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Sistemas Operativos

Tipos de memorias

MEMORIA CACHÉ o SRAM

La memoria caché trabaja igual que la memoria virtual, tenemos caché en el procesador, en los discos y en el mother y nos guarda direcciones de memoria. Si ejecutamos un programa en principio, lo cerramos y luego los volvemos a ejecutar, la memoria caché nos guarda la ubicación (dirección) en el disco, cuando lo ejecuté, y lo que hicimos con el programa. Es mucho más rápida cuando ya usamos un programa Existen 3 tipos de memoria caché:

Cache L1

Esta dividido en dos bloques uno contiene las instrucciones y otro los datos y cuando se habla de su capacidad de almacenamiento se dice que es de 2x16 Kb . El cache L1 se encuentra dentro del interior del procesador y funciona a la misma velocidad que el micro con capacidades que van desde 2x8 hasta 2x64Kb

Cache L2 interno y externo

La primeras memoria caché estaban ubicadas en el mother luego se construyeron en el procesador, pero no dentro del dado del procesador por lo que es mas lento que el caché L1, mientras que el externo lo encontramos el el mother. La computadoras que tienen las tres tecnologías de caché van a ser mas rápidas.

Cache L3

Algunos micro soportan un nivel de caché mas el L3 que esta localizado en la placa base EL AMD 6k-3 soporta este caché.

Memoria Principal

La memoria principal son circuitos integrados capaces de almacenar información digital, a los que tiene acceso el microprocesador del equipo de computación. Poseen una menor capacidad de almacenamiento que la memoria secundaria, pero una velocidad millones de veces superior.

Caché de disco

La caché de disco (Disk cache o Cache buffer en inglés) es una porción de la memoria de disco RAM con la utilidad de almacenar los datos recientemente leídos y por lo tanto agilizar la carga de los mismos en caso de que se vuelva a acceder a estos.

Ordenadores, Memorias y Microprocesadores

Ordenador o Computadora

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

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

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

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

Micropocesadores y buses

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

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

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

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

Memorias MOS

Dos importantes ventajas de los dispositivos MOS, en comparación con los dispositivos bipolares, son que permiten mayores densidades de bits en los chips de circuito integrado, y fundamentalmente son más fáciles de fabricar. Sin embargo los transistores MOS son dispositivos de alta impedancia, lo que lleva a una disipación de potencia más baja. Su principal desventaja es su velocidad de operación relativamente lenta.

Como en el caso de las memorias bipolares, son posibles muchas configuraciones de celda MOS. La más simple es el circuito flip-flop. La operación del circuito es semejante a su contraparte bipolar. Los transistores realizan la misma función que los resistores del punto anterior. Los transistores corresponden a los dos diodos. Actúan como interruptores que pueden abrirse o cerrarse bajo control de la línea de palabras. Cuando estos dos interruptores están cerrados, el contenido de la celda se transfiere a las líneas de bit. Como en el caso de la memoria bipolar, cuando se selecciona una celda en particular, su contenido puede volverse a escribir aplicando voltajes adecuados en las líneas de bit.

Tanto la celda bipolar, como su contraparte MOS, requieren un flujo continuo de corriente de suministro de energía, a través de una de las dos ramas del flip-flop. Son capaces de almacenar información indefinidamente, siempre y cuando se

mantenga este flujo de corriente. Por lo tanto se les conoce como memorias estáticas. Véase también RAM estáticas o SRAM.

La alta impedancia que se puede alcanzar en la tecnología MOS permite construir un tipo diferente de memoria conocido como memoria dinámica(DRAM). La memoria dinámica se basa en celdas simples, lo cual permite mayor densidad de bits y menor consumo de energía en relación con las configuraciones estáticas. Véase también RAM dinámica o DRAM.

Tipos de ram estática

1- SRAM

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

2 Sync SRAM

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

3 PB SRAM

Pipeline Burst Static Random Access Memory – Es un tipo de memoria estática pero que 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, y la más rápida de la actualidad con soporte para buses de 75 mhz ó superiores. Su velocidad de acceso suele ser de 4 a 8 nanosegundos.

Tipos de ram dinámica

1- DRAM

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

2 FPM

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

3 EDO RAM

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

4- SDRAM

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

5 PC100 o SDRAM de 100 mhz

Teóricamente es 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, o sea para que realmente funcionen a esos 100 mhz. Es usada en los AMD K6-2,Pentium II a 350 mhz y micros aún más modernos. La memoria PC100 es la más usada en la actualidad. Hay todavía realmente una gran confusión con respecto al módulo PC100, no se sabe de que consta. Hay varios módulos que se venden hoy como PC100 pero desgraciadamente, todavía no se opera fiablemente a los 100 mhz.

6 BEDO RAM

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

Algunas memorias recientes

1- ESDRAM

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

2- SLDRAM

Sysnclink DRAM - La SLDRAM es una DRAM fruto de un desarrollo conjunto y, en cuanto a la velocidad, puede representar la competencia más cercana de Rambus. Su desarrollo se lleva a cabo por un 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. La SLDRAM se encuentra actualmente en fase de desarrollo y se prevé que entre en fase de producción en el 2000. El ancho de banda de SLDRAM es de los más altos 3.2GB/s y su costo no seria tan elevado.

3- RDRAM

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

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

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

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