Evolución de las memorias RAM

Conceptos básicos

Ordenador o Computadora

Es un dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información.

El mundo de la alta tecnología nunca hubiera existido de no ser por el desarrollo del ordenador o computadora. Toda la sociedad utiliza estas máquinas, en distintos tipos y tamaños, para el almacenamiento y manipulación de datos. Los equipos informáticos han abierto una nueva era en la fabricación gracias a las técnicas de automatización, y han permitido mejorar los sistemas modernos de comunicación. Son herramientas esenciales prácticamente en todos los campos de investigación y en tecnología aplicada.

En la actualidad existen dos tipos de ordenadores: analógicos y digitales. Sin embargo, el término ordenador o computadora suele utilizarse para referirse exclusivamente al tipo digital.

Las instalaciones que contienen elementos de ordenadores digitales y analógicos se denominan ordenadores híbridos. En un ordenador digital también pueden introducirse datos en forma analógica mediante un convertidor analógico digital, y viceversa(convertidor digital a analógico).

Componentes de un ordenador o computadora

En realidad, un ordenador digital no es una única máquina, en el sentido en el que la mayoría de la gente considera a los ordenadores. Es un sistema compuesto de cinco elementos diferenciados: una CPU (unidad central de procesamiento); dispositivo de entrada; dispositivos de almacenamiento de memoria; dispositivos de salida y una red de comunicaciones, denominada bus, que enlaza todos los elementos del sistema y conecta a éste con el mundo exterior.

Los sistemas informáticos pueden almacenar los datos tanto interna (en la memoria) como externamente (en los dispositivos de almacenamiento).

Memoria

Son los circuitos que permiten almacenar y recuperar la información. En un sentido más amplio, puede referirse también a sistemas externos de almacenamiento, como las unidades de disco o de cinta. Por lo general se refiere sólo al semiconductor rápido de almacenaje(RAM) conectado directamente al procesador.

Memoria de acceso aleatorio o RAM

Es la memoria basada en semiconductores que puede ser leída o escrita por el microprocesador u otros dispositivos de hardware. Es un acrónimo del inglés Random Access Memory, el cual es bastante inadecuado puesto a que todas las pastillas de memoria son accesibles en forma aleatoria, pero el término ya se ha arraigado. El acceso a posiciones de almacenamiento se puede realizar en cualquier orden. Actualmente la memoria RAM para computadoras personales se suele fabricar en módulos inestables llamados SIMM. Véase también Tipo de RAM.

SIMM (Single In-line Memory Module)

DIMM (Single In-line Memory Module)

Es otro tipo de encapsulado a diferencia del SIMM aparece en con un formato de 168 conectores, de unos 13 cm de longitud, los cuales pueden manejar 64 bits.

SO-DIMM (Small Outline DIMM)

Consiste en una versión compacta del módulo DIMM convencional, contando con 144 contactos y con un tamaño, de aproximadamente de la mitad de un SIMM. Se utiliza mucho en computadores portátiles.

Dispositivos de almacenamiento internos

En dispositivos de almacenamiento internos las instrucciones ó datos pueden almacenarse por un tiempo en los chips de silicio de la RAM (Random Access Memory – memoria de acceso aleatorio) montados directamente en la placa de circuito principal de la computadora, o bien en chips montados en tarjetas periféricas conectadas a la placa de circuitos principal del ordenador.

Estos chips de RAM constan de conmutadores sensibles a los cambios de la corriente eléctrica. Los chips de RAM son como pedazos de papel en los que se puede escribir, borrar y volver a utilizar.

-Micropocesadores y buses

Se le denomina microprocesador a cualquier CPU contenida en una sola pastilla, aun cuando algunas de ellas tengan la arquitectura y el poder de cómputo de pequeñas macrocomputadoras.

Se decidió tratar las CPU de una sola pastilla por una buena razón: su relación con el resto del sistema se encuentra bien definida. Una pastilla de microprocesador típica tiene entre 40 y 132 patas, a través de las cuales se establece su relación con el mundo exterior. Algunas patas envían señales de la CPU, otras aceptan señales del exterior y algunas realizan ambas funciones. Si se entiende la función de cada una de las patas, se aprende como interacciona la CPU con la memoria y los dispositivos de E/S al nivel de lógica digital.

Las patas de una pastilla de microprocesador pueden subdividirse en tres tipos: dirección, datos y control. Estas están conectadas a patas similares en las pastillas de memoria y de entrada/salida por medio de un conjunto de alambres paralelos denominados bus.

El bus sirve como enlace de comunicación compartido entre los subsistemas. Las dos principales ventajas de la organizaciónbus son el bajo costo y la versatilidad. Al definir un sencillo esquema de interconexión, se pueden añadir fácilmente nuevos dispositivos y los periféricos pueden incluso compartirse entre sistemas de computadoras que utilicen un bus común. El costo es bajo ya que un simple conjunto de cables es un camino múltiple compartido. Una razón, por la cual el diseño del bus es tan difícil, es que la máxima velocidad del bus está limitada por factores físicos: la longitud del bus y el número de dispositivos (y, por consiguiente, la carga del bus).

Los tipos basicos de memoria ram

Es posible obtener memorias semiconductoras en una amplia gama de velocidades. Sus tiempos de ciclo varían desde unos cuantos cientos de nanosegundos, hasta unas cuantas decenas de nanosegundos. Cuando se presentaron por primera vez, a fines de la década de 1960, eran mucho más costosas que las memorias de núcleo magnético que reemplazaron. Debido a los avances de la tecnología de VLSI (Very Large Scale Integration – integración a muy gran escala), el costo de las memorias semiconductoras ha descendido en forma notable.

Existen dos tipos de memoria RAM: la SRAM o RAM estática; y la DRAM o RAM dinámica.

RAM estática o SRAM

El almacenamiento en RAM estática se basa en circuitos lógicos denominados flip-flop, que retienen la información almacenada en ellos mientras haya energía suficiente para hacer funcionar el dispositivo (ya sean segundos, minutos, horas, o aún dias). Un chip de RAM estática puede almacenar tan sólo una cuarta parte de la información que puede almacenar un chip de RAM dinámica de la misma complejidad, pero la RAM estática no requiere ser actualizada y es normalmente mucho más rápida que la RAM dinámica (el tiempo de ciclo de la SRAM es de 8 a 16 veces más rápido que las SRAM). También es más cara, por lo que se reserva generalmente para su uso en la memoria de acceso aleatorio(caché).

RAM dinámica o DRAM

Las RAM dinámicas almacenan la información en circuitos integrados que contienen condensadores, que pueden estar cargados o descargados. Como éstos pierden su carga en el transcurso del tiempo, se debe incluir los circuitos necesarios para "refrescar" los chips de RAM cada pocos milisegundos, para impedir la pérdida de su información. Algunas memorias dinámicas tienen la lógica del refresco en la propia pastilla, dando así gran capacidad y facilidad de conexión a los circuitos. Estas pastillas se denominan casi estáticas. Mientras la RAM dinámica se refresca, el procesador no puede leerla. Si intenta hacerlo en ese momento, se verá forzado a esperar. Como son relativamente sencillas, las RAM dinámicas suelen utilizarse más que las RAM estáticas, a pesar de ser más lentas.

Memorias MOS

Tipos de memoria ram

Tipos de ram estática

SRAM

Static Random Access Memory – Memoria estática de acceso aleatorio Es un tipo de memoria más rápida y confiable que la DRAM. El término estática se debe a que necesita ser refrescada menos veces que la DRAM. Tienen un tiempo de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos. Un bit de RAM estática se construye con un circuito flip-flop que permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos transistores es activado. Estas memorias no precisan no precisan de los complejos circuitos de refrescamiento como sucede con las RAMs dinámicas, pero usan mucha más energía y espacio. La misma es usada como memoria caché.

Sync SRAM

Synchronous Static Random Access Memory –Es también un tipo de memoria caché. La RAM sincronizada a ráfagas ofrece datos de modo sincronizado con lo que no hay retraso en los ciclos de lectura a ráfagas, con tiempo 2-1-1-1 ciclos de reloj. El problema está en velocidades de reloj superiores a los 66 mhz, puesto que los ciclos de reloj pasan a ser de 3-2-2-2 lo que es significativamente más lento que la memoria PB SRAM la cual tiene un tiempo de acceso de 3-1-1-1 ciclos. Estos módulos están en desuso porque su precio es realmente elevado y sus prestaciones frente a la PB SRAM no son buenas por lo que se fabrican en pocas cantidades.

6.3 PB SRAM

Pipeline Burst Static Random Access Memory – Es un tipo de memoria estática pero que funciona a ráfagas mediante el uso de registrosde entrada y salida, lo que permite solapar los accesos de lectura a memoria. Es usada como caché al igual que la SRAM, y la más rápida de la actualidad con soporte para buses de 75 mhz ó superiores. Su velocidad de acceso suele ser de 4 a 8 nanosegundos.

7. Tipos de ram dinámica

7.1- DRAM

Dynamic Random Access Memory – Memoria dinámica de acceso aleatorio. Usada en PC como el 386 su velocidad de refrescamiento típica es de 80 ó 70 nanosegundos. Físicamente aparece en forma de DIMMs o de SIMMs. Opera de la siguiente manera, las posiciones de memoria están organizadas en filas y columnas. Cuando accedemos a la memoria empezamos especificando la fila, después la columna y por último decimos si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la memoria coloca los datos de esa posición en la salida si el acceso es de lectura o toma los datos y los almacena en la posición seleccionada si el acceso es de escritura.

7.2 FPM

Fast Page Memory - Memoria en modo paginado. También es llamada FPM RAM, FPM DRAM ó DRAM puesto que evoluciona directamente de ella es algo más rápida ya que su velocidad es de 70 ó 60 nanosegundos. Físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos. Con el modo pagina, la fila se selecciona una sola vez para todas las columnas dentro de la fila, dando así un rápido acceso. Usada en sistemas con velocidades de bus de 66 mhz, generalmente equipos con procesadores Pentium de 100 a 200 mhz y en algunos 486.

EDO RAM

Extended Data Output Random Access Memory – Memoria de acceso aleatorio extendida de salida de datos.Evoluciona de la Fast Page Memory mejorando el rendimiento en un 10% aproximadamente. Con un refrescamiento de 70, 60 ó 50 nanosegundos. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque también se puede encontrar en forma de DIMMs de 168 contactos. El secreto de la memoria EDO radica en una serie de latchs que se colocan a la salida de la memoria para almacenar los datos en ellos hasta que el bus de datos queda libre y pueden trasladarse a la CPU, o sea mientras la FPM puede acceder a un único byte la EDO permite mover un bloque completo de memoria. Muy común en los Pentium, Pentium Pro, AMD K6 y los primeros Pentium II.

SDRAM

Synchronous Dynamic Random Access Memory – Memoria de acceso aleatoria sincronizado. Es casi un 20 % más rápida que le EDO RAM. La SDRAM entrelaza dos o más matrices de memoria interna de tal forma que mientras se está accediendo a una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso, es capaz de sincronizar todas las señales de entrada y salida con la velocidad del reloj de sistema. Es capaz de soportar velocidades de bus de 100 mhz por lo que su refrescamiento debe ser mucho más rápido alcanzando el mismo velocidades de 10 nanosegundos. Se encuentra físicamente en módulos DIMM de 168 contactos. Este tipo de memoria es usada generalmente en los Pentium II de menos de 350 mhz y en los Celeron.

PC100 o SDRAM de 100 mhz

Teóricamente es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictas normas referentes a la calidadde los chips y diseño de los circuitos impresos establecidos por Intel para el correcto funcionamiento de la memoria, o sea para que realmente funcionen a esos 100 mhz. Es usada en los AMD K6-2,Pentium II a 350 mhz y micros aún más modernos. La memoria PC100 es la más usada en la actualidad. Hay todavía realmente una gran confusión con respecto al módulo PC100, no se sabe de que consta. Hay varios módulos que se venden hoy como PC100 pero desgraciadamente, todavía no se opera fiablemente a los 100 mhz.

BEDO RAM

Burst Extended Data Ouput Memory Random Access – Es una evolución de la EDO RAM la cual compite con la SDRAM. Lee los datos en ráfagas, lo que significa que una vez que se accede a un dato de una posición determinada de memoria se leen los tres siguientes datos en un solo ciclo de reloj por cada uno de ellos, reduciendo los tiempos de espera del procesador En la actualidad es soportada por los chipsets VIA 580VP, 590VP y 680VP. Al igual que la EDO RAM la limitación de la BEDO RAM es que no puede funcionar por encima de los 66 mhz.

Las memorias mas recientes

ESDRAM

Enhanced SDRAM – Para superar algunos de los problemas de latencia inherentes con los módulos de memoria DRAM standar, varios fabricantes han incluido una cantidad pequeña de SRAM directamente en el chip, eficazmente creando un caché en el chip. Permite tiempos de latencia más bajos y funcionamientos de 200 mhz. La SDRAM oficia como un caché dentro de la memoria. Existe actualmente un chipset que soporta este tipo de memoria, un chipset de socket 7.Una de las desventajas de estas memorias es que su valor es 4 veces mayor al de la memoria DRAM.

SLDRAM

Sysnclink DRAM - La SLDRAM es una DRAM fruto de un desarrollo conjunto y, en cuanto a la velocidad, puede representar la competencia más cercana de Rambus. Su desarrollo se lleva a cabo por un grupode 12 compañías fabricantes de memoria. La SLDRAM es una extensión más rápida y mejorada de la arquitectura SDRAM que amplía el actual diseño de 4 bancos a 16 bancos. La SLDRAM se encuentra actualmente en fase de desarrollo y se prevé que entre en fase de producciónen el 2000. El ancho de banda de SLDRAM es de los más altos 3.2GB/s y su costo no seria tan elevado.

RDRAM

La tecnología RDRAM de Rambus ofrece un diseño de interface chip a chip de sistema que permite un paso de datos hasta 10 veces más rápido que la DRAM estándar, a través de un bus simplificado. Se la encuentra en módulos RIMM los que conforman el estándar de formato DIMM pero sus pines no son compatibles. Su arquitectura está basada en los requerimientos eléctricos del Canal RAMBUS, un bus de alta velocidad que opera a una tasa de reloj de 400 MHz el cual habilita una tasa de datos de 800MHz. Por motivos comerciales se la denomina PC600, PC700 y PC800 siendo sus capacidades de transferencia las siguientes:

Rambus PC600: 2x2 bytes/ciclo x 300 Mhz = 1,20 Gb/s

Rambus PC700: 2x2 bytes/ciclo x 356 Mhz = 1,42 Gb/s

Rambus PC800: 2x2 bytes/ciclo x 400 Mhz = 1,60 Gb/s