Memorias Ram y Cache

Historia de las memorias RAM

A lo largo de la historia, la humanidad, siempre ha tenido la necesidad de trabajar con datos. Por supuesto, el mundo de la programación en la computación no podía ser menos. E igual que con todo, los comienzos resultaron ser rudimentarios, cuando menos, teniendo que mover la información bit a bit. Mejorando esto, pasamos a formar palabras, los bytes, automatizando el proceso. Derivado de estos comienzos, acabamos con el diseño de la tabla ASCII, que asignaba 1 valor a cada una de las 256 posibles combinaciones de una red de 16x16 bytes.

Sin embargo, el proceso seguía siendo demasiado lento, además de poco productivo, pues los programadores no veían los resultados "en pantalla", si no que tenían que imprimir el estado del programa. Con el paso del tiempo, pasamos de depender de tarjetas perforadas a memorias de acceso secuencial, que tenían que ser leídas de principio a fin. Y en diferencia con estas cintas de memoria, surgió nuestra RAM, o "Memoria de Acceso Aleatorio" (Random Access Memory).

Tipos de memoria RAM    

VRAM 
Siglas de Vídeo RAM, una memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo. A diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo que un procesador gráfico suministra nuevos datos. VRAM permite mejores rendimientos gráficos aunque es más cara que la una RAM normal.

SIMM
Siglas de Single In line Memory Module, un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa madre o en la placa de memoria. Los SIMMs son más fáciles de instalar que los antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en bytes en lugar de bits.

Hay de dos tipos de 30 y de 72 pines. Los de 30 vienen en capacidades de 256K y 1Mb y ya casi no se usan. Los de 72 vienen en versiones de 4, 8, 16, 32 . Su principal desventaja: trabajan en pares.

DIMM
Siglas de Dual In line Memory Module, un tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y usa generalmente un conector de 168 contactos. No se pueden mesclar DIMM y SIMM.

DIP
Siglas de Dual In line Package, un tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado.

RAM Disk 
Se refiere a la RAM que ha sido configurada para simular un disco duro. Se puede acceder a los ficheros de un RAM disk de la misma forma en la que se acceden a los de un disco duro. Sin embargo, los RAM disk son aproximadamente miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles para aplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco.

Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su contenido una vez que la computadora es apagada. Para usar los RAM Disk se precisa copiar los ficheros desde un disco duro real al inicio de la sesión y copiarlos de nuevo al disco duro antes de apagar la máquina. Observe que en el caso de fallo de alimentación eléctrica, se perderán los datos que huviera en el RAM disk. El sistema operativo DOS permite convertir la memoria extendida en un RAM Disk por medio del comando VDISK, siglas de Virtual DISK, otro nombre de los RAM Disks.

Memoria Caché ó RAM Caché (La memoria cache es otro tipo de memoria RAM)

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 tambien 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 estan 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.

SRAM
Siglas de StaticRandom 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 circuiteria 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 tr1ansistor 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 deberia decirse “DIPs, SIMMs y SIPs” los tres tipos de encapsulado típicos para almacenar chips de RAM dinámica.

Tambien 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. Este tipo de memoria se conecta al reloj del sistema y está diseñada para ser capaz de leer o escribir a un ciclo de reloj por acceso, es decir, sin estados de espera intermedios. 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. También conocido como DDR DRAM o DDR SDRAM (DoubleData 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 comun 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 leido 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 tambien 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 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 ‘tuberia’ conceptual con todas las fases del ‘pipe’ procesando simultáneamente. Por ejemplo, mientras una instrucción se está ejecutándo, la computadora está decodificando la siguiente instrucción. En procesadores vectoriales, pueden procesarse simultáneamente varios pasos de operaciones de coma flotante.

Actualidad

Definición de memoria tipo DDR

     También llamada memoria DDR1, las siglas DDR provienen de ("Dual Data Rate"), lo que traducido significa transmisión doble de datos (este nombre es debido a que incorpora dos canales para enviar los datos de manera simultánea): son un tipo de memorias DRAM (RAM de celdas construidas a base de capacitores), 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 tarjeta principal (Motherboard). También se les denomina DIMM tipo DDR, debido a que cuentan con conectores físicamente independientes por ambas caras como el primer estándar DIMM

Creadas a principios del año 2000, nacen como el sucesor directo de las memorias SDRAM ya que producto de que los computadores se volvían mas populares y mas complicados, y por lo tanto, la complejidad y frecuencia de las solicitudes a la memoria aumentaban.

Características generales de la memoria DDR

    + Todos las memorias DDR cuentan con 184 terminales.

    + Cuentan con una muesca en un lugar estratégico del conector, para que al insertarlas, no haya riesgo de colocarlas de manera incorrecta.

    + La medida del DDR mide 13.3 cm. de largo X 3.1 cm. de alto y 1 mm.de espesor.

    + Como sus antecesores (excepto la memoria RIMM), pueden estar ó no ocupadas todas sus ranuras para memoria.

  Partes que componen la memoria DDR

     Los componentes son visibles, ya que no cuenta con cubierta protectora; son básicamente los siguientes:

1.-  Tarjeta: es una placa plástica sobre la cuál están soldadas los componentes de la memoria.

2.-Chips: son módulos de memoria volátil.

3.- Conector (184 terminales): base de la memoria que se inserta en la ranura especial para memoria DDR.

4.- Muesca: indica la posición correcta dentro de la ranura de memoria DDR.

DDR

• Voltaje de 2.5 Volts.
• Velocidad de reloj que va desde los 100Mhz hasta los 200Mhz.

DDR2

• Creadas en el año 2003 corresponden a la segunda generación de las memorias DDR.
• Velocidad de bus de datos corre dos veces más rápida que las DDR, duplicando rendimiento de procesamiento en memoria.
• Posee un voltaje de 1.8 Volts.
• De 240 pines.
• Cuadruplican la velocidad de la SDRAM.

DDR3

• Posee un voltaje de 1.5 Volts.
• De 240 pines,.
• 8 veces mas rápidas que las SDRAM.