Präsentation

Las Unidades de Memoria

Ing. RAUL HINOJOSA SANCHEZ

Sistemas Digitales

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¿Qué es la Memoria?

• La memoria es el ente que almacena la información. Las operaciones básicas que se van a efectuar con las memorias son la escritura y la lectura.  

La escritura o almacenamiento consiste en grabar los datos en una determinada posición.

La lectura consiste en obtener la información contenida en una posición determinada

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Organización de las Memorias

EEprom

Memorias del Computador

RAM ROM

Dinámicas

Estáticas

Prom

Eprom

SECUNDARIAS

Discos Duros

Discos Flexibles

Discos Opticos

Cintas Magnéticas

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Memoria RAM: Definición• La memoria principal o RAM (Random Access Memory) Memoria de

Acceso Aleatorio.

Es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento. Físicamente, los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos. La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se borra al apagar el ordenador.

Ejemplo de memoria RAMEjemplo de memoria RAM

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Tipos de memoria RAM• SRAM (memoria RAM estática):  

Utiliza switch flipflop en vez de transistores.

No necesita tener ciclos de REFRESH, es más rápida; pero tiene las desventajas de ser más costosa.

Necesita más espacio físico por lo que posee baja capacidad de memoria.

Es utilizada como memoria Caché L1

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Tipos de memoria RAM

• DRAM (memoria RAM dinámica)

Es la que se usa comúnmente en los PC. Utiliza condensadores controlados por transistores.

Se le conoce como dinámica, debido a que cada bit debe TENER UN CLCLO DE REFRESH" en un cierto período de tiempo, para que no se pierda la información.

Cuando el condensador tiene más de 50% de su carga, se considera como un 1, cuando tiene menos del 50% se considera como 0, por lo tanto para que esta información se mantenga se debe recargar el condensador, muchas veces por segundo. Representan la mayor cantidad de memoria RAM de un computador

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Tipos de memoria DRAM• DRAM de Fast Page Mode (FPM)

Son más rápidas que las generaciones previas de memorias DRAM, por tener la habilidad de trabajar con páginas.

• DRAM Extended Data Out (EDO)Utiliza la dirección anterior para buscar la siguiente aumentando la velocidad en un 40 %.

• Syncronous DRAM (SDRAM)Se sincroniza con el oscilador del procesador, de manera de transmitir datos en forma más eficiente. Hoy en día es la que más se ocupa.

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• PC-100 SDRAMUsa tecnología SDRAM y fue diseñada para trabajar con chipsets i44IBX de procesadores INTEL. Estos trabajan con un bus de 100 MHz.

• PC-133 SDRAMIgual al anterior, pero con la capacidad de soportar un bus de 133MHz.

• BEDO (burst Extended Data Output)Reduce los tiempos de espera del procesador, ya que transfiere datos en forma de ráfagas (bursts).

• RDRAM (Direct Rambus DRAM)Es un tipo de memoria de 64 bits que puede producir ráfagas de 2ns y puede alcanzar tasas de transferencia de 533 MHz, con picos de 1,6 GB/s

Tipos de memoria DRAM

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Memoria Rambus

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• DDR SDRAMActiva la salida de memoria con el flanco de subida y de bajada del reloj del sistema. Con esto se logra doblar la velocidad.

• ESDRAMPretende eliminar problemas propios de las RAM en forma interna, es decir, en su estructura.

• SLDRAMSe cree que puede ser la memoria a utilizar en los grandes servidores por la alta transferencia de datos. Aun esta en proceso

Tipos de memoria DRAM

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Otras Memorias• Video RAM:

Es el tipo de memorias RAM utilizadas en tarjetas gráficas. La más común es la VRAM. Utilizan dos puertos de acceso, uno para refrescar la imagen de video, y la otra para la información a utilizar. Su mayor función es la de dar una gran velocidad gráfica sin sacrificar la del CPU

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Módulos de Memoria• DIP (dual in line package)

Las primeras memorias en utilizarse. El chip iba en un soquete dentro de la misma placa madre.

PROBLEMA: Falta de espacio en placa para aumentar el número de memorias.SOLUCIÓN: Poner los componentes de la memoria en un circuito impreso llamado modulo de memoria

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• Se caracterizan con números, como por ej: 8x32 o 4x16: esto indica el número de chips, multiplicado por la capacidad del chip en megabytes

• SIMM (single in-line memory module): - Es el primer tipo de memoria estandarizada.- Módulos de 30 pins y 9 x 12 cms.- Necesidad de utilizarlos en pares de igual memoria y velocidad debido

a que el ancho del bus es mayor que el de un solo módulo

• DIMM (dual in-line memory module):- Módulos de 168 pines y 14 x 2,5 cm.- Capacidades entre 8 y 128 MB por módulo.- Se pueden utilizar en pares o solas.- Permiten mayores velocidades que las SIMM

Módulos de Memoria

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Módulos de Memoria• RIMM (rambus in-line memory module):

- Utiliza un bus especial para alcanzar mayores velocidades.

• SODIMM (small outline dual in-line memory module):- Módulos de 144 pines y 5 x 2,5 cm.- Capacidades entre 16 y 512 MB por módulo.- Utilizado mayormente en laptops

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Módulos de Memoria

Módulo SIMM..

Módulo DIMM

Módulo SODIMM.

entrada

salida

leer/escribir (1/0)

seleccionar

S

R

Q

Celda de memoria

Estructura Interna de la Memoria

entrada

salida

leer/escribir (1/0)

seleccionar

S

R

Q

Celda de memoria

BCentrada

seleccionar

salida

leer/escribir (1/0)

BC BC BC

BC BC BC

BC BC BC

BC BC BC

Dato de entrada (3 bits)

Dato de salida

leer/escribir

Entrada de selección de memoria

Decoder2×4

D0

D1

D2

D3

A0

A1

Unidad de memoria de 4 × 3 bits

BC BC BC

BC BC BC

BC BC BC

BC BC BC

Dato de entrada (3 bits)

Dato de salida

leer/escribir

Entrada de selección de memoria

Decoder2×4

D0

D1

D2

D3

A0

A1

A0 A1D0 D1 D2 D3

0 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0

1 1 0 0 0 1

Decoder2×4

Unidad de memoria RAM (random access memory)

Unidad de memoria de 1024 × 16 bits

Celda de memoria

RAM bit slice

16 x 1 RAM

16 x 1 RAM usando celdas de 4 x 4

Chip 64 x 8 RAM

64 x 256 RAM usando 4 chips 64 x 8 RAM

64 x 16 RAM usando 2 chips 64 x 8 RAM

Memoria ROM (read only memory)

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Memorias ROM• ROM (MEORY ONLY READ)

Almacena datos en forma permanente p. e. BIOS

• PROM (ROM PROGRAMABLE)Es un dispositivo que puede ser grabado pero no puede borrarse. Su programación tarda menos de 25 nsSu programación es a través de fusible que se queman y no permiten su reprogramación.

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Memorias ROM• EPROM (ROM PROGRAMABLE BORRABLE)

El proceso de borrar los datos tarda de 5 – 30 minutos con luz ultravioleta.

• EEPROM (ROM ELECTRICAMENTE PROGRAMABLE BORRABLE O FLASH ROM)Puede ser programada y borrada eléctricamente sin ser removida del sistema.

Flash ROM: Se utiliza para que el BIOS del sistema inicialice los dispositivos de hardware y establecer los parámetros necesarios para el Sistema Operativo.

Desde que los contenidos del Flash ROM pueden ser modificados, los usuarios son capaces de actualizar el BIOS por sí mismos.

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Tipos de Memoria y CaracterísticasTipoTipo RAM/RAM/

ROMROMCapaci-Capaci-

daddadTiempo de Tiempo de

AccesoAccesoFabricaciónFabricación

2016 RAM 2048*8 100ns Estática

2114 RAM 1024*4 200ns Estática

4116 RAM 16348*1 150ns Dinámica

2716 EPROM 2048*8 450ns Prog. Elect. Y borrable por luz Ultra-Violeta

2464 EPROM 8192*8 450ns Prog. Elect. Y borrable por luz Ultra-Violeta

2816 EEPROM 2048*8 250ns Prog. Elect. Y borrable por luz Ultra-Violeta

3628 PROM 1024*8 80ns Prog. Y Borrable eléctricamente

Lógica interna de una ROM de 32 × 8

ROM de 32 × 8 Ejemplo de tabla de verdad

Programación de ROM de 32 × 8 del ejemplo anterior

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Memoria Cache• Es un proceso que en muchos casos

permite mayor velocidad de acceso a la información que la memoria RAM.

• Permite almacenar pequeñas cantidades de información que se están utilizando continuamente.

• Existen diferentes niveles:– Caché L1 (DATOS): Acceso a la

velocidad del procesador 10 ns, 4 – 512kbytes).– Caché L2 (INSTRUCCIONES): Del tipo SDRAM 20 – 30 ns, 128 – 2MB kbytes).

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Organización de las Memorias en el

Computador

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Estructura Interna de la Memoria

Los terminales o pines de conexión comunes para todos los dispositivos de MEM son:

• Las entradas de dirección

• Entrada ó Salida de datos

• Algún tipo de entrada de selección

• Entradas de control que son utilizadas para seleccionar una operación de lectura ó escritura.

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Estructura Interna de la Memoria• Conexiones para Direcciones

Todos los dispositivos de MEM tienen entradas de dirección que seleccionan una localidad de MEM dentro del dispositivo.

El número de terminales de dirección en un dispositivo de MEM, se determina por el número de localidad o posiciones de las MEM.

1K – 4M localidades de MEM

1K tiene 10 direcciones A0 – A9 210 Combinaciones2K tiene 11 direcciones A0 – A10 211 Combinaciones4K tiene 12 direcciones A0 – A11 212 Combinaciones1M tiene 20 direcciones A0 – A19 220 Combinaciones

MEM

Direcciones

BUS

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Estructura Interna de la Memoria• Conexiones para Datos: Tienen conexiones para un conjunto de entradas, y

salidas de datos.

Por lo común son de 8 bits c/u. los que le almacenan en cada posición de memoria el ancho normal es de: 8 bits 16 bits 32 bits byte 2 bytes 4 bytes

De acuerdo a su capacidad normalmente se les denomina:

1024 de posiciones y 8 bits c/u. 1K x 8 = 8K

16K x 1 = 16K 64K x 4 = 256K

MEM

Direcciones

BUS

DatosBus

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Estructura Interna de la Memoria• Conexiones de Control: Todos los dispositivos de MEM tienen por lo menos

1 entrada de control.

– R/W (Lectura/Escritura)– Enable (Habilitador)– Chip Select (Selector de Chip) (CS)

BUS

BusMEM

Direcciones

Datos

Selección/ControlBus

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Memoria de Paridad ó Chequeo de Paridad

• Utilizado en servidores y computadoras en que se no se pueden cometer errores.

• Cada 8 bite existe 1 bite extra.

• Al llegar un dato a la memoria, el chip cuenta la cantidad de 1s.

• Si el total es par, el bite extra se pone en 1. De lo contrario se pone en 0.

• Cuando se saca la información se cuenta la cantidad de 1s nuevamente.

• Si el total es par y el bite extra esta en 1, la información es válida. De lo contrario e inválida y el proceso se repite.

• Existe otro sistema llamado ECC, que corrige el error

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Configuración de la Memoria en la PC• Rango de posiciones de Memoria

640K

384K

1M - ?MB1MB de Memoria8086 – 486 - Pentium

Memoria AmpliadaMemoria XMS

MemoriaReal

MemoriaEMS

Memoria Baja

Memoria Alta

Rango: 00000H

Rango: FFFFFH

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Bloques de Memoria• Tres métodos de formar una memoria de 256*8 bits

RAM 256*8

RAM256*1

RAM256*4

8 Bits 4 Bits (1-4)4 Bits (5-8)

1 Bit (1)

1 Bit (8)

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Memorias SIMM MOTOROLA

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Memorias SIMM MOTOROLA

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Memorias RAM CMOS Dinámicas

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Memorias RAM CMOS Dinámicas

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Memoria ROM CMOS

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Memoria ROM CMOS