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Mantenimiento de Periféricos F.U-CIDCA Memorias RAM Lic. Alejandro Díaz cidca.alejandro@gmail.com cidcaclases.jimdo.com Memorias RAM Memorias primarias Cuando hablamos de la placa‐base, comentamos que la memoria interna es la que se encuentra físicamente dentro del sistema constituido por la placa‐base, o en tarjetas de circuito impreso directamente conectadas a ella. Debido a ello distinguimos memorias internas y externas (también primarias y secundarias). Dentro de este tipo de memorias (primarias o internas) distinguiremos las siguientes: Los registros del procesador Las cachés interna y externa La Memoria BIOS La Memoria RAM RAM (Random Access Memory). Éste tipo de memorias está clasificada como interna pero es una memoria fácil de remplazar y está situada fuera del procesador; es como su bloc de notas. El procesador tiene una memoria raquítica (los registros), pero una gran facilidad para manejar este almacenamiento auxiliar. De hecho, gran parte del trabajo del procesador se concreta en traer y llevar datos desde RAM hasta sus propios registros. A diferencia de los discos duros (HD) éstas memorias son de tipo temporal, es decir, sin energía pierden la información que contienen por lo tanto decimos que son memorias volátiles, para referirnos a memorias no‐volátiles haremos referencia a memorias ROM (Read Only Memory), aunque otra de las principales diferencias entre éstas dos memorias es el acceso, una nos permite la lectura‐escritura (RAM). Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 1 Estáticas: (SRAM) Éste tipo de memoria, mantiene su contenido inalterado, mientras esta esta energizado. Dinámicas: (DRAM) Las memorias dinámicas pierden su información cuando es leído y además si dejan de recibir energía. Para evitar las pérdidas de información al ser leída se restaura la información que contienen sus celdas (refresco). Como bien sabemos las memorias RAM, al igual que el resto de elementos hardware, el desarrollo de la tecnología de memorias ha sido incesante y por ello hoy en día podemos distinguir gran variedad de tipos, ya sea por su forma de conectarse a la placa‐base, funcionalidad, gestión de recursos, etc. Aquí se incluyen algunos tipos: SIMM (Single In‐line Memory Module) con 30 ó 72 contactos, módulos. DIMM (Dual In‐line Memory Module) con 168 contactos. RIMM (RAMBUS In‐line Memory Module) con 184 contactos. SIMM (Módulo de Memoria en Línea Simple): Se trata de placas de circuito impresas, con uno de sus lados equipado con chips de memoria. Existen dos tipos de módulos SIMM, según el número de conectores: Los módulos SIMM con 30 conectores (de 89x13mm) son memorias de 8 bits que se instalaban en los PC de primera generación (286, 386). Los módulos SIMM con 72 conectores (sus dimensiones son 108x25mm) son memorias capaces de almacenar 32 bits de información en forma simultánea. Estas memorias se encuentran en los PC que van desde el 386DX hasta los primeros Pentiums. En el caso de estos últimos, el procesador funciona con un bus de información de 64 bits, razón por la cual, estos ordenadores necesitan estar equipados con dos módulos SIMM. Los módulos de 30 clavijas no pueden instalarse en posiciones de 72 conectores, ya que la muesca ubicada en la parte central de los conectores imposibilitaría la conexión. Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 2 DIMM (Módulo de Memoria en Línea Doble) Son memorias de 64 bits, lo cual explica por qué no necesitan emparejamiento. Los módulos DIMM poseen chips de memoria en ambos lados de la placa de circuito impresa, y poseen a la vez, 84 conectores de cada lado, lo cual suma un total de 168 clavijas. Además de ser de mayores dimensiones que los módulos SIMM (130x25mm), estos módulos poseen una segunda muesca que evita confusiones. SO DIMM (Small Outline DIMM) Contorno pequeño, diseñados para ordenadores portátiles. Los módulos SO DIMM sólo cuentan con 144 clavijas en el caso de las memorias de 64 bits, y con 77 clavijas en el caso de las memorias de 32 bits. RIMM (Módulo de Memoria en Línea Rambus) también conocido como RD‐RAM (Rambus Dynamic Random Access Memory) DRD‐RAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory) Son memorias de 64 bits desarrolladas por la empresa Rambus. Poseen 184 clavijas. Dichos módulos poseen dos muescas de posición, con el fin de evitar el riesgo de confusión con módulos previos. Dada la alta velocidad de transferencia de que disponen, los módulos RIMM poseen una película térmica cuyo rol es el mejorar la transferencia de calor. Al igual que con los módulos DIMM, también existen módulos más pequeños, conocidos como SO RIMM (RIMM de contorno pequeño), diseñados para ordenadores portátiles. Los módulos SO RIMM poseen sólo 160 clavijas. Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 3 Memoria Caché ó 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 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. Las estrategias para determinar qué información debe de ser puesta en el caché constituyen uno de los problemas más interesantes en la ciencia de las computadoras. Algunas memorias caché están construidas en la arquitectura de los microprocesadores. Por ejemplo, el procesador Pentium II tiene una caché L2 de 512 Kbytes. 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 (así como los sectores adyacentes) 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. Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 4 • SRAM Siglas de Static Random Access Memory, es un tipo de memoria que es más rápida y fiable que la más común DRAM (Dynamic RAM). El término ‘estática’ viene derivado del hecho que necesita ser refrescada menos veces que la RAM dinámica. Los chips de RAM estática tienen tiempos de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos, mientras que las RAM dinámicas están por encima de 30, y las memorias bipolares y ECL se encuentran por debajo de 10 nanosegundos. Un bit de RAM estática se construye con un ‐‐‐ como circuito flip‐flop que permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos transistores es activado. Las RAM estáticas no precisan de circuitería de refresco como sucede con las RAMs dinámicas, pero precisan más espacio y usan mas energía. La SRAM, debido a su alta velocidad, es usada como memoria caché. • DRAM Siglas de Dynamic RAM, un tipo de memoria de gran capacidad pero que precisa ser constantemente refrescada (re‐energizada) o perdería su contenido. Generalmente usa un transistor y un condensador para representar un bit Los condensadores debe de ser energizados cientos de veces por segundo para mantener las cargas. A diferencia de los chips firmware (ROMs, PROMs, etc.) las dos principales variaciones de RAM (dinámica y estática) pierden su contenido cuando se desconectan de la alimentación. Contrasta con la RAM estática. Algunas veces en los anuncios de memorias, la RAM dinámica se indica erróneamente como un tipo de encapsulado; por ejemplo "se venden DRAMs, SIMMs y SIPs", cuando debería decirse "DIPs, SIMMs y SIPs" los tres tipos de encapsulado típicos para almacenar chips de RAM dinámica. También algunas veces el término RAM (Random Access Memory) es utilizado para referirse a la DRAM y distinguirla de la RAM estática (SRAM) que es más rápida y más estable que la RAM dinámica, pero que requiere más energía y es más cara • SDRAM Siglas de 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: Siglas de Fast 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. • EDO: Siglas de Extended Data Output, 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 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 5 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: Siglas de 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. Resumen TIPOS Las principales memorias que nos vamos a encontrar en el mercado son del tipo SDRAM "Synchronous Dinamic Random Access Memory", memoria dinámica de acceso aleatorio. Utilizan la “Tecnología DRAM que utiliza un reloj para sincronizar con el microprocesador la entrada y salida de datos en la memoria de un chip.” Dentro de este tipo nos podemos encontrar distintas variedad. Las más antiguas como SIMM y DIMM, implantadas en los equipos más antiguos. Y las más modernas, que las agrupamos dentro de la familia de las memorias DDR (DDR, DDR2, DDR3, GDDR, etc.) y que a continuación definiremos con más exactitud: GDDR – Para tarjetas gráficas GDDR: ("Graphics Double Data Rate"), la memoria integrada en las tarjetas de video es de tipo RAM. DDR – Pasado presente DDR ("Dual Data Rate"), - transmisión doble de datos -; son un tipo de memorias DRAM, las cuáles tienen los chips de memoria en ambos lados de la tarjeta y cuentan con un conector especial de 184 terminales para ranuras de la placa base: _ Velocidad de la memoria: 266MHz a 500MHz _ Capacidad 128 Mb, 256 Mb, 512 Mb y 1 Gb _ Precios: Desde los 25€ a los 55€ (aprox y según capacidades) DDR2 – Las más extendidas en la actualidad DDR2 ("Dual Data Rate 2"), - transmisión doble de datos segunda generación (este nombre es debido a que incorpora dos canales para enviar y además recibir los datos de manera simultánea); son un tipo de memorias DRAM, las cuáles tienen los chips de memoria en ambos lados de la tarjeta y cuentan con un conector especial de 240 terminales para ranuras de la placa base. _ Velocidad de la memoria de 667MHz a 1066 MHz _ Capacidad 256 Mb, 512 Mb, 1 Gb, 2 Gb, y 4 Gigabytes (Gb) _ Precios: Desde los 25€ a los 60€ (aprox y según capacidades) DDR3 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 6 DDR3 ("Dual Data Rate 3"), - transmisión doble de datos tercera generación- ; son el más moderno estándar, un tipo de memorias DRAM las cuáles tienen los chips de memoria en ambos lados de la tarjeta y cuentan con un conector especial de 240 terminales para ranuras de la placa madre: _ Velocidad de la memoria de1066MHz A 1866 MHz _ Capacidad 1 Gb, 2 Gb, 4 Gb y 6 Gb _ Precios: Desde los 30€ a los 65€ (aprox y según capacidades) La elección dependerá de las características de nuestra placa base (motherboard), en cuyo manual explica exactamente que tipo de memoria soporta. Por término general, los equipos que se han adquirido a partir de 2007-2008 suelen llevar DDR 2. Muchos expertos consideran que la DDR3 se terminará de implantar totalmente para el año 2011. Además hay placas mixtas que soportan DDR2 y DDR3 (pero no ambas a la vez). SODDR - Para portátiles: SODDR, siendo la variante de memoria DDR para computadoras portátiles. Otro tipo de memorias DDR para computadoras portátiles son las microDRR, utilizadas en ciertos modelos de portátiles de las marcas Toshiba y Sony. Otros datos que debemos tener en cuenta son: - El tipo de aplicaciones que vamos a utilizar en nuestro equipo, dependiendo de su necesidad de “consumo” de memoria. - El Sistema Operativo que va a llevar (o lleva) instalado nuestro equipo. Cada SO tiene unas “necesidades” de capacidad de memoria: _ XP (SP2) de 512 Mb a 1Gb _ Vista de 1 a 2Gb _ Windows 7 de 1 a 2Gb _ Ubuntu de 512Mb DUAL CHANNEL Consiste en la instalación de los módulos de memoria de dos en dos. Ambas deben ser del mismo tipo, capacidad, etc.… La técnica consiste en utilizar ambos módulos como si de uno sólo se tratara, pero accediendo a ellos de forma alternativa, consiguiendo un aumento del rendimiento. Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 7 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 8 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 9 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 10 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 11 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 12 Docente: Alejandro Díaz licenciado en Electrónica Página 13