el controlador, al mantener la fila validada, hace que la matriz de celdas mantenga su salida. Para obtener el dato deseado, solo hay que direccionar el multiplexor de columnas y seleccionar las que se desean. De esta forma se elimina el tiempo de acceso a la matriz de memoria. Mediante este tipo de acceso no se mejoran los tiempos a posiciones individuales y separadas de memoria, pues el controlador debe proporcionar para cada una de ellas la fila (y esperar la respuesta de las celdas) y la columna (y esperar la respuesta del multiplexor). Sin embargo, si se realizan accesos a posiciones de memoria que se encuentran consecutivas se reduce al tiempo de respuesta del multiplexor. Esta es precisamente la forma en que nuestra memoria cach accedera a la memoria principal. Para sistemas de 66 MHz se requiere tiempos de acceso menores a 60 msegundos.

    2. EDO DRAM (Extended Data Out DRAM)

    En mas veloz de FP DRAM pues disminuye el numero de ciclos de reloj para acceder al contenido de las cendas de memoria. Hay versiones de 60 y 50 nsegundos.

    Es una nueva tecnologa de memoria que acelera las transacciones de memoria hasta en un diez por ciento sobre la memoria DRAM convencional.

    EDO elimina el estado de espera entre la ejecucin de comandos secuenciales de lectura de la memoria permitiendo que el P tenga acceso m s r pido a la memoria.

    Una transmisin m s r pida de la informacin desde la memoria hasta el P.

    Usa menos energa, por lo que es m s atractiva para los usuarios de Laptops.

    Reduce la necesidad de un cach L2 en m quinas Pentium de bajo costo.

    3. BEDO RDAM (Burst EDO DRAM)

    4. SDRAM (Synchronous DRAM)

    Gestiona todas las entradas y salidas de memoria sincronizadas con el reloj del sistema, aumentando el rendimiento global. Ademas, es mas barata de fabricar que la EDO DRAM, por lo que ha comenzado a desplazarla. Para una PC con bus de 100 MHz debe buscar SDRAM que siga las especificaciones PC100

    5. SDRAM II o DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

    Que aprovechan los flancos de subida y bajada de los ciclos de reloj, duplicando la velocidad de acceso.

    6. RDRAM (Direct Rambus DRAM)

    7. SLDRAM

    8. CDRAM

    SRAM (Static RAM)

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    Su diseo interno est  hecho en base a transistores que almacenan la informacin cuando son polarizados en corte o saturacin, correspondientes a los estados lgicos 1 y 0, respectivamente permaneciendo en esta condicin hasta que se cambie la informacin.

    No necesitan ser "refrescados", son muy veloces pero mucho m s costosos que los DRAM.

    1. SRAM Sincrona

    Es la que esta gobernada por una seal de reloj, de forma que todas las operaciones suceden (se inician y acaban) desde la misma referencia. Esta caracteristica no aporta mejores prestaciones, pero si simplifica enormemente el diseo de sistemas de alta prestaciones, ya que una unica seal (el reloj del sistema) gobierna todos los dispositivos involucrados. La ventaja de estas memorias viene proporcionada por lo que se podria llamar su funcionamiento automatico, guiado por la seal de reloj, por lo que no es necesario ocuparse de generar las seales de control, aunque la mayoria de memorias disponen de ellas.

    2. SRAM Burst:

    Las memorias de rafagas (burst) incluyen un circuito contador que permite que la memoria genere en la propia memoria la direccion a la que debe acceder, consiguiendo de esta forma accesos en rafagas. El funcionamiento es el siguiente: el P proporciona una direccion de memoria, la que debe propagarse por el bus hasta la memoria, decodificarse y acceder a la posicion correspondiente. Si se ha indicado que se trata de un ciclo de lectura de refaga, la memoria, una vez que se ha obtenido el primer dato, incrementa la direccion y vuelve a acceder. De esta forma se evita el tiempo de propagacion de las seales por el bus y el tiempo de decodificacion de la direccion. La longitud de acceso, es decir el numero de palabras leidas o escritas en una rafaga, viene limitado por el tamao del contador interno de la memoria.

    3. SRAM Pipeline:

    Gracias a las dos tecnicas anteriores se consigue que el rellenado de una fila de cach o acceso a posiciones consecutivas, se realice de forma rapida. Para mantener esta velocidad cuando se cambia de secuencia, las memorias pipeline incluyen un buffer para almacenar la direccion a la que se esta accediendo y el dato proporcionado por la memoria. De esta forma, se puede enviar la nueva direccion antes de terminar la lectura, consiguiendo un solapamiento, pues el P no tiene que esperar la terminacion de un accedo para proporcionar la nueva direccion.

    3.- FORMATOS FISICOS DE LAS MEMORIAS

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    MEMORIA DIP

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    La memoria DIP es un circuito integrado (chips), un dispositivo electrnico compuesto por un conjunto de componentes conectados permanentemente entre si e incluidos en una placa de silicio de menos 1 mm, formando un conjunto en miniatura capaz de desarrollar las mismas funciones que un circuito formados por elementos discretos.

    En un circuito integrado, los componentes activos, diodos, transistores etc., y los componentes pasivos, resistencias, condensadores, etc. est n integrados dentro de un mismo bloque llamado substrato.

    CHIPS

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    Son circuitos integrados cuyas patitas o pines se hayan en ambos lados de la c psula, formando dos lneas o hileras de pines (DIP).

    Los Chips de memoria se fabrican con capacidades de 64Kb, 256Kb y 1Mb.

    - El nmero de chips de memoria que existe fsicamente dentro del computador determina la cantidad de memoria que pueden ocupar los programas y los datos. Aunque estos puedan variar de un computador a otro.

    - Para el computador, los chips de memoria no son m s que unos pocos miles de posiciones de almacenamiento (1 Byte); cada una de las cuales tiene su propia direccin asociada.

    Modulos de memoria

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    La DRAM en general no se compra en CHIPS, sino en modulos de memoria empaquetados en dos formatos basicos SIMM y DIMM que contienen 8, 16, 32, 64 o 128 MB cada uno. Estos modulos se introducen es ranuras (slots) en la placa madre.

    SIMM (Single in line Memory Module)

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    Usualmente son ocho o nueve (SIMM con paridad) chips DIP fabricados con tecnologa DRAM y soldados en una tarjeta pequea de circuito impreso.

    El borde inferior de esta tarjeta posee contactos de oro que encajan perfectamente en zcalos (slots) especialmente diseados para ste tipo de mdulos ubicados sobre la placa madre.

    Los mdulos SIMM de memoria RAM, se fabrican con capacidades de 4, 8, 16 y 32 MB.

    En las primeras PC se usaban SIMM de 32 pines que proporcionaban cada uno 8 bits, por lo que debian ser usadas en pares en las PC de 16 bits (hasta 386SX) y en grupos de a cuatro en las de 32 bits (4 x 8 = 32 bits), pero con las 486 desaparecieron, en favor de los modulos de 72 pines que proporcionan 16 bits por lo que hay que ponerlos en pares (2 x 16 = 32 bits).

    Ahora esta ocurriendo lo mismo, con los Pentium donde estan desapareciendo los SIMM de 72 pines en favor de los DIMM de 168 pines y 32 bits.

    DIMM (Dual In line Memory Module)

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    Equivalen a dos SIMM, tienen 168 pines y en las Pentium se pueden usar de solos porque tienen 32 bits.

    Es posible combinar modulos SIMM y DIMM en una placa madre, pero bajo ciertas condiciones especiales. Un par de SIMM de 72 pines iguales (es decir de 8, 16 o 32 MB) deberan estar instalados en la ranuda (slot) 2 y un DIMM de la misma velocidad en su ranura respectiva, ademas el voltaje debera ser de 3.3 V y no 5 V como se usa normalmente en los SIMM.

    SO DIMM (Small Outline DIMM)

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    Son DIMM de 72 pines (en lugar de 168) que ocupan menos espacio y suelen usarse en portatiles.

    Los modulos de memoria son completamente independientes de los tipos. Es decir, existen modulos SIMM de memoria EDO RAM y SDRAM, asi como modulos DIMM de memoria EDO RAM y SDRAM. Lo mas habitual es que los modulos SIMM sean EDO DRAM, mientras que los DIMM suelen ser SDRAM. Lo mas recomendable es que invierta en modulos DIMM de memoria SDRAM, pues seran los mas usados proximamente. Casi todas las computadoras Pentium II tiene ranuras (slots) DIMM y soportan SDRAM. Ademas, muchas computadoras Pentium MMX poseen ranudas (slots) mixtos, por ejemplo 4 x SIMM y 2 x DIMM.

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