MEMORIA RAM
- MEMORIA RAM
La memoria RAM (Random Access Memory Module o memoria de acceso aleatorio) es un tipo de memoria que utilizan los ordenadores para almacenar los datos y programas a los que necesita tener un rápido acceso.
Se trata de una memoria de tipo volátil, es decir, que se borra cuando apagamos el ordenador.
Los datos almacenados en la memoria RAM no sólo se borran cuando apagamos el ordenador, sino que tambien deben eliminarse de esta cuando dejamos de utilizarlos (por ejemplo, cuando cerramos el fichero que contiene estos datos).
- HISTORIA
La historia está marcada por la necesidad del volumen de datos. Originalmente, los datos eran programados por el usuario con movimientos de interruptores. Se puede decir que el movimiento de datos era bit a bit. Las necesidades apuntaron a una automatización y se crearon lo que se denomina byte de palabra. Desde una consola remota, se trasladaban los interruptores asignándoles valores de letra, que correspondían a una orden de programación al microprocesador.
Los interruptores evolucionaron asignándoles una tabla de direccionamiento de 16x16 bytes, en donde se daban 256 valores de byte posibles (la actual tabla ASCII).
La estimulación del conmutador evolucionó a pulsos electromagnéticos, el almacenamiento de los programas era cuestión de tiempo que su almacenamiento pasara del papel a un soporte lógico, tal como las cintas de almacenamiento. Las cintas eran secuenciales, y la composición de la cinta era de un material magnetoestático; bastaba una corriente Gauss para cambiar las polaridades del material. Dado que el material magnético puede tener polaridad norte o sur, era ideal para representar el 0 o el 1.
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 decircuitos 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.
Integrado de silicio de 64 bits
sobre un sector de memoria de núcleo
magnético (finales de los 60).
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.
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.
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, mientras sus competidores las fabricaban en el empaque DIP de 22 pines. El esquema de direccionamiento 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.
Módulos de memoria tipo SIPP instalados directamente sobre la placa base.
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.
- FORMATOS DE MÓDULOS RAM
Se trata de la forma en que se juntan los chips de memoria, del tipo que sean, para conectarse a la placa base del ordenador. Son unas plaquitas alargadas con conectores en un extremo; al conjunto se le llama módulo. Esta clasificación se refiere exclusivamente a la posición de los contactos.
Las primeras memorias fueron chips denominadosDIP (Paquete en Línea Doble) 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. Hoy en día, las memorias por lo general se suministran en forma de módulos, es decir, tarjetas que se colocan en conectores designados para tal fin.
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.
- Módulos de formatos 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. Y fueron reemplazadas por las SIMM, más fáciles de instalar .
- Módulos de formatos 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.
- Este tipo de memorias siempre deben ir por pares, no funcionan si se coloca solamente un módulo de memoria. Todos las memorias RIMM cuentan con 184 terminales. Cuentan con 2 muescas centrales en el conector, para que al insertarlas, no haya riesgo de colocarlas de manera incorrecta.La memoria RIMM permite el manejo de 16 bits.Tiene una placa metálica sobre los chips de memoria, debido a que estos tienden a calentarse mucho y esta placa actúa como disipador de calor.Como requisito para el uso del RIMM es que todas las ranuras asignadas para ellas estén ocupadas.
Formato actual de la memoria RAM
Las muescas laterales sirven de sujección una vez instalado el módulo, para que no pueda ser extraído por error.
La muesca del fondo sirve para evitar que se instale RAM no compatible en un zócalo que no le corresponde. Transforma el proceso de instalación por tanto, casi a prueba de tontos. Pero no de persistentes con mucha fuerza bruta.
Los contactos o pines, son los puntos de unión entre nuestra RAM y la placa base, y el lugar por el que esta se comunica. Su número le indicará con precisión a un ojo experto el tipo de RAM con el que está tratando. Si ese ojo experto no es capaz de verlo antes por las etiquetas y números de serie, claro.
Los módulos o chips de memoria, son el corazón de la memoria, donde se almacena la información que está siendo tratada.
En términos generales, existen tres tipos estándar de módulos RAM:
- Módulos de formatos SIMM (Single In-line Memory Module o Módulo de Memoria en Línea Simple): se trata de placas de circuito impresas, con uno de sus lados equipado con chips de memoria. Existen dos tipos de módulos SIMM con 30 ó 72 contactos:
- Los módulos SIMM con 30 conectores (de 89x13mm) son memorias de 8 bits que se instalaban en los PC de primera generación (286, 386).
- Los módulos SIMM con 72 conectores (sus dimensiones son 108x25mm) son memorias capaces de almacenar 32 bits de información en forma simultánea. Estas memorias se encuentran en los PC que van desde el 386DX hasta los primeros Pentiums. En el caso de estos últimos, el procesador funciona con un bus de información de 64 bits, razón por la cual, estos ordenadores necesitan estar equipados con dos módulos SIMM. Los módulos de 30 clavijas no pueden instalarse en posiciones de 72 conectores, ya que la muesca (ubicada en la parte central de los conectores) imposibilitaría la conexión.
Módulos de formatos DIMM (Dual In-line Memory Module o Módulo de Memoria en Línea Doble): Los módulos DIMM son reconocibles externamente por poseer sus contactos (o pines) separados en ambos lados, a diferencia de los SIMM que poseen los contactos de modo que los de un lado están unidos con los del otro.Las memorias DIMM comenzaron a reemplazar a las SIMM como el tipo predominante de memoria cuando los microprocesadores Intel Pentium dominaron el mercado.Un DIMM puede comunicarse con el Cache a 64 bits (y algunos a 72 bits) en vez de los 32 bits de los SIMM.Funciona a una frecuencia de 123 MHz cada una...
El hecho de que los módulos en formato DIMM (Módulo de Memoria en Línea Doble),sean memorias de 64 bits, explica por qué no necesitan emparejamiento. Los módulos DIMM poseen chips de memoria en ambos lados de la placa de circuito impresa, y poseen a la vez, 84 contactos de cada lado, lo cual suma un total de 168 contactos. Además de ser de mayores dimensiones que los módulos SIMM (130x25mm), estos módulos poseen una segunda muesca que evita confusiones.
- Módulos de formatos SO DIMM (DIMM de contorno pequeño):Estandiseñados para ordenadores portátiles. Los módulos SO DIMM sólo cuentan con 144 clavijas en el caso de las memorias de 64 bits, y con 77 clavijas en el caso de las memorias de 32 bits.
- TIPOS DE MEMORIAS:
- DRAM (Dynamic Random Access Memory o RAM Dinámica): (Módulo de Acceso Aleatorio Dinámico)Esta memoria es del tipoasíncronas, es decir, que iban a diferente velocidad que el sistema, y sus tiempos de refresco eran bastante altos.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.
Las memorias DRAM se dividen a su vez en varios tipo:
- FPM-RAM (Fast Page Mode RAM oMemoria en Modo Paginado): 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).
Fecha de introducción: 1990
Velocidad de transferencia: 200 MB/s
- EDO-RAM (Extended Data Output-RAM o Salida de Información Mejorada, a veces denominada "híper- página"): el tiempo de acceso de la memoria EDO es de 50 a 60 nanosegundos, en el caso de una frecuencia de funcionamiento de entre 33 y 66 Mhz.
Muy común en los Pentium MMX y AMD K6. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
Dado que la memoria EDO no funcionaba con frecuencias mayores a 66 Mhz, se suspendió su uso en favor de la SDRAM.
Fecha de introducción: 1994
Velocidad de transferencia: 320 MB/s
- BEDO-RAM (Burst Extended Data Output RAM): Fue la evolución de la EDO RAM y competidora de la SDRAM, fue presentada en 1997. Nunca salió al mercado, dado que Intel y otros fabricantes se decidieron por esquemas de memoria sincrónico.
Fecha de introducción: 1997
Velocidad de transferencia: Ofrece tasas de transferencia desde 533 MB/s hasta 1066 MB/s
- SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory).(Módulo de Acceso Aleatorio Estático) Son un tipo de memorias síncronas, es decir, que van a la misma velocidad del sistema, con unos tiempos de acceso que en los tipos más recientes son inferiores a los 10ns, llegando a los 5ns en los más rápidos.
Las memorias SDRAM se dividen a su vez en varios tipos:
- SDR SDRAM (Single Data Rate): Los módulos SDR son los conocidos normalmente como SDRAM. Memoria RAM dinámica de acceso síncrono de tasa de datos simple. La diferencia principal radica en que 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. Este tipo de memoria incluye tecnología InterLeaving, que permite que la mitad del módulo empiece un acceso mientras la otra mitad está terminando el anterior.Cuenta con tiempos de acceso de entre 25 y 10 ns y que se presentan en módulos DIMM de 168 contactos en ordenadores de sobremesa y en módulos SO-DIMM de 72, 100, 144, o 200 contactos en el caso de los ordenadores portátiles.
Fue utilizada en los Pentium II y en los Pentium III , así como en los AMD K6, AMD Athlon K7 y Duron.
Los tipos disponibles son:
- PC66: SDR SDRAM:
Fecha de introducción: 1997
Velocidad de transferencia: La velocidad de bus de memoria es de 66 MHz, temporización de 15 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 533 MB/s.
- PC100: SDR SDRAM:
Fecha de introducción: 1998
Velocidad de transferencia: La velocidad de bus de memoria es de 125 MHz, temporización de 8 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 800 MB/s.
- PC133: SDR SDRAM:
Fecha de introducción: 1999
Velocidad de transferencia: La velocidad de bus de memoria es de 133 MHz, temporización de 7,5 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 1066 MB/s.
Módulo SDR. Se pueden ver las dos muescas de posicionamiento.
DDR (o DDR1) SDRAM (Double Data Rate) significa doble tasa de transferencia de datos en español. Son una evolución de los módulos SDR. 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).
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.
Fecha de introducción: 2002
Velocidad de transferencia: 2133 MB/
- PC2700 o DDR 333: funciona a un máx de 166 MHz.
Fecha de introducción: A mediados del 2003
Velocidad de transferencia: Tecnología de memoria RAM DDR que trabaja a una frecuencia de 333 MHz con un bus de 166MHz y ofrece una tasa de transferencia máxima de 2.7 GB/s.
- PC3200 o DDR 400: funciona a un máx de 200 MHz.
Fecha de introducción: Junio del 2004
Velocidad de transferencia: Esta tecnología de memoria RAM DDR que trabaja a una frecuencia de 400 MHz con un bus de 200MHz y ofrece una tasa de transferencia máxima de 3.2 GB/s.
Módulo DDR. Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del centro del módulo.
- DDR2 SDRAM: Los módulos DDR2 SDRAM son una evolución de los módulos DDR SDRAM. Se trata de módulos del tipo DIMM, en este caso de 240 contactos y 64bits. Tienen unas velocidades de bus de memoria real de entre 100MHz y 266MHz, aunque los primeros no se comercializan.
Módulo DDR2. Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del centro del módulo, aunque más hacia en centro que en los módulos DDR. También se puede apreciar la mayor densidad de contactos.
Se presentan en módulos DIMM de 240 contactos. Los tipos disponibles son:
- PC2-4200 o DDR2-533: funciona a un máx de 533 MHz.
Fecha de introducción: A mediados del 2004
Velocidad de transferencia: Tecnologías de memoria RAM que trabajan por encima de los 533MHz de frecuencia ya son consideradas DDR2 y estas tienen 240 pines. Trabaja a una frecuencia de 533 MHz con un bus de 133MHz y ofrece una tasa de transferencia máxima de 4.2 GB/s.
- PC2-5300 o DDR2-667: funciona a un máx de 667 MHz.
Fecha de introducción: A finales del 2004
Velocidad de transferencia: Tecnología de memoria RAM DDR2 que trabaja a una frecuencia de 667 MHz con un bus de 166MHz y ofrece una tasa de transferencia máxima de 5.3 GB/s.
- PC2-6400 o DDR2-800: funciona a un máx de 800 MHz.
Fecha de introducción: A finales del 2004
Velocidad de transferencia: Tecnología de memoria RAM DDR2 que trabaja a una frecuencia de 800 MHz con un bus de 200MHz y ofrece una tasa de transferencia máxima de 6.4 GB/s.
DDR3 SDRAM: 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.
Módulo DDR3. Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada en esta ocasión a la izquierda del centro del módulo.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. Los tipos disponibles son:
- PC3-8600 o DDR3-1066: funciona a un máx de 1066 MHz.
Fecha de introducción: Mayo del 2007
Velocidad de transferencia: Tecnología de memoria RAM DDR3 que trabaja a una frecuencia de 1066MHz con un bus de 133MHz y ofrece una tasa de transferencia máxima de 8.53 GB/s.
- PC3-10600 o DDR3-1333: funciona a un máx de 1333 MHz.
Fecha de introducción: Mayo de 2007
Velocidad de transferencia: De las primeras memorias clasificadas como de “Low-Latency” con velocidades de transferencia de 10.667 GB/s @ 1333 MHz
- PC3-12800 o DDR3-1600: funciona a un máx de 1600 MHz.
Fecha de introducción: Julio de 2007
Velocidad de transferencia de la información: 12.80 GB/s @ 1600 MHz
- PC3-14400 o DDR3-1800: funciona a un máx de 1800 MHz.
Fecha de introducción: Agosto de 2007
Velocidad de transferencia: 14.40 GB/s @ 1800 MHz
PC3-16000 o DDR3-2000: funciona a un máx de 1600 MHz.
Fecha de introducción: Marzo de 2008 (pruebas)
Velocidad de transferencia: 16.0 GB/s @ 2000 MHz
En cuanto a la medida, en todos los casos de memorias del tipo SDRAM (SDR, DDR, DDR2 y DDR3) se trata de módulos de 133mm de longitud.
Comparación gráfica entre memorias DDR, DDR2 y DDR3
DDR4 SDRAM: Las SDRAM son ampliamente utilizadas en los ordenadores, desde la original SDRAM y las posteriores DDR (o DDR1), DDR2 y DDR3. Actualmente se está diseñando la DDR4 y se prevé que estará disponible en 2014.
En pleno apogeo de las memorias DDR3 utilizadas por las plataformas tanto de Intel como de AMD, se ha anunciado el primer modulo de memoria DDR4 de 4GB . Este modulo DIMM utiliza chips de memorias de 30nm, operan a una velocidad de 2133Mhz con apenas 1.2v y utilizan lo que llaman Pseudo Open Drain (POD) como tecnología de ahorro de consumo, con esto los módulos DDR4 necesitan tan solo la mitad de corriente eléctrica que las memorias DDR3 para operacines de lectura y escritura de datos.
Todas las memorias DDR se suelen denominar de dos formas diferentes, o bien en base a su velocidad de bus de memoria efectiva (DDR-266, DDR-333, DDR-400, DDR2-533, DDR2-667, DDR2-800) o bien por suancho de banda teórico, es decir, por su máxima capacidad de transferencia (PC-2100, PC-2700 y PC-3200 en el caso de los módulos DDR y PC-4200, PC-5300 y PC-6400 en el caso de los módulos DDR2).
El Ancho de banda de los memoria DDR se puede calcular multiplicando su velocidad de bus de memoria efectiva por 8 (DDR-400 por 8 = PC-3200).
Parámetros RAM
Velocidad de acceso
Se mide en nanosegundos y es la velocidad mínima que tarda la memoria en completar un acceso de memoria completo.
Velocidad de reloj
Se mide en MHz y es la velocidad que tarda el bus en completar un ciclo de reloj
Latencia cas
Es el tiempo transcurrido en ciclos de reloj entre que el controlador manda una petición para leer una parte de la memoria hasta que los datos salen a los pines de salida de la ram.
Tasa de transferencia
Es la tasa máxima de datos que se pueden leer por cada ciclo de reloj. Se expresa en MB/s.
Dual/triple canal
Es una tecnología que habilita el uso simultáneo de dos o tres memorias habilitando dos o tres canales para las mismas.
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