Tipos de memoria interna

1. MEMORIA PRINCIPAL

Todas las memorias que vamos a mencionar a continuación están formadas por semiconductores. Las memorias de los niveles más altos en la jerarquía de memoria suelen estar constituidas por biestables, mientras que las memorias de los niveles más bajos suelen estar fabricadas a base de condensadores.

1.1. VOLÁTILES

Se trata de memorias que necesitan alimentación eléctrica para mantener su información, si desaparece la alimentación eléctrica desaparece su contenido.

Son más rápidas que las no volátiles que veremos en el siguiente punto. Entre ellas se encuentran:

  • CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor): la BIOS se compone de una memoria ROM y una CMOS. Esta memoria CMOS es la que mantiene parámetros como prioridad de arranque de componentes (BOOT), la hora, fecha del sistema, … La memoria CMOS al ser volátil la mantiene la pila integrada en la placa base.
  • SRAM (Memoria Estática de Acceso Aleatorio – Static Random Access Memory)
    • Formadas por biestables que a su vez están formados por transistores.
    • No necesitan refresco, al contrario que las SDRAM que veremos a continuación.
    • Capacidad reducida.
    • Más caras y rápidas que las SDRAM.
    • Ejemplos: CACHÉ.
  • SDRAM (Memoria Dinámica Síncrona de Acceso Aleatorio – Synchronous Dynamic Random Access Memory) – Memoria Dinámica o con refresco
    • Formadas por condensadores, es por ello que necesitan ser constantemente refrescadas. La información que contienen necesita ser actualizada con cada ciclo de reloj.
    • Mayor capacidad que la SRAM.
    • Más lenta y barata que la SRAM.
    • Según su formato físico nos encontramos:
      • SIMM (Single In-Line Memory Module): Obsoleta. Se instalaban en parejas
      • RIMM (Rambus In-Line Memory Module):Obsoletas. Usadas en Pentium III y Pentium 4
      • DIMM (Dual In-Line Memory Module): memorias actuales usadas para ordenadores en torre, sobremesas y servidores.
      • SO-DIMM: memorias para portátiles. Son más estrechas que las DIMM
    • Encapsulado: TSOP, STSOP, BGA, FGBA, Micro BGA
      • DDR2 y DDR3 encapsulado BGA; FGBA, Micro BGA
    • Dual Channel, Triple Channel, Quad Channel

 

INCOMPATIBILIDAD:

No se pueden mezclar memorias de diferentes tipos

Se pueden mezclar, pero no es recomendable, memorias de diferentes velocidades y diferentes marcas

 

1.2. NO VOLÁTILES

Se trata de memorias que no necesitan alimentación eléctrica para mantener la información de manera indefinida. Son más lentas que las volátiles.

  • ROM (Read Only Memory – Memoria de Sólo Lectura)
    • Formada por semiconductores que solo permiten la operación de lectura. No pueden volver a escribirse.
    • Tiempo de acceso (ta) superior al de la memoria RAM.
    • La aplicación de las memorias ROM es almacenar el firmware de dispositivos electrónicos, el ejemplo más común es la BIOS de las computadoras.
  • PROM (Programable Read Only Memory)
    • Puede ser programada por el usuario mediante un dispositivo externo de escritura.
    • Una vez que la PROM ha sido grabada ya no puede volver a grabarse, es decir, se convierte en ROM.
  • EPROM (Erasable PROM)
    • Permite grabar y borrar su contenido varias veces.
    • La grabación se realiza aplicándole una tensión sólo a las celdas dónde se quiera escribir un bit.
    • Para borrar la celda programada se anula la carga almacenada por medio de rayos ultravioletas. El inconveniente es que tiene que borrarse toda la información de la memoria.
    • Son más costosas que las PROM.
  • EEPROM (Electrical Erasable PROM)
    • Borrable mediante impulsos eléctricos.
    • Se diferencia de la EPROM en que pueden borrarse bits (celdas) individualmente.
    • El borrado se realiza aplicando la misma tensión que para la grabación pero en sentido contrario, provocando la eliminación de la carga.
    • Son más costosas que las EPROM.
  • Memoria FLASH
    • Basadas en las EEPROM.
    • Ejemplos: pendrives y discos SSD.

2. MEMORIA CACHÉ

La memoria caché es una memoria volátil situada entre el procesador y la memoria principal de reducida capacidad y alta velocidad. Se encuentra en nivel 1 de la jerarquía de memoria. Almacena la información de la memoria principal más frecuentemente utilizada por la CPU para agilizar la transmisión de datos entre ambos.

Tiempo de acceso: 10ns

La idea básica consiste en situar una memoria rápida, lo más próxima posible a la CPU, que contenga bloques de varias palabras de memoria principal, de forma que el acceso de la CPU a memoria tenga un duración cercana a la duración de un ciclo de reloj de la CPU. La caché no puede ser muy grande porque cuanto mayor sea su capacidad, mayor será su tiempo de acceso.

Su implementación se realiza con memoria estática (SRAM), cuyo coste es más elevado. Se trata de una memoria asociativa, es decir, su acceso es por contenido y no por dirección. Normalmente su tamaño varía entre 64 y 256 KB, aunque en servidores su capacidad es superior.

Cuando la CPU solicita un dato, para que no tenga que acceder a la memoria RAM cada vez que necesite información, el controlador de la caché le lleva a ésta la información del bloque completo y no sólo la información solicitada, así, la siguiente vez que necesite un dato, primero buscará en la caché, y si lo encuentra, se ahorrará los ciclos de reloj necesarios para el acceso a la RAM. Cuando encuentra la información en la caché se dice que se ha producido “presencia o acierto”, mientras que si no la encuentra se produce “ausencia o fallo”, en cuyo caso el controlador se encarga de enviar las señales necesarias para que la información sea traída desde la memoria principal.

Las memorias caché en los procesadores multinúcleo se distribuyen en los siguientes niveles:  L1, L2, L3

Entre la 4ª y 10ª generación de procesadores Intel, los tres niveles de caché se encuentran dentro del microprocesador. La caché L3 es común a todos los núcleos del procesador.

3. REGISTROS

Se encuentra en el nivel 0 de la jerarquía de memoria. Estos registros suelen almacenar un solo bit. Lo forman biestables, de forma que cuando se quieren almacenar palabras (conjunto de 8 bits), se agrupan un grupo determinado de estos biestables.

Son el tipo de memoria más rápida, tiempos de acceso entre 0,25 ns y 0,5 ns

Jerarquía de Memoria

Existe una gran diferencia entre las velocidades de la CPU y memoria. Para acortar esa diferencia de velocidad se emplea un sistema […]

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