LA MEMORIA RAM



LA MEMORIA RAM Y SUS COMPONENTES


LA MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO






DIMM normal y corriente de memoria RAM tipo DDR3 de 240 contactos.









Uso por el sistema


Se utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software. Es allí donde se cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo. Se denominan "de acceso aleatorio" porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder a la información de la manera más rápida posible. Durante el encendido del computador, la rutina POST verifica que los módulos de memoria RAM estén conectados de manera correcta. En el caso que no existan o no se detecten los módulos, la mayoría de tarjetas madres emiten una serie de pitidos que indican la ausencia de memoria principal. Terminado ese proceso, la memoria BIOS puede realizar un test básico sobre la memoria RAM indicando fallos mayores en la misma.




Nomenclatura


La expresión memoria RAM se utiliza frecuentemente para referirse a los módulos de memoria utilizados en los computadores personales y servidores. En el sentido estricto, esta memoria es solo una variedad de la memoria de acceso aleatorio: las ROM, memorias Flash, caché (SRAM), los registros en procesadores y otras unidades de procesamiento también poseen la cualidad de presentar retardos de acceso iguales para cualquier posición. Los módulos de RAM son la presentación comercial de este tipo de memoria, que se compone de circuitos integrados soldados sobre un circuito impreso independiente, en otros dispositivos como las consolas de videojuegos, la RAM va soldada directamente sobre  la placa principal.


      
4MiB de memoria RAM para un computador VAX de finales de los 70. Los integrados de memoria DRAM están agrupados arriba a derecha e izquierda.



HISTORIA

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. Esa memoria requería que cada bit estuviera almacenado en un toroide de material ferromágnetico de algunos milímetros de diámetro, lo que resultaba en dispositivos con una capacidad de memoria muy pequeña. Antes que eso, las computadoras usaban relés y líneas de retardo de varios tipos construidas 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 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.


Módulos de memoria tipo SIPP instalados directamente sobre la placa base.



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,1 mientras sus competidores las fabricaban en el empaque DIP de 22 pines. El esquema de direccionamiento2 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 las siguientes:


FPM-RAM (Fast Page Mode RAM)
Inspirado en técnicas como el "Burst Mode" usado en procesadores como el Intel 486,3 se implantó un modo direccionamiento en el que el controlador de memoria envía una sola dirección y recibe a cambio esa y varias consecutivas sin necesidad de generar todas las direcciones. Esto supone un ahorro de tiempos ya que ciertas operaciones son repetitivas cuando se desea acceder a muchas posiciones consecutivas. Funciona como si deseáramos visitar todas las casas en una calle: después de la primera vez no seria necesario decir el número de la calle únicamente seguir la misma. Se fabricaban con tiempos de acceso de 70 ó 60 ns y fueron muy populares en sistemas basados en el 486 y los primeros Pentium.

EDO-RAM (Extended Data Output RAM)
Lanzada en 1995 y con tiempos de accesos de 40 o 30 ns suponía una mejora sobre su antecesora la FPM. La EDO, también es capaz de enviar direcciones contiguas pero direcciona la columna que va utilizar mientras que se lee la información de la columna anterior, dando como resultado una eliminación de estados de espera, manteniendo activo el búffer de salida hasta que comienza el próximo ciclo de lectura.

BEDO-RAM (Burst Extended Data Output RAM)
Fue la evolución de la EDO RAM y competidora de la SDRAM, fue presentada en 1997. Era un tipo de memoria que usaba generadores internos de direcciones y accedía a más de una posición de memoria en cada ciclo de reloj, de manera que lograba un desempeño un 50% mejor que la EDO. Nunca salió al mercado, dado que Intel y otros fabricantes se decidieron por esquemas de memoria sincrónicos que si bien tenían mucho del direccionamiento MOSTEK, agregan funcionalidades distintas como señales de reloj.


Módulos formato SIMM de 30 y 72 pines, los últimos fueron utilizados con integrados tipo EDO-RAM.


Tecnologías de memoria

La tecnología de memoria actual usa una señal de sincronización para realizar las funciones de lectura-escritura de manera que siempre esta sincronizada con un reloj del bus de memoria, a diferencia de las antiguas memorias FPM y EDO que eran asíncronas. Hace más de una década toda la industria se decantó por las tecnologías síncronas, ya que permiten construir integrados que funcionen a una frecuencia superior a 66 MHz.


SDR SDRAM

Artículo principal: SDRAM
Memoria síncrona, con tiempos de acceso de entre 25 y 10 ns y que se presentan en módulos DIMM de 168 contactos. Fue utilizada en los Pentium II y en los Pentium III , así como en los AMD K6, AMD Athlon K7 y Duron. Está muy extendida la creencia de que se llama SDRAM a secas, y que la denominación SDR SDRAM es para diferenciarla de la memoria DDR, pero no es así, simplemente se extendió muy rápido la denominación incorrecta. El nombre correcto es SDR SDRAM ya que ambas (tanto la SDR como la DDR) son memorias síncronas dinámicas. Los tipos disponibles son:
PC100: SDR SDRAM, funciona a un máx de 100 MHz.
PC133: SDR SDRAM, funciona a un máx de 133 MHz.


Memorias RAM con tecnologías usadas en la actualidad.



DDR SDRAM

Artículo principal: DDR SDRAM
Memoria síncrona, envía los datos dos veces por cada ciclo de reloj. De este modo trabaja al doble de velocidad del bus del sistema, sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en módulos DIMM de 184 contactos en el caso de ordenador de escritorio y en módulos de 144 contactos para los ordenadores portátiles. Los tipos disponibles son:
PC2100 o DDR 266: funciona a un máx de 133 MHz.
PC2700 o DDR 333: funciona a un máx de 166 MHz.
PC3200 o DDR 400: funciona a un máx de 200 MHz.



DDR2 SDRAM

Artículo principal: DDR2
Módulos de memoria instalados de 256 MiB cada uno en un sistema con doble canal.
Las memorias DDR 2 son una mejora de las memorias DDR (Double Data Rate), que permiten que los búferes de entrada/salida trabajen al doble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro transferencias. Se presentan en módulos DIMM de 240 contactos. Los tipos disponibles son:
PC2-4200 o DDR2-533: funciona a un máx de 533 MHz.
PC2-5300 o DDR2-667: funciona a un máx de 667 MHz.
PC2-6400 o DDR2-800: funciona a un máx de 800 MHz.
PC2-8600 o DDR2-1066: funciona a un máx de 1066 MHz.
PC2-9000 o DDR2-1200: funciona a un máx de 1200 MHz

DDR3 SDRAM

Artículo principal: DDR3
Las memorias DDR 3 son una mejora de las memorias DDR 2, proporcionan significantes mejoras en el rendimiento en niveles de bajo voltaje, lo que lleva consigo una disminución del gasto global de consumo. Los módulos DIMM DDR 3 tienen 240 pines, el mismo número que DDR 2; sin embargo, los DIMMs son físicamente incompatibles, debido a una ubicación diferente de la muesca. Los tipos disponibles son:
PC3-8600 o DDR3-1066: funciona a un máx de 1066 MHz.
PC3-10600 o DDR3-1333: funciona a un máx de 1333 MHz.
PC3-12800 o DDR3-1600: funciona a un máx de 1600 MHz.


Módulos de memoria instalados de 256 MiB cada uno en un sistema con doble canal.


Módulos de la memoria RAM

Formato SO-DIMM.
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 Megabits. Además de DRAM, los módulos poseen un integrado que permiten la identificación de los mismos ante el computador por medio del protocolo de comunicación SPD.
La conexión con los demás componentes se realiza por medio de un área de pines en uno de los filos del circuito impreso, que permiten que el modulo al ser instalado en un zócalo apropiado de la placa base, tenga buen contacto eléctrico con los controladores de memoria y las fuentes de alimentación. Los primeros módulos comerciales de memoria eran SIPP de formato propietario, es decir no había un estándar entre distintas marcas. Otros módulos propietarios bastante conocidos fueron los RIMM, ideados por la empresa RAMBUS.
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.

Formato SO-DIMM.

Relación con el resto del sistema

Diagrama de la arquitectura de un ordenador.
Dentro de la jerarquía de memoria la RAM se encuentra en un nivel después de los registros del procesador y de las cachés en cuanto a velocidad. Los módulos de memoria se conectan eléctricamente a un controlador de memoria que gestiona las señales entrantes y salientes de los integrados DRAM. Las señales son de tres tipos: direccionamiento, datos y señales de control. En el módulo de memoria esas señales están divididas en dos buses y un conjunto misceláneo de líneas de control y alimentación, Entre todas forman el bus de memoria que conecta la RAM con su controlador:
Bus de datos: Son las líneas que llevan información entre los integrados y el controlador. Por lo general están agrupados en octetos siendo de 8,16,32 y 64 bits, cantidad que debe igualar el ancho del bus de datos del procesador. En el pasado, algunos formatos de modulo, no tenían un ancho de bus igual al del procesador.En ese caso había que montar módulos en pares o en situaciones extremas, de a 4 módulos, para completar lo que se denominaba banco de memoria, de otro modo el sistema no funciona. Esa fue la principal razón para aumentar el número de pines en los módulos, igualando al ancho de bus de procesadores como el Pentium a 64 bits, a principios de los 90.
Bus de direcciones: Es un bus en el cual se colocan las direcciones de memoria a las que se requiere acceder. No es igual al bus de direcciones del resto del sistema, ya que está multiplexado de manera que la dirección se envía en dos etapas.Para ello el controlador realiza temporizaciones y usa las líneas de control. En cada estándar de módulo se establece un tamaño máximo en bits de este bus, estableciendo un límite teórico de la capacidad máxima por módulo.
Señales misceláneas: Entre las que están las de la alimentación (Vdd, Vss) que se encargan de entregar potencia a los integrados. Están las líneas de comunicación para el integrado de presencia que sirve para identificar cada módulo. Están las líneas de control entre las que se encuentran las llamadas RAS (row address strobe) y CAS (column address strobe) que controlan el bus de direcciones, por ultimo estan las señales de reloj en las memorias sincrónicas SDRAM.
Algunos controladores de memoria en sistemas como PC y servidores se encuentran embebidos en el llamado "North Bridge" o "Puente Norte" de la placa base. Otros sistemas incluyen el controlador dentro del mismo procesador (en el caso de los procesadores desde AMD Athlon 64 e Intel Core i7 y posteriores). En la mayoría de los casos el tipo de memoria que puede manejar el sistema está limitado por los sockets para RAM instalados en la placa base, a pesar que los controladores de memoria en muchos casos son capaces de conectarse con tecnologías de memoria distintas.
Una característica especial de algunos controladores de memoria, es el manejo de la tecnología canal doble (Dual Channel), donde el controlador maneja bancos de memoria de 128 bits, siendo capaz de entregar los datos de manera intercalada, optando por uno u otro canal, reduciendo las latencias vistas por el procesador. La mejora en el desempeño es variable y depende de la configuración y uso del equipo. Esta característica ha promovido la modificación de los controladores de memoria, resultando en la aparición de nuevos chipsets (la serie 865 y 875 de Intel) o de nuevos zócalos de procesador en los AMD (el 939 con canal doble , reemplazo el 754 de canal sencillo). Los equipos de gama media y alta por lo general se fabrican basados en chipsets o zócalos que soportan doble canal o superior, como en el caso del zócalo (o socket, en inglés) 1366 de Intel, que usaba un triple canal de memoria, o su nuevo LGA 2011 que usa cuádruple canal.

Diagrama de la arquitectura de un ordenador


Detección y corrección de errores

Existen dos clases de errores en los sistemas de memoria, las fallas (Hard fails) que son daños en el hardware y los errores (soft errors) provocados por causas fortuitas. Los primeros son relativamente fáciles de detectar (en algunas condiciones el diagnóstico es equivocado), los segundos al ser resultado de eventos aleatorios, son más difíciles de hallar. En la actualidad la confiabilidad de las memorias RAM frente a los errores, es suficientemente alta como para no realizar verificación sobre los datos almacenados, por lo menos para aplicaciones de oficina y caseras. En los usos más críticos, se aplican técnicas de corrección y detección de errores basadas en diferentes estrategias:
La técnica del bit de paridad consiste en guardar un bit adicional por cada byte de datos, y en la lectura se comprueba si el número de unos es par (paridad par) o impar (paridad impar), detectándose así el error.
Una técnica mejor es la que usa ECC, que permite detectar errores de 1 a 4 bits y corregir errores que afecten a un sólo bit. Esta técnica se usa sólo en sistemas que requieren alta fiabilidad.
Por lo general los sistemas con cualquier tipo de protección contra errores tiene un costo más alto, y sufren de pequeñas penalizaciones en desempeño, con respecto a los sistemas sin protección. Para tener un sistema con ECC o paridad, el chipset y las memorias deben tener soporte para esas tecnologías. La mayoría de placas base no poseen dicho soporte.
Para los fallos de memoria se pueden utilizar herramientas de software especializadas que realizan pruebas sobre los módulos de memoria RAM. Entre estos programas uno de los más conocidos es la aplicación Memtest86+ que detecta fallos de memoria.


Memoria RAM registrada

Es un tipo de módulo usado frecuentemente en servidores, posee circuitos integrados que se encargan de repetir las señales de control y direcciones: las señales de reloj son reconstruidas con ayuda del PLL que está ubicado en el módulo mismo. Las señales de datos se conectan de la misma forma que en los módulos no registrados: de manera directa entre los integrados de memoria y el controlador. Los sistemas con memoria registrada permiten conectar más módulos de memoria y de una capacidad más alta, sin que haya perturbaciones en las señales del controlador de memoria, permitiendo el manejo de grandes cantidades de memoria RAM. Entre las desventajas de los sistemas de memoria registrada están el hecho de que se agrega un ciclo de retardo para cada solicitud de acceso a una posición no consecutiva y un precio más alto que los módulos no registrados. La memoria registrada es incompatible con los controladores de memoria que no soportan el modo registrado, a pesar de que se pueden instalar físicamente en el zócalo. Se pueden reconocer visualmente porque tienen un integrado mediano, cerca del centro geométrico del circuito impreso, además de que estos módulos suelen ser algo más altos.4
Durante el año 2006 varias marcas lanzaron al mercado sistemas con memoria FB-DIMM que en su momento se pensaron como los sucesores de la memoria registrada, pero se abandono esa tecnología en 2007 dado que ofrecía pocas ventajas sobre el diseño tradicional de memoria registrada y los nuevos modelos con memoria DDR3. 5


MEMORIA RIMM


Módulo de memoria Rambus.
RIMM, acrónimo de Rambus Inline Memory Module(Módulo de Memoria en Línea Rambus), designa a los módulos de memoria RAM que utilizan una tecnología denominada RDRAM, desarrollada por Rambus Inc. a mediados de los años 1990 con el fin de introducir un módulo de memoria con niveles de rendimiento muy superiores a los módulos de memoria SDRAM de 100 MHz y 133 MHz disponibles en aquellos años.
Los módulos RIMM RDRAM cuentan con 184 pines y debido a sus altas frecuencias de trabajo requieren de difusores de calor consistentes en una placa metálica que recubre los chips del módulo. Se basan en un bus de datos de 16 bits y están disponibles en velocidades de 300MHz (PC-600), 356 Mhz (PC-700), 400 MHz (PC-800) y 533 Mhz (PC-1066) que por su pobre bus de 16 bits tenía un rendimiento 4 veces menor que la DDR. La RIMM de 533MHz tiene un rendimiento similar al de un módulo DDR133, a pesar de que sus latencias son 10 veces peores que la DDR.
Inicialmente los módulos RIMM fueron introducidos para su uso en servidores basados en Intel Pentium 4. Rambus no manufactura módulos RIMM si no que tiene un sistema de licencias para que estos sean manufacturados por terceros siendo Samsung el principal fabricante de éstos.
A pesar de tener la tecnología RDRAM niveles de rendimiento muy superiores a la tecnología SDRAM y las primeras generaciones de DDR RAM, debido al alto costo de esta tecnología no tuvo gran aceptación en el mercado de PC. Su momento álgido tuvo lugar durante el periodo de introducción del Pentium 4 para el cual se diseñaron las primeras placas base, pero Intel ante la necesidad de lanzar equipos más económicos decidió lanzar placas base con soporte para SDRAM y más adelante para DDR RAM desplazando esta última tecnología a los módulos RIMM del mercado que ya no ofrecían ninguna ventaja.


Módulo de memoria Rambus.


Memoria de solo lectura

La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite solo la lectura de la información y no su escritura, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía.
Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rápida o fácil. 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, como los programas que ponen en marcha el ordenador y realizan los diagnósticos.
En su sentido más estricto, se refiere solo 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 de ninguna forma. Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y volver a programar varias veces, aún siendo descritos como "memoria de solo lectura" (ROM). La razón de que se las continúe llamando así es que 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 lo cual las antiguas máscaras ROM no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007.

En su sentido más estricto, se refiere solo 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 de ninguna forma. Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y volver a programar varias veces, aún siendo descritos como "memoria de solo lectura" (ROM). La razón de que se las continúe llamando así es que 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 lo cual las antiguas máscaras ROM no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007.





Historia

El tipo más simple de ROM en estado sólido 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 solo se pueden programar durante la fabricación. Esto acarrea serias desventajas:
1º-Solo es económico comprarlas en grandes cantidades, ya que el usuario contrata fundiciones para producirlas según sus necesidades.
2º-El tiempo transcurrido entre completar el diseño de la máscara y recibir el resultado final es muy largo.
3º-No son prácticas para I+D por el hecho de que los desarrolladores necesitan cambiar el contenido de la memoria mientras refinan un diseño.
4º-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 solo lectura programable (PROM). Inventada en 1956, permitía a los usuarios modificarla solo 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 solo 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.
Todas estas tecnologías mejoraron la versatilidad y flexibilidad de la ROM, pero lo hicieron a expensas de un alto incremento del costo por chip. Por eso las máscaras ROM se mantuvieron como la solución económica durante bastante tiempo. Esto fue así aproximadamente hasta el año 2000, cuando el precio de las memorias reprogramables hubo descendido lo suficiente como para comenzar a desplazar a las ROM no reprogramables del mercado.


El producto más reciente es la memoria NAND, otra vez desarrollada por Toshiba. Los diseñadores rompieron explícitamente con las prácticas del pasado, afirmando que enfocaba "ser un reemplazo de los discos duros", más que tener el tradicional uso de la ROM como una forma de almacenamiento primario no volátil. En 2007, NAND ha avanzado bastante en su meta, ofreciendo un rendimiento comparable al de los discos duros, una mejor tolerancia a los shocks físicos, una miniaturización extrema (como por ejemplo memorias USB y tarjetas de memoria MicroSD), y un consumo de potencia mucho más bajo.

     
 La primera EPROM, Intel 1702.                 PROM D23128C en la plaqueta de una Sinclair ZX spectrun.


  Uso para almacenamiento de software

Los ordenadores domésticos a comienzos de los años 1980 venían con todo su sistema operativo en ROM. No había otra alternativa razonable ya que las unidades de disco eran generalmente opcionales. La actualización a una nueva versión significa usar un soldador o un grupo de interruptores DIP y reemplazar el viejo chip de ROM por uno nuevo. Actualmente los sistemas operativos en general ya no van en ROM. Todavía los ordenadores pueden dejar algunos de sus programas en memoria ROM, pero incluso en este caso, es más frecuente que vaya en memoria flash. Los teléfonos móviles y los asistentes personales digitales (PDA) suelen tener programas en memoria ROM (o por lo menos en memoria flash).
Algunas de las videoconsolas que usan programas basados en la memoria ROM son la Super Nintendo, la Nintendo 64, la Sega Mega Drive o la Game Boy. Estas memorias ROM, pegadas a cajas de plástico aptas para ser utilizadas e introducidas repetidas veces, son conocidas como cartuchos. Por extensión la palabra ROM puede referirse también a un archivo de datos que contenga una imagen del programa que se distribuye normalmente en memoria ROM, como una copia de un cartucho de videojuego.   



Velocidad de lectura

Uso para almacenamiento de datos
Como la ROM no puede ser modificada (al menos en la antigua versión de máscara), solo resulta apropiada para almacenar datos que no necesiten ser modificados durante la vida de este dispositivo. Con este fin, la ROM se ha utilizado en muchos ordenadores para guardar tablas de consulta, utilizadas para la evaluación de funciones matemáticas y lógicas. Esto era especialmente eficiente cuando la unidad central de procesamiento era lenta y la ROM era barata en comparación con la RAM. De hecho, una razón de que todavía se utilice la memoria ROM para almacenar datos es la velocidad, ya que los discos siguen siendo más lentos. Y lo que es aún más importante, no se puede leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio disco. Por lo tanto, la BIOS, o el sistema de arranque oportuno del PC normalmente se encuentran en una memoria ROM.
No obstante, el uso de la ROM para almacenar grandes cantidades de datos ha ido desapareciendo casi completamente en los ordenadores de propósito general, mientras que la memoria Flash ha ido ocupando este puesto.

Memoria de solo lectura conteniendo el BIOS de una vieja placa madre.


Aunque la relación relativa entre las velocidades de las memorias RAM y ROM ha ido variando con el tiempo, desde el año 2007 la RAM es más rápida para la lectura que la mayoría de las ROM, razón por la cual el contenido ROM se suele traspasar normalmente a la memoria RAM, desde donde es leída cuando se utiliza.
Velocidad de escritura
Para los tipos de ROM que puedan ser modificados eléctricamente, la velocidad de escritura siempre es mucho más lenta que la velocidad de lectura, pudiendo requerir voltaje excepcionalmente alto, movimiento de jumpers para habilitar el modo de escritura, y comandos especiales de desbloqueo. Las memorias Flash NAND logran la más alta velocidad de escritura entre todos los tipos de memoria ROM reprogramable, escribiendo grandes bloques de celdas de memoria simultáneamente, y llegando a 15 MB/s.


LOS MODULOS SIM

SIMM
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.


    



Historia

En los tiempos de la Computadora doméstica y del computador personal, los circuitos integrados de memoria (por lo general DIP de 14 o 16 pines) se soldaban o se insertaban en zócalos sobre la tarjeta madre como cualquier otro componente de la misma. Esto suponía el uso de un área muy grande ya que los integrados iban colocados uno al lado del otro, además que en el caso de un fallo, la reparación era difícil o imposible condenando toda la placa. La actualización de memoria no se contemplaba en equipos individuales, dado que el mercado de memoria no era tan común. Con el desarrollo de nuevas tarjetas madre se hicieron claras esas desventajas y en un principio se plantearon formatos SIPP (no estándar en computadores 80286) que fueron las primeras presentaciones modulares de memoria RAM y el antecedente directo de las SIMM.
Skip Coppola propuso durante su estancia en IBM usar un SIPP de 3,5 pulgadas sin los pines que tan fácilmente se quebraban. IBM los adopta como estándar en su gama IBM Personal System/2, y se extienden a todos los compatibles con CPU Intel 80286 e Intel 80386. Es también adoptado por Apple para sus Mac (el Macintosh IIfx usa unos SIMMs no estándar de 64 pines, y la VRAM de los Macintosh LC de 68), y más tardíamente por Atari (en los Atari STe y Atari MEGA STe, aunque de los primeros existen unos pocos con SIPPs en lugar de SIMMs) y Commodore para los Amiga (los fabricantes de ampliaciones lo hicieron mucho antes). Se construyen de 8 chips + uno de paridad (9 bits) o sin paridad (8 bits, con el ahorro de un chip, pero menor fiabilidad), mayoritariamente de doble cara, y con capacidades de 256 kB, 1 MB, 4 MB, 16 MB. En algunos sistemas debían usarse a pares ya que cada banco de memoria estaba integrado por dos módulos.
Su gran ventaja es que elimina casi la mitad de la placa madre, convierte los conectores en independientes del formato de chip de memoria utilizado, y aporta más seguridad a la hora del mantenimiento y las ampliaciones. Vienen además nominados en Bytes en lugar de en bits como los chips de memoria. Las primeras placas requieren insertarlos a presión, pero al poco se generaliza el formato actual de inserción por giro.
La aparición del Intel 80486 trae también el paso al nuevo formato de 108 mm (4,25 pulgadas) y 72 pines. Esto era debido a que en un 386/486 era necesario instalar 4 SIMMs de 30 pines para completar una bancada de memoria. Dicha bancada podía sustituirse por un sólo DIMM de 72 pines (dos en los equipos Pentium) lo que permitió conservar el factor de forma Baby AT en las placas madre pese a cuadruplicarse la capacidad de memoria. Se fabrican con memoria EDO/FPM/ECC y capacidades de 1 MB, 2 MB, 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB (estos últimos sólo usados en servidores).
El factor de forma de memoria RAM utilizado en PC es una presentación de los módulos de memoria que fue utilizado en los sistemas cuyos buses de datos eran de 32 bits o menos. A partir del uso de buses de 64 bits han sido reemplazados por los DIMM, que son el nuevo factor de forma estándar para los módulos de memoria usados en ordenadores personales, en los que la capacidad de almacenamiento ya se mide en gigabytes.
Un PC usa tanto memoria de nueve bits (ocho bits para datos y un bit para chequeo, o control, de paridadad, en 9 chips de memoria RAM dinámica) como memoria de ocho bits sin paridad.




LA MEMORIA DIMM

    DIMM proviene de ("Dual In line Memory Module"), lo que traducido significa módulo de memoria de línea dual (este nombre es debido a que sus contactos de cada lado son independientes, por lo tanto el contacto es doble en la tarjeta de memoria): son un tipo de memorias DRAM (RAM de celdas construidas a base de capacitores), las cuáles pueden tener chips de memoria en ambos lados de la tarjeta ó solo de un lado, cuentan con un conector especial de 168 terminales para ranuras de la tarjeta principal (Motherboard). Cabe destacar que la característica de las memorias de línea dual, es precursora de los estándares modernos RIMM y DDR-X), por ello no es de extrañarse que también se les denomine DIMM - SDRAM tipo RIMM ó DIMM - SDRAM DDR-X.

      SDRAM proviene de (Synchronous Dynamic Random Access Memory), memoria de acceso aleatorio sincrónico, esto significa que existe un cierto tiempo entre el cambio de estado de la misma sincronizado con el reloj y bus del sistema, en la práctica se le denomina solo DIMM.

Reemplazaron a las memorias RAM tipo SIMM ("Single In line Memory Module").

Las memorias DIMM - SDRAM fueron reemplazadas por las memorias tipo RIMM ("Rambus Inline Memory Module") y las memorias tipo DDR ("Double Data Rate").

                       
DDR SDRAM

DDR (Double Data Rate) significa doble tasa de transferencia de datos en español. Son módulos de memoria RAM compuestos por memorias sincrónicas (SDRAM), disponibles en encapsulado DIMM, que permite la transferencia de datos por dos canales distintos simultáneamente en un mismo ciclo de reloj. Los módulos DDR soportan una capacidad máxima de 1 GiB (1 073 741 824 bytes).
Fueron primero adoptadas en sistemas equipados con procesadores AMD Athlon.Intel con su Pentium 4 en un principio utilizó únicamente memorias RAMBUS, más costosas. Ante el avance en ventas y buen rendimiento de los sistemas AMD basados en DDR SDRAM, Intel se vio obligado a cambiar su estrategia y utilizar memoria DDR, lo que le permitió competir en precio. Son compatibles con los procesadores de Intel Pentium 4 que disponen de un Front Side Bus (FSB) de 64 bits de datos y frecuencias de reloj internas que van desde los 200 a los 400 MHz.


Se utiliza la nomenclatura PCxxxxx, dónde se indica el ancho de banda del módulo y pueden transferir un volumen de información de 8 bytes en cada ciclo de reloj a las frecuencias descritas. Un ejemplo de cálculo para PC1600:
100 MHz x 2 Datos por Ciclo x 8 B = 1600 MB/s = 1 600 000 000 bytes/s
Muchas placas base permiten utilizar estas memorias en dos modos de trabajo distintos:
Single Memory Channel: Todos los módulos de memoria intercambian información con el bus a través de un sólo canal, para ello sólo es necesario introducir todos los módulos DIMM en el mismo banco de slots.
Dual Memory Channel: Se reparten los módulos de memoria entre los dos bancos de slots diferenciados en la placa base, y pueden intercambiar datos con el bus a través de dos canales simultáneos, uno para cada banco.

Módulo de memoria DDR.


Chips y Módulos

Nombre estándarVelocidad del relojTiempo entre señalesVelocidad del reloj de E/SDatos transferidos por segundoNombre del móduloMáxima capacidad de transferencia
DDR-200 (2001)100 MHz10 ns100 MHz200 millonesPC16001600 MB/s
DDR-266 (2002)133 MHz7,5 ns133 MHz266 millonesPC21002133 MB/s
DDR-300 (2003)150 MHz7-ns150 MHz300 millonesPC24002400 MB/s
DDR-333 (2004)166 MHz6 ns166 MHz337,5 millonesPC27002667 MB/s
DDR-366(2004)183 MHz5,5 ns183 MHz366 millonesPC30002933 MB/s
DDR-400 (2004)200 MHz5 ns200 MHz400 millonesPC32003200 MB/s
DDR-433 (2004)216 MHz4,6 ns216 MHz433 MillonesPC35003500 MB/s
DDR-466 (2004)233 MHz4,2 ns233 MHz466 millonesPC37003700 MB/s
DDR-500 (2004)250 MHz4 ns250 MHz500 millonesPC40004000 MB/s
DDR-533 (2004)266 MHz3,7 ns266 MHz533 millonesPC43004264 MB/s



No hay diferencia arquitectónica entre los DDR SDRAM diseñados para diversas frecuencias de reloj, por ejemplo, el PC-1600 (diseñado para correr a 100 MHz) y el PC-2100 (diseñado para correr a 133 MHz). El número simplemente señala la velocidad en la cual el chip está garantizado para funcionar. Por lo tanto el DDR SDRAM puede funcionar a velocidades de reloj más bajas para las que fue diseñado (underclock) o para velocidades de reloj más altas para las que fue diseñado (overclock).
Los DIMMs DDR SDRAM tienen 184 pines (en comparación con los 168 pines en el SDRAM, o los 240 pines en el DDR2 SDRAM), y pueden ser diferenciados de los DIMMs SDRAM por el número de muescas (el DDR SDRAM tiene una, y el SDRAM tiene dos). El DDR SDRAM funciona con un voltaje de 2,5 V, comparado a 3,3 V para el SDRAM. Esto puede reducir perceptiblemente el uso de energía. Nota: algunos DIMMs tiene un voltaje nominal de 2,6 o 2,7 V.1
Muchos chips nuevos usan estos tipos de memoria en configuraciones Dual Channel, lo que dobla o cuadruplica el ancho de banda efectivo.



DDR2 SDRAM

DDR2 es un tipo de memoria RAM. Forma parte de la familia SDRAM de tecnologías de memoria de acceso aleatorio, que es una de las muchas implementaciones de la DRAM.

Los módulos DDR2 son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo, es decir 2 de ida y 2 de vuelta en un mismo ciclo mejorando sustancialmente el ancho de banda potencial bajo la misma frecuencia de una DDR SDRAM tradicional (si una DDR a 200 MHz reales entregaba 400 MHz nominales, la DDR2 por esos mismos 200 MHz reales entrega 800 MHz nominales). Este sistema funciona debido a que dentro de las memorias hay un pequeño buffer que es el que guarda la información para luego transmitirla fuera del módulo de memoria, este buffer en el caso de la DDR convencional trabajaba tomando los 2 bits para transmitirlos en 1 sólo ciclo, lo que aumenta la frecuencia final. En las DDR2, el buffer almacena 4 bits para luego enviarlos, lo que a su vez redobla la frecuencia nominal sin necesidad de aumentar la frecuencia real de los módulos de memoria.
Las memorias DDR2 tienen mayores latencias que las conseguidas con las DDR convencionales, cosa que perjudicaba su rendimiento. Reducir la latencia en las DDR2 no es fácil. El mismo hecho de que el buffer de la memoria DDR2 pueda almacenar 4 bits para luego enviarlos es el causante de la mayor latencia, debido a que se necesita mayor tiempo de "escucha" por parte del buffer y mayor tiempo de trabajo por parte de los módulos de memoria, para recopilar esos 4 bits antes de poder enviar la información.

Un módulo DDR2 de 1 GB con disipador

Características

Las memorias DDR2 son una mejora de las memorias DDR (Double Data Rate), que permiten que los búferes de entrada/salida trabajen al doble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro transferencias.
Operan tanto en el flanco alto del reloj como en el bajo, en los puntos de 0 voltios y 1,8 voltios, lo que reduce el consumo de energía en aproximadamente el 50 por ciento del consumo de las DDR, que trabajaban a 0 voltios y a 2,5.
Terminación de señal de memoria dentro del chip de la memoria ("Terminación integrada" u ODT) para evitar errores de transmisión de señal reflejada.

Módulos

Para usar en PC, las DDR2 SDRAM son suministradas en tarjetas de memoria DIMM con 240 pines y una localización con una sola ranura. Las tarjetas DIMM son identificadas por su máxima capacidad de transferencia, llamado ancho de banda.






Historia


En febrero de 2009, Samsung Electronics anunció un chip prototipo de 512 MiB a 1.066 MHz (la misma velocidad de bus frontal del Pentium 4 Extreme Edition más rápido) con una reducción de consumo de energía de un 40% comparado con los actuales módulos comerciales DDR2, debido a la tecnología de 80 nanómetros usada en el diseño del DDR3 que permite más bajas corrientes de operación y tensiones (1,5 V, comparado con los 1,8 del DDR2 ó los 2,5 del DDR). Dispositivos pequeños, ahorradores de energía, como computadoras portátiles quizás se puedan beneficiar de la tecnología DDR3.
Teóricamente, estos módulos pueden transferir datos a una tasa de reloj efectiva de 800-2600 MHz, comparado con el rango actual del DDR2 de 400-1200 MHz ó 200-533 MHz del DDR. Existen módulos de memoria DDR y DDR2 de mayor frecuencia pero no estandarizados por JEDEC.
Si bien las latencias típicas DDR2 fueron 5-5-5-15 para el estándar JEDEC, para dispositivos DDR3 son 7-7-7-20 para DDR3-1066 y 7-7-7-24 para DDR3-1333.
Los DIMMs DDR3 tienen 240 contactos, es el mismo número que DDR2; sin embargo, los DIMMs son físicamente incompatibles, debido a una ubicación diferente de la muesca.






DDR3 SDRAM




 DDR3 es un tipo de memoria RAM. Forma parte de la familia SDRAM de tecnologías de memoria de acceso aleatorio, que es una de las muchas implementaciones de la SDRAM.
El principal beneficio de instalar DDR3 es la habilidad de poder hacer transferencias de datos más rápido,y con esto nos permite obtener velocidades de transferencia y velocidades de bus más altas que las versiones DDR2 anteriores. Sin embargo, no hay una reducción en la latencia, la cual es proporcionalmente más alta. Además la DDR3 permite usar integrados de 512 MB a 8 GB, siendo posible fabricar módulos de hasta 16 GiB. También proporciona significativas mejoras en el rendimiento en niveles de bajo voltaje, lo que lleva consigo una disminución global de consumo eléctrico.
Se prevé que la tecnología DDR3 puede ser dos veces más rápida que la DDR2 y el alto ancho de banda que promete ofrecer DDR3 es la mejor opción para la combinación de un sistema con procesadores dual-core, quad-core y hexaCore (2, 4 y 6 núcleos por microprocesador). Las tensiones más bajas del DDR3 (1,5 V frente 1,8 V de DDR2) ofrecen una solución térmica y energética más eficientes.






       








SIPP.jpg     








LA MEMORIA SIPP


SIPP es el acrónimo inglés de Single In-line Pin Package (Paquete de Pines en Línea Simple) y consiste en un circuito impreso (también llamado módulo) en el que se montan varios chips de memoria RAM, con una disposición de pines correlativa (de ahí su nombre). Tiene un total de 30 pines a lo largo del borde del circuito, que encajan con las ranuras o bancos de conexión de memoria de la placa base del ordenador, y proporciona 8 bits por módulo. Se usó en sistemas 80286 y fueron reemplazadas por las SIMM, más fáciles de instalar y que proporcionan 8 o 32 bits por módulo (según si son de 30 o de 72 contactos).













TABLA DE ESTANDAR DDR3 SDRAM
Nombre estándarVelocidad del relojTiempo entre señalesVelocidad del reloj de E/SDatos transferidos por segundoNombre del móduloMáxima capacidad de transferencia
DDR3-1066133 MHz7,5 ns533 MHz1066 MillonesPC3-85008530 MB/s
DDR3-1200150 MHz6,7 ns600 MHz1200 MillonesPC3-96009600 MB/s
DDR3-1333166 MHz6 ns667 MHz1333 MillonesPC3-1070010664 MB/s
DDR3-1375170 MHz5,9 ns688 MHz1375 MillonesPC3-1100011000 MB/s
DDR3-1466183 MHz5,5 ns733 MHz1466 MillonesPC3-1170011700 MB/s
DDR3-1600200 MHz5 ns800 MHz1600 MillonesPC3-1280012800 MB/s
DDR3-1866233 MHz4,3 ns933 MHz1866 MillonesPC3-1490014930 MB/s
DDR3-2000250 MHz4 ns1000 MHz2000 MillonesPC3-1600016000 MB/s























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