Fundamentos de memoria (Hardware)

Introducción

En estos días, no importa cuánta memoria tenga la computadora, nunca parece ser la suficiente. No hace mucho tiempo, no se escuchaba que para una PC (Computadora Personal) fuera posible tener 1 ó 2 MB (megabytes) de memoria. Ahora, la mayoría de los sistemas requieren 64MB para ejecutar las aplicaciones básicas. Y hasta 256MB o más, si se necesita para un desempeño óptimo cuando se utilizan programas gráficos y de multimedios.

Como una indicación de la forma en que han cambiado muchas cosas en las últimas dos décadas, considere esto: en 1981, hablando de la memoria de la computadora, Bill Gates dijo, "640K (apenas la mitad de un megabyte) deberá ser suficiente para cualquiera".

Para algunos, la ecuación de la memoria es simple: mientras más mejor; mientras menos peor. Sin embargo, para aquellos que quieren saber, esta referencia contiene respuestas a las preguntas más comunes y mucho, mucho más.

Memoria

Componente del hardware en el que se almacena la información procesada por el ordenador. La memoria puede estar constituida físicamente por:

Un conjunto de circuitos electrónicos, en cuyo caso estaremos haciendo referencia a la memoria interna.

Dispositivos que se basan en alguna propiedad física estable del medio para guardar la información: propiedades ópticas, magnéticas o dieléctricas. En este segundo caso se hace referencia a la memoria externa.

Su definición es: almacenes internos en el ordenador. El término memoria identifica el almacenaje de datos que viene en forma chips, y el almacenaje de la palabra se utiliza para la memoria que existe en las cintas o los discos. Por otra parte, el término memoria se utiliza generalmente como taquigrafía para la memoria física, que refiere a los chips reales capaces de llevar a cabo datos. Algunos ordenadores también utilizan la memoria virtual, que amplía memoria física sobre un disco duro.

Cada ordenador viene con cierta cantidad de memoria física, referida generalmente como memoria principal o RAM. Se puede pensar en memoria principal como arreglo de celdas de memoria, cada una de los cuales puede llevar a cabo un solo byte de información.

Un ordenador que tiene 1 megabyte de memoria puede llevar a cabo cerca de 1 millón de bytes (o caracteres) de la información.

La memoria funciona de manera similar a un juego de cubículos divididos usados para clasificar la correspondencia en la oficina postal. A cada bit de datos se asigna una dirección. Cada dirección corresponde a un cubículo (ubicación) en la memoria.

Para guardar información en la memoria, el procesador primero envía la dirección para los datos. El controlador de memoria encuentra el cubículo adecuado y luego el procesador envía los datos a escribir.

Para leer la memoria, el procesador envía la dirección para los datos requeridos. De inmediato, el controlador de la memoria encuentra los bits de información contenidos en el cubículo adecuado y los envía al bus de datos del procesador.

La diferencia entre memoria y almacenamiento

Con frecuencia, la gente confunde los términos memoria y almacenamiento, especialmente cuando describen la cantidad que tienen de cada uno de ellos. El término memoria se refiere a la cantidad de RAM instalado en la computadora, mientras el término almacenamiento se refiere a la capacidad del disco duro de la computadora. Para aclarar esta confusión común, ayuda el comparar a la computadora con una oficina que tiene un escritorio y un archivero.

El archivero representa el disco duro de la computadora, que proporciona almacenamiento para todos los archivos e información que necesita en la oficina. Cuando llega a trabajar toma los archivos que necesita ver que están en almacenamiento y los pone en el escritorio para tener un acceso fácil mientras trabaja en ellos. El escritorio es como la memoria de la computadora: mantiene la información.

Considere la metáfora del escritorio y el archivero por un momento. Imagínese como sería si cada vez que quisiera ver un documento o carpeta tuviera que sacarlo del archivero. Esto haría mucho más lento el trabajo, sin mencionar que lo volvería loco. Sin el espacio adecuado en el escritorio, nuestra metáfora para la memoria, usted puede distribuir los documentos que va usar y obtener información de éstos inmediatamente, con frecuencia sólo con un vistazo. Aquí hay otra diferencia importante entre memoria y almacenamiento: la información almacenada en el disco duro permanece intacta, incluso cuando se apaga la computadora. Sin embargo, si se apaga la computadora, se pierden los datos que se mantengan en la memoria. En la metáfora del espacio en el escritorio, es como si se tirara cualquier archivo que se deje sobre el escritorio cuando termina su jornada de trabajo.

Áreas de la memoria

MEMORIA CONVENCIONAL

También denominada memoria base, constituye el espacio direccionable clásico de 640K asignado a la RAM para DOS y las aplicaciones. Si el ordenador no tiene instaladas las 640K, la ampliación no puede ser más sencilla y justificada.

Viene delimitada por la capacidad de direccionamiento de memoria de la CPU y la capacidad de manejo de memoria que sea capaz de realizar el S.O. que gestiona el sistema. Por ejemplo: los microprocesadores Intel 8088 sólo podían direccional un máximo de 1 Mb., y las 80486 pueden manejar hasta 4 Gb., por lo que los sistemas operativos como Windows han previsto esta posibilidad y han sido capaces de manejar esa cantidad de memoria.

Se divide a su vez en:

MEMORIA BAJA

Es el área de memoria del sistema, que ocupa las primeras direcciones de la memoria convencional y esta ocupada por las tablas de vectores de las interrupciones, las rutinas de la ROM – BIOS y la parte residente del sistema operativo.

MEMORIA ALTA ("High Memory Area" o HMA)

Es un espacio adicional disponible en la mayoría de ordenadores 80286 y posteriores, que existe por una peculiaridad de las CPUs de Intel. Las aplicaciones para DOS y PC pueden utilizar registros internos de un chip para hacer referencia a casi 64K (menos 16 bytes) de memoria más de la que puede direccionar una CPU 8086 ó 8088.

Es la zona en la que se sitúan los códigos de los programas ejecutables y los datos que estos manejan en las diferentes aplicaciones que la computadora ejecuta; por ellos se denomina memoria del usuario.

MEMORIA SUPERIOR ("Upper Memory Area" o UMA)

Es la parte del mapa de memoria que se extiende desde la parte superior de la memoria convencional hasta el límite en DOS de 1MB, 384K en total. A veces se la denomina memoria reservada, porque normalmente se reserva para la BIOS, para dispositivos del tipo de tarjetas de vídeo, controladores de disco y la misma ROM del ordenador.

MEMORIA EXTENDIDA

Esta memoria soluciona el problema de la falta de memoria convencional y se utiliza en computadoras cuyo CPU puede direccional una gran cantidad de memoria, más de 1 Mb., asociada a sistemas operativos que permiten gestionarla correctamente, como los sistemas multitareas o multiusuarios como Unix, Windows, etc. Estos sistemas instalan el código de los programas de aplicaciones y los datos que manejan fuera del área de la memoria del usuario para realizar más de un proceso al mismo tiempo o para que varios usuarios trabajen a la vez en la misma computadora, como en una red de área local.

MEMORIA VIRTUAL

Si la memoria extendida no tiene el tamaño suficiente se efectúa una simulación de la memoria de trabajo llamada memoria virtual. Cuando el sistema intenta utilizar más memoria de trabajo que la que realmente existe, el gestor de memoria salva una parte de la información que existe en la memoria, en el disco duro del sistema. La parte salvada en el disco se llama página. Cuando la computadora necesite utilizar la información almacenada en la página guardada en el disco del sistema volverá a repetir el proceso salvando otra página de memoria en el disco y recuperando la que estaba almacenada. El principal inconveniente que conlleva es que si hay una excesiva cantidad de páginas se hace lenta la velocidad de proceso del sistema al tener que acceder constantemente al disco, pudiendo causar colapsos en los procesos.

MEMORIA EXPANDIDA

Es un tipo diferente de ampliación de la memoria de trabajo, pues utiliza una serie de bancos de memoria en forma d circuitos integrados que se añaden a la circuitería básica de la computadora. El estándar de esta memoria los instituyeron Lotus, Intel y Microsoft, por lo que se llama a veces LIM. Utilizaba una zona de la memoria convencional para crear un mapa de la cantidad de memoria expandida que se añade al sistema.

Estructura de la memoria

En primer lugar, el PC salió al mercado con una memoria de 16 KB, que podía extenderse en la placa madre hasta 64 KB. Además, IBM proporcionaba tarjetas de aplicación que recogían cada una 64 KB y que tenían que colocarse en uno de los 5 puestos de conexión de las tarjetas de ampliación. Solo se podían instalar 3 tarjetas como máximo, para dotar al PC con la inmensa cantidad de memoria de 256 KB en aquella época.

De todas maneras las personas que estaban haciendo el desarrollo del PC sabían que aquello no era el final del desarrollo y dispusieron una distribución de la memoria, que permitió una extensión de la memoria RAM hasta una marca de 640 KB. Se imaginaban estar preparados para el futuro, pero este les sobrepaso muy rápidamente tal como todos los usuarios del DOS ya conocen.

Aparte de la RAM incluyeron también en la planificación un espacio en la CPU- 8088, que tenia un espacio de direcciones de 1 MB, para el área RAM de las tarjetas de vídeo (el llamado RAM vídeo "VRAM"), para la ROM-BIOS y algunas ampliaciones ROM. Al procesador le es indiferente encontrarse detrás de una posición de memoria RAM o ROM, con la única diferencia que las áreas de memoria en ROM no pueden describirse. El procesador tampoco tiene ningún inconveniente en dirigirse a puntos de la memoria que físicamente no existen. Pues el hecho de que el procesador pueda administrar hasta 1 MB de memoria, no significa ni mucho menos que detrás de cada dirección de memoria se oculta realmente un elemento RAM o ROM. Los 10 primeros segmentos de memoria están reservados para la memoria principal RAM, quedando limitado su tamaño máximo a 640 KB. El segmento 0 tiene un papel muy importante ya que en él se incluyen datos y rutinas importantes para el sistema operativo.

A la memoria RAM le sigue el segmento de memoria A, que se instala con una tarjeta gráfica EGA y VGA. Sirve de memoria de la estructura de la pantalla en los diferentes modos gráficos de estas tarjetas.

El segmento de memoria B esta asignado a la tarjeta de vídeo monocroma MDA y Hércules así como también a la tarjeta gráfica de color CGA. Ambas comparten este segmento como memoria de estructura de la pantalla, utilizando la tarjeta monocroma los 32 KB inferiores y la tarjeta de color los 32 KB superiores de este segmento. Cada tarjeta instala solo aquella memoria que es necesaria para la memoria de la pantalla. En las tarjetas monocromas son solo 4 KB y en las tarjetas CGA tampoco son más de 16 KB.

Los segmentos de memoria detrás Vídeo RAM no se cargaran con RAM, si no con ROM, siendo el segmento C el inicio. En algunos ordenadores en este segmento se depositan algunas rutinas BIS que no forman parte del núcleo original de la BIOS. En los XT estas rutinas son por ejemplo las que dan soporte al disco fijo que se ha introducido.

Los segmentos D y E estaban previstos originariamente para cartuchos ROM, como los que se utilizaban para los ordenadores domésticos y juegos de TV para la aportación de software en el sistema. Nunca se han utilizado realmente, de manera que esta área se mantiene prácticamente siempre libre y hoy en día se utiliza como RAM adicional o bien para la inserción de memoria EMS.

Finalmente el bloque F contiene las rutinas de las BIOS en si, el cargador original del sistema así como también el ROM-BASIC que solo se conserva en los ordenadores viejos.

Memoria central o principal

La función de la memoria principal es almacenar datos e instrucciones de programa de forma temporal. Es estación obligada en todas las operaciones de entrada y salida y, por supuesto, de los resultados parciales o finales del proceso.

La memoria esta estructurada en forma de una colección de celdas, en cada una de las cuales cabe una unidad especifica de información: octetos o palabras. El contenido de cada una de las posiciones de memoria podrá ser bien dato o instrucción. Cada celda tiene asignada una posición relativa con respecto a un origen, cuyo valor numérico constituye la dirección de la misma y que no se encuentra almacenado en ella.

Con la misión de garantizar estabilidad y seguridad en las operaciones, la dirección y datos deben mantenerse en registros durante ese tiempo. En la memoria nos encontramos con:

Registro de dirección de memoria en la que almacena temporalmente la dirección sobre la que efectúa la selección.

Registro de Información de memoria en donde se almacena el dato durante las fases de lectura o escritura en la celda señalada por el registro anterior.

Tecnologías de fabricación

La constitución de las memorias ha evolucionado en la misma manera que lo ha hecho la tecnología. En un principio se utilizaron núcleos diminutos de ferrita, los cuales dependiendo del sentido de imanación permiten asignar uno o cero a los dos posibles estados. Los núcleos son seleccionados por medio de finos hilos que los atraviesan siendo la corriente eléctrica la encargada de efectuar la selección y la lectura. Cada bit conforma junto con el resto de los de otras celdas, lo que se denomina plano de memoria y habrá, por tanto, tantos como ancho tiene la palabra de memoria.

Actualmente se han pasado a utilizar memorias de estado sólido, basadas en circuitos eléctricos de silicio, los cuales, mediante un conjunto de biestables es posible almacenar la información de igual manera que si fueran ferritas. Estos dispositivos se denominan RAM, memorias de acceso al azar, constituyendo la vertiente estática de las mismas. Dentro de la misma familia se encuentran las dinámicas, que al basar su funcionamiento en la carga de diminutos condensadores, necesitan ser refrescadas cada cierto tiempo para evitar que pierdan toda la carga, y, por tanto, el uno binario. Habitualmente en este tipo de memoria se pierde la información si se quita la alimentación, salvo que se les dote de baterías para mantenerla. Las memorias de ferrita conservan indefinidamente la información.

Si la celda anterior (biestable o condensador), se sustituye por un fusible que puede estar fundido o no tendremos una ROM, es decir, memoria de solo lectura, muy adecuada para guardar programas indefinidamente sin ninguna posibilidad de ser borrados.

CARACTERÍSTICAS

Las magnitudes importantes que caracterizan la Memoria Central son:

Capacidad o tamaño de la misma

Es decir, el número de miles de posiciones que contiene. Normalmente se expresan en K.palabras, aunque en los ordenadores personales al ser las palabras de 8 bits se expresan en K-bytes. En la actualidad, el tamaño de la palabra es múltiplo del byte, ya que de esta forma el acceso a la misma puede hacerse desde uno al ancho máximo del bus de datos, ahorrando en muchos casos tiempo. Así tendremos palabras de 8, 16, 32, 64 bits y capacidades de siempre medidas en potencia de dos: 8, 16, 64, 128 K…etc (siendo 1K igual a 1025).

Tiempo de Acceso

Es el tiempo que invierte el ordenador desde que se emite la orden de lectura-escritura, hasta que finaliza la misma. Este tiempo es muy pequeño, y de el depende la potencia del ordenado. Son típicos tiempos del orden de microsegundos e incluso del orden de 2 a 10 nanosegundos.

El tamaño de la celda

Define su anchura de palabra, y viene fijado por el ancho del registro de información de memoria. Si la palabra interna es superior a la de la memoria, necesitará hacer más de un acceso para conseguir toda la información.

Memoria RAM (Random Access Memory)

La memoria principal o RAM (Random Access Memory) es una memoria construida sobre semiconductores donde la información se almacena en celdas que pueden adquirir valores binarios. En este tipo de memoria se puede leer y escribir información. Permite acceder a ella con la misma velocidad aleatoriamente sin afectar la eficiencia del acceso. En cambio, las memorias del tipo secuencial (como una cinta magnética) no tienen esa facilidad.

La memoria principal o RAM (acrónimo de Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente; son los "megas" famosos en número de 32, 64 ó 128 que aparecen en los anuncios de ordenadores.

Memoria de la computadora, denominada Memoria de Acceso Aleatorio, es un área de almacenamiento a corto plazo para cualquier tipo de dato que la computadora está usando.

La memoria RAM (Random Access memory, memoria de acceso aleatorio) es donde se guardan los datos que se están utilizando en el momento y es temporal.

Éste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden.

La memoria RAM es volátil, pues cuando se acorta la alimentación eléctrica se pierde la información almacenada en ella. Se comunica con el CPU mediante el bus de datos.

Físicamente, los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos, algo así:

¿Para qué sirve? Para almacenar datos y programas temporalmente y para guardar los resultados intermedios que se manipulan durante un proceso.

Una celda de memoria concreta de la RAM se puede referenciar con una dirección de segmento de memoria y un valor determinado dentro de ese segmento llamado desplazamiento.

La RAM se divide en segmentos de memoria para facilitar su manejo por la unidad de control. Los segmentos de memoria tienen un tamaño múltiplo de 16, de 0 a F en hexadecimal. El rango total varía desde 0000 hasta un valor hexadecimal que depende de la cantidad de semiconductores de la memoria RAM con la que se haya configurado el sistema. Los segmentos se agrupan en diferentes áreas de trabajo para delimitar las diversas funciones que se realizan en la memoria.

La RAM a diferencia de otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y se borra cuando se apaga el computador. Cuanta más memoria RAM se tenga instalada mejor. Actualmente se recomienda una de 256 MB o superior, aunque con 64 MB un equipo con Windows 98 correría bien.

RAM a menudo se confunde con el almacenamiento. Para una aclaración, comparemos la computadora con una oficina. El gabinete de archivos representa el almacenamiento (unidad de disco duro) y el escritorio representa la RAM. Los archivos a usar se recuperan del almacenamiento.

Mientras los archivos están en uso se guardan en la RAM, un área de trabajo de fácil acceso. Cuando los archivos dejan de usarse se regresan al sector de almacenamiento o se eliminan.

RAM, son las siglas para la memoria de acceso al azar, un tipo de memoria de computadora que se puede alcanzar aleatoriamente; es decir, cualquier byte de memoria puede ser alcanzado sin el tocar los bytes precedentes. La RAM es el tipo más común de memoria encontrada en ordenadores y otros dispositivos, tales como impresoras.

Hay dos tipos básicos de RAM:

RAM Estática (SRAM)

RAM Dinámica (DRAM)

Estos 2 tipos difieren en la tecnología que utilizan para almacenar datos, RAM dinámica que es el tipo más común. La RAM dinámica necesita ser restaurada millares de veces por segundo. La RAM estática no necesita ser restaurada, lo que la hace más rápida; pero es también más costosa que la DRAM.

Ambos tipos de RAM son volátiles, significando que pierden su contenido cuando se interrumpe el suministro de poder.

En uso común, el término RAM es sinónimo de memoria principal, la memoria disponible para los programas. Por ejemplo, un ordenador con la RAM de los 8M tiene aproximadamente 8 millones de bytes de memoria que los programas puedan utilizar. En contraste, la ROM (memoria inalterable) se refiere a la memoria especial usada para salvar los programas que inician el ordenador y realizan diagnóstico. La mayoría de los ordenadores personales tienen una cantidad pequeña de ROM (algunos tantos miles de bytes). De hecho, ambos tipos de memoria (ROM y RAM) permiten el acceso al azar. Para ser exacto, por lo tanto, RAM se debe referir como RAM de lectura/escritura y ROM como RAM inalterable.

Es volátil. Permite leer y escribir y se pierde al apagar el ordenador, por lo que debe de guardarse en otro tipo de soporte antes de apagar el ordenador.

La RAM puede compararse con los buzones de un portal. Cada una de estas celdas corresponde a un bit. Cada celda tiene un indicativo, que es la dirección de acceso. Por eso se llama memoria de acceso aleatorio. Se puede acceder a una celda en concreto sin pasar por el resto.

La RAM es la memoria esencial y ocupa los primeros 640K del espacio direccionable del ordenador, así como cualquier otro lugar donde la memoria pueda variar, como el "buffer" de vídeo (memoria de almacenamiento intermedio) o la memoria ampliada o extendida. La RAM que constituye la mayor parte de la memoria del ordenador se denomina dinámica, o DRAM, ya que debe refrescarse con frecuencia para que conserve su contenido, lo que afecta ligeramente a la velocidad.

Los chips de RAM están dispuestos en filas de nueve. Cuando la CPU almacena un byte de datos, 1 bit del byte se traslada a una casilla, en cada chip de la fila. El noveno chip contiene un bit de paridad especial que tiene la función de comprobar la validez de los valores de los otros ocho chips. Cuando el ordenador acepta memoria en forma de SIP ("single in-line package") o de SIMM ("single in-line memory module"), los chips de una fila se combinan en una sola tarjeta que puede insertarse. El tamaño de los chips equivale al número de bytes que puede contener una fila entera de ellos. Por ejemplo, una fila de chips de 256K contiene 256K bytes de datos.

RAM ESTÁTICAS (SRAM)

Abreviatura para la memoria de acceso al azar estática. SRAM es un tipo de memoria que es más rápida y más confiable que la DRAM más común (RAM dinámica). El término se deriva del hecho de que no necesitan ser restaurados como RAM dinámica.

Mientras que DRAM utiliza tiempos de acceso de cerca de 60 nanosegundos, SRAM puede dar los tiempos de acceso de hasta sólo 10 nanosegundos. Además, su duración de ciclo es mucho más corta que la de la DRAM porque no necesita detenerse brevemente entre los accesos.

Desafortunadamente, es también mucho más costoso producir que DRAM. Debido a su alto costo, SRAM se utiliza a menudo solamente como memoria caché.

Son memorias RAM convencionales que mantienen la información almacenada en ellas permanentemente, mientras se mantenga la alimentación eléctrica. Entre ellas tenemos:

SRAM (Static RAM)

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. No precisan de los complejos circuitos de refrescamiento como sucede con las dinámicas, pero usan mucho más energía y espacio. La misma es usada ahora como memoria caché.

Sync SRAM (Synchronous SRAM)

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 66MHz., 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.

PB SRAM (Pipeline Burst SRAM)

Funciona a ráfagas mediante el uso de registros de entrada y salida, lo que permite solapar los accesos de lectura a memoria. Es usada como caché al igual que la SRAM, cuenta con soporte para buses de 75MHz. O superiores. Su velocidad de acceso suele ser de 4 a 8 nanosegundos.

RAM DINÁMICAS (DRAM)

La RAM (memoria de acceso aleatorio) se refiere a veces como DRAM para distinguirla de la RAM estática (SRAM). La RAM estática es más rápida y menos volátil que la RAM dinámica, pero requiere más potencia y es más costosa.

La diferencia con las anteriores es que debido a que la celda de memoria donde almacenan información tiende a descargarse te ha de producir un "refresco", esto es, una regrabación de la información almacenada cada pocos milisegundos para que no se pierdan los datos almacenados. Una ventaja es su bajo costo para tamaños medios y grandes. Un tipo específico de memorias RAM son las VRAM (Video RAM), que están hechas especialmente para almacenar datos de video de los sistemas.

Un tipo de memoria física usado en la mayoría de los ordenadores personales. El término dinámico indica que la memoria debe ser restaurada constantemente (reenergizada) o perderá su contenido.

DRAM (Dynamic RAM)

O RAM a secas, ya que es "la original", y por tanto la más lenta (aunque recuerde: siempre es mejor tener la suficiente memoria que tener la más rápida, pero andar escasos).

Usada hasta la época del 386, su velocidad de refresco típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.

Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.

Su velocidad de refrescamiento típica es de 80 ó 70 nanosegundos. Físicamente aparece en forma de módulos DIMM o SIMM. 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 esta 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.

SDRAM (Synchronous DRAM)

Es casi un 20% más rápida que la 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.

Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 100MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350MHz y en los Celeron.

Disponen de 168 pines como hemos dicho y dos muescas que ayudan a instalarla correctamente. La primera versión funcionaba a 66MHz (PC66); luego aparecieron módulos de 100 y 133MHz (que se conocen como PC100 y PC133). Actualmente sólo se venden módulos de 133MHz y es difícil conseguir módulos PC100.

PC100

O SDRAM de 100MHz. Supone ser un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictas normas referentes a la calidad de los chips y diseño de los circuitos impresos establecidos por Intel para el correcto funcionamiento de la memoria (a 100MHz.). Es usada en los AMD K6 – 2, Pentium II a 350MHz y microprocesadores aún más modernos. La memoria PC100 es una de las más usadas actualmente.

PC133

Ó SDRAM de 133MHz, similar a la anterior, con la diferencia que funciona a 133MHz. Provee de un ancho de banda mucho más grande.. La más moderna (y recomendable).

PC266

También DDRSDRAM ó PC2100, y sin mucho que agregar a lo dicho anteriormente simplemente es lo mismo con la diferencia de que en vez de 100MHz físicos se utilizan 133MHz obteniendo así 266MHz y 2.1GB de ancho de banda.

PC600

O también RDRAM, de Rambus, memoria de alta gama y muy cara que utilizan los Pentium 4, se caracteriza por utilizar dos canales en vez de uno y ofrece una transferencia de 2×2 bytes/ciclo x 266que suman un total de 1.06GB/s.

PC800

También RDRAM, de Rambus, la ultima de la serie y obviamente la de mejor rendimiento, ofreciendo 2×2 Bytes/ciclo x 400MHz que hacen un total de 1.6GB/s y como utiliza dos canales el ancho de banda total es de 3.2GB/s

ESDRAM (Enhanced SDRAM)

Para superar algunos de los problemas de latencia inherentes con los módulos de memoria DRAM estándar, varios fabricantes han incluido una pequeña cantidad de SRAM directamente en el chip, eficazmente creando un caché en el chip. Permite tiempos de latencia más bajos y funcionamientos de 200MHz. La SDRAM oficia como un caché dentro de la memoria. Existe actualmente Chipsets que soportan este tipo de memoria (como los de Sócket 7). Una desventaja de esta memoria es que su valor es 4 veces mayor al de la memoria DRAM.

ECC

Memoria con corrección de errores. Puede ser de cualquier tipo, aunque sobre todo EDO-ECC o SDRAM-ECC. Detecta errores de datos y los corrige; para aplicaciones realmente críticas. Usada en servidores y mainframes.

SLDRAM (Sync Link DRAM)

La SLDRAM es una DRAM fruto de un desarrollo conjunto y, en cuanto a la velocidad, representa la competencia más cercana de RAMBus. Su desarrollo se lleva a cabo por un grupo de 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. El ancho de banda de SLDRAM es de los más altos (3.2 Gb./s) y su costo no es muy elevado.

FAST PAGE (FPM)

A veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida), como por ser de 70 ó 60 ns.

Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).

EDO RAM (Extended Data Output RAM)

Evoluciona de la FPM mejorando el rendimiento en un 10% aproximadamente. Con un refrescamiento de 70, 60 ó 50 nanosegundos. Se instala sobre todo en módulos SIMM de 72 contactos, aunque también se puede encontrar en forma de módulos DIMM de 168 contactos. El secretos de la memoria EDO radica en una serie de "cerrojos" 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. Ha sido muy común en los Pentium MMX, Pentium Pro, AMD K6 y los primeros Pentium II.

Permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos) que la FPM.

BEDO – RAM (Burst EDO RAM)

Es una evolución de la EDO – RAM, la cual compite en prestaciones con la SDRAM. Poco extendida, envía ciertos 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. 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 66MHz.

RDRAM

La tecnología RDRAM de RAMBus ofrece un diseño de interfaz 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 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 400MHz. el cual habilita una tasa de datos de 800MHz. Por motivos comerciales se la denomina PC600, PC700 y PC800 siendo sus capacidades de transferencia: Rambus PC600: 2×2 bytes/ciclo x 300Mhz. = 1,20 Gb./s; Rambus PC700: 2×2 bytes/ciclo x 400Mhz. = 1,42 Gb./s; Rambus PC800: 2×2 bytes/ciclo x 400Mhz. = 1,60 Gb. El bus usa características de líneas transmisión para mantener una alta integridad en la señal. El control de la temperatura se hace a través de un disipador y un elastómero térmicamente conductor. Sus especificaciones: Densidad RIMM: 32 MB, 64 MB y 128 MB; Voltaje de operación: 2.5 V; RDRAM: Tasa de reloj 300MHz, 400MHz y Tasa de datos: 600MHz, 800MHz; Detección serial de presencia con una EEPROM serial. Se presenta en dos modalidades: RDRAM y RDRAM concurrente.

RAM DE VÍDEO

La porción del mapa de memoria que se encuentra inmediatamente por debajo de las 640Kb está dedicada a la RAM de vídeo, aunque la cantidad que se utiliza depende de la modalidad de vídeo. Como se ha dicho, el gestor de memoria puede dejar libre parte de esta memoria para cargar controladores de dispositivos y programas residentes. Además, si sólo utiliza la modalidad de texto, el gestor puede apropiarse del primer gran segmento del "buffer" y añadirlo a la memoria convencional, proporcionándole más de 700Kb para las aplicaciones.

Para tarjetas gráficas. De menor a mayor rendimiento, pueden ser: DRAM -> FPM -> EDO -> VRAM -> WRAM -> SDRAM -> SGRAM

DDR – SDRAM

Se conoce más bien como DDR. Es muy similar a la SDRAM, pero tiene 184 pines o contactos y solamente una muesca.

La sigla DDR (Double Data Rate) se refiere a que la memoria DDR procesa dos veces más datos que la SDRAM en cada ciclo de reloj. De esta manera, la memoria DDR con un bus de 133MHz trabaja como si el bus fuera de 266MHz.

La memoria DDR se denomina PC2100, PC2700, etc., cuando se hace referencia a su tasa de transferencia de datos. Pero también se conoce como DDR266, DDR333, etc., cuando se habla de su velocidad.

Los tipos de DDR más comunes son:

PC2100 (DDR266): Tiene una tasa de transferencia de datos de 2,1GBps y BUS de 266MHz.

PC2700 (DDR333): 2,7GBps y 333MHz.

PC3200 (DDR400): 3,2GBps y 400MHz.

PC4200 (DDR533): 4,2GBps y 533MHz.

La tecnología avanza, y la veterana SDRAM, incluso en su versión PC133, ya no está a la altura de micros cuya velocidad se mide ya en GHz. Se impone un cambio, y parece que la memoria preferida por los fabricantes para ese cambio es la DDR-SDRAM.

¿CÓMO ES FÍSICAMENTE LA DDR – SDRAM?

¿Puedo instalarla en mi "antigua" placa base? Lamentablemente, la respuesta es un NO rotundo.

Los módulos de memoria DDR-SDRAM (o DDR, como los llamaremos en adelante) son del mismo tamaño que los DIMM de SDRAM, pero con más conectores: 184 pines en lugar de los 168 de la SDRAM normal.

Además, para que no exista confusión posible a la hora de instalarlos (lo cual tendría consecuencias sumamente desagradables), los DDR tienen 1 única muesca en lugar de las 2 de los DIMM "clásicos".

Evidentemente, resulta una lástima, pero tampoco podemos culpar a los fabricantes: los nuevos pines son absolutamente necesarios para implementar el sistema DDR, por no hablar de que se utiliza un voltaje distinto y que, sencillamente, tampoco nos serviría de nada poder instalarlos, porque necesitaríamos un chipset nuevo.

Hablando del voltaje: en principio debería ser de 2,5 V, una reducción del 30% respecto a los actuales 3,3 V de la SDRAM. Esto beneficiará mucho a los usuarios de portátiles con memoria DDR, que verán aumentada su autonomía.

Como consuelo, pensemos que la Rambus tampoco es compatible con las placas para SDRAM, y que realmente la SDRAM ha durado unos cuantos años, desde que se introdujeron los primeros DIMM de SDRAM a 66MHz… ¡Y aún resulta bastante útil, qué demonios!

¿CÓMO FUNCIONA LA DDR – SDRAM?

No pensamos entrar en términos como NOPs, bursts, precargas ni demás zarandajas técnicas que, realmente, sólo interesan a los fabricantes de memorias y chipsets. Lo único que vamos a explicar por encima es el concepto DDR, es decir, Doble Data Rate.

Resulta simple (de explicar, claro): consiste en enviar los datos 2 veces por cada señal de reloj, una vez en cada extremo de la señal (el ascendente y el descendente), en lugar de enviar datos sólo en la parte ascendente de la señal.

De esta forma, un aparato con tecnología DDR que funcione con una señal de reloj "real", "física", de por ejemplo 100MHz, enviará tantos datos como otro sin tecnología DDR que funcione a 200MHz. Por ello, las velocidades de reloj de los aparatos DDR se suelen dar en lo que podríamos llamar "MHz efectivos o equivalentes" (en nuestro ejemplo, 200MHz, "100MHz x 2").

¿Y por qué se hace esto? ¿No es más fácil subir el número de MHz? Bien, intelectualmente es más sencillo, pero sucede que cuanto más rápido vaya un dispositivo (en MHz "físicos"), más difícil es de fabricar. Precisamente éste es uno de los problemas de la memoria Rambus: funciona a 266MHz "físicos" o más, y resulta muy difícil (y cara) de fabricar.

La tecnología DDR está de moda últimamente, bajo éste u otro nombre. Además de las numerosísimas tarjetas gráficas con memoria de vídeo DDR-SDRAM, tenemos por ejemplo los microprocesadores AMD Athlon y Duron, cuyo bus de 200MHz realmente es de "100 x 2", "100MHz con doble aprovechamiento de señal"; o el AGP 2X ó 4X, con 66MHz "físicos" aprovechados doble o cuádruplemente, ya que una tarjeta gráfica con un bus de 266MHz "físicos" sería dificilísima de fabricar… y extremadamente cara.

(Atención, esto no quiere decir que una tarjeta AGP 4X sea en la realidad el doble de rápida que una 2X, ni mucho menos: a veces se "notan" IGUAL de rápidas, por motivos que no vienen al caso ahora.)

Bien, pues la DDR-SDRAM es el concepto DDR aplicado a la memoria SDRAM. Y la SDRAM no es otra que nuestra conocida PC66, PC100 y PC133, la memoria que se utiliza actualmente en casi la totalidad de los PCs normales; los 133MHz de la PC133 son ya una cota difícil de superar sin subir mucho los precios, y por ello la introducción del DDR.

TIPOS DE DDR – SDRAM Y NOMENCLATURA

Por supuesto, existe memoria DDR de diferentes clases, categorías y precios. No podía ser tan sencillo…

Lo primero, puede funcionar a 100 o 133MHz (de nuevo, "físicos"); algo lógico, ya que se trata de SDRAM con DDR, y la SDRAM funciona a 66, 100 ó 133MHz (por cierto, no existe DDR a 66MHz). Si consideramos los MHz "equivalentes", estaríamos ante memorias de 200 ó 266MHz.

En el primer caso es capaz de transmitir 1,6 GB/s (1600 MB/s), y en el segundo 2,1 GB/s (2133 MB/s). Al principio se las conocía como PC200 y PC266, siguiendo el sistema de clasificación por MHz utilizado con la SDRAM…

…Pero llegó Rambus y decidió que sus memorias se llamarían PC600, PC700 y PC800, también según el sistema de los MHz. Como esto haría que parecieran muchísimo más rápidas que la DDR (algo que NO SUCEDE, porque funcionan de una forma completamente distinta), se decidió denominarlas según su capacidad de transferencia en MB/s: PC1600 y PC2100 (PC2133 es poco comercial, por lo visto).

Para hacernos una idea, veamos unos cuantos anchos de banda para diferentes memorias: