17. Las memorias En una computadora, las memorias son componentes esenciales o chips que sirven para almacenar tanto instrucciones de los diversos programas como información variada. Prácticamente, cada dispositivo de una computadora lleva una memoria incorporada. En efecto, las impresoras, las tarjetas de vídeo, el disco duro y el propio microprocesador, entre otros, cuentan con una memoria propia. El microprocesador extrae de las memorias los datos que necesita para ejecutar los diferentes programas y las distintas aplicaciones. Así mismo, guarda en ellas los datos intermedios que se generan al ejecutar cualquier programa. Entre los diversos tipos de memoria figuran: la memoria ROM, la memoria RAM y la memoria caché. La memoria ROM Éste es un tipo de memoria de sólo lectura que almacena, de modo permanente, un programa creado por el fabricante. En el caso de las computadoras personales, se trata del sistema básico de entrada/salida BIOS. Dicho sistema contiene un registro de instrucciones para que la computadora funcione adecuadamente, el cual no se pierde cuando el equipo es apagado. Por otra parte, cuando la computadora es encendida, el BIOS chequea automáticamente todos los componentes y reporta cualquier falla. Las memorias ROM se subdividen en: PROM (Programmable Read Only Memory o memoria de solo lectura programable): una vez que la PROM ha sido programada, los datos permanecen fijos y no pueden reprogramarse. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory o memoria de solo lectura programable): estos chips de memoria se programan después de su fabricación; se borran con luz ultravioleta. EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory o memoria de solo lectura programable borrable eléctricamente).
La memoria RAM Éste es un tipo de memoria de lectura y de escritura, es decir, se trata de una memoria de acceso aleatorio en la que se puede leer y escribir información. Al ser una memoria volátil, su contenido se pierde al apagar la computadora o al cerrar un archivo. La memoria RAM tiene tiempos de acceso mucho más rápidos y un ancho de banda más amplio que un disco duro. Por ello, se ha convertido en un elemento determinante para establecer la velocidad de una computadora. De hecho, una computadora tiene mayor velocidad cuando su memoria RAM es más grande. La memoria RAM se asemeja a un panel constituido por casillas que almacenan datos, denominadas posiciones de memoria. El microprocesador, por su parte, conoce exactamente la posición de cada dato en la memoria. Las posiciones de memoria están identificadas por un número, llamado dirección de memoria, que almacena un byte. Los chips de memoria RAM suelen ir conectados a unas placas denominadas bancos o módulos de memoria. Debido a que las computadoras necesitan una gran cantidad de posiciones de memoria para almacenar instrucciones y datos, tienen una memoria RAM cada vez mayor. Ciertamente, en poco tiempo, han pasado de contar con una capacidad de memoria RAM de 640 kilobytes (KB), de 256 megabytes (MB) o de 512 MB a cuatro GB. Actualmente, existen computadoras con uno o dos GB de memoria RAM, en promedio.
Tipos de memoria RAM según el tamaño SIMM (Single In-line Memory Module o módulo simple de memoria en línea) Consiste en una pequeña placa de circuito que almacena chips de memoria y se inserta en un zócalo SIMM de la tarjeta madre. Sus contactos o pines son redundantes, es decir, están unidos por ambos lados de la placa. Fue la primera memoria en ser utilizada. Presentaba 30 contactos en una sola de sus caras. Posteriormente, pasó a tener 72 contactos. DIMM (Dual In-line Memory Modul o módulo dual de memoria en línea) Consiste en una pequeña placa de circuito que almacena chips de memoria y se inserta en un zócalo SIMM de la tarjeta madre. Sus contactos o pines son redundantes, es decir, están unidos por ambos lados de la placa. Se trata de un pequeño circuito que contiene chips de memoria y se conecta directamente en las ranuras de la tarjeta madre. Se la reconoce externamente porque sus contactos o pines están separados en ambos lados del circuito. Cuenta con 72, 168, 184 y 240 contactos. Tipos de memoria RAM según el tamaño 22 Guíadesoportetécnico Cuenta con 72, 168, 184 y 240 contactos.
Clasificación de las memorias RAM según la posición de los contactos DRAM (Dynamic Random-Access Memory o memoria dinámica de acceso aleatorio) La memoria DRAM fue utilizada en los primeros módulos de memoria, es decir, tanto en los SIMM como en los DIMM. Era más económica que la memoria dinámica síncrona de acceso aleatorio o Synchronous Dynamic Random-Access Memory (SDRAM), pero también bastante más lenta. Por ello, con el tiempo, salió de circulación. Se trataba de un tipo de memoria asíncrona. Esto quiere decir que tenía una velocidad diferente a la del microprocesador. Sus tiempos de refresco (frecuencia de ventilación) eran bastante altos (entre 70 nanosegundos - ns y 80 ns). En sus últimas versiones, las memorias de tipo EDO-RAM llegaron a tener tiempos de refresco de entre 30 ns y 40 ns. SDRAM Las memorias SDRAM son las que se utilizan actualmente. Aunque por SDRAM se suele identificar a un tipo concreto de módulos de memoria, todos los módulos actuales son de este tipo. Se trata de memorias síncronas. Esto significa que tienen la misma velocidad de transferencia de datos que el microprocesador, con tiempos de acceso que, en los tipos SDRAM más recientes, son inferiores a 10 ns, en tanto que los más rápidos llegan incluso a cinco ns. Las memorias SDRAM se dividen, a su vez, en varios tipos (SDR, RIMM, DDR, DDR2, DDR3), como se puede observar en la siguiente clasificación.
Clasificación de las memorias RAM según la posición de los contactos SDRAM SDR (Módulo Single Data Rate o memoria RAM dinámica de acceso síncrono de tasa de datos simple) Los módulos SDR son del tipo DIMM. Generalmente, se los conoce como módulos SDR SDRAM. Estas memorias se diferencian de otras memorias RAM por tener dos muescas de posicionamiento. Así mismo, se caracterizan por tener 168 contactos y una velocidad de bus de memoria que va desde 66 MHz hasta 133 MHz, por realizar un acceso por ciclo de reloj y por su frecuencia de transferencia de datos, que se denomina PC66, PC100 o PC133, de 133 MHz. Este tipo de módulos fue utilizado en las computadoras Pentium II, hasta la salida de los equipos Pentium IV de Intel y de los microprocesadores Athlon XP compatibles con la arquitectura x86, diseñados por la empresa AMD (segunda mayor compañía de fabricación de microprocesadores), aunque las primeras versiones de estos últimos también podían utilizar memorias SDR. RIMM (Rambus In-line Memory Module o módulo de memoria Rambus en línea) Son memorias RAM que utilizan una tecnología denominada RDRAM, desarrollada a mediados de los años 1990 por la compañía Rambus, con el fin de introducir un módulo de memoria con niveles de rendimiento superiores a los módulos de memoria SDRAM. Se trata de módulos del tipo DIMM con 168 y 184 contactos. Tienen un bus de datos más estrecho que las memorias SDR, de sólo 16 bits (dos bytes), pero funcionan a velocidades mucho mayores (266 MHz, 356 MHz y 400 MHz). Son capaces de aprovechar doblemente cada señal, de modo que en cada ciclo de reloj envían cuatro bytes en lugar de dos. Este tipo de módulos fue utilizado en las primeras versiones de los procesadores Pentium IV, denominados Willamette, con socket 423.
DDR-SDRAM (Módulo Double Data Rate) Son módulos del tipo DIMM con 184 contactos. Se trata de una evolución de los módulos SDR. Presentan una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del centro del módulo. Además, tienen un bus de datos de 64 bits y una velocidad de bus de memoria de 100 MHz a 200 MHz. Sin embargo, dado que realizan dos accesos por ciclo de reloj, las velocidades efectivas de trabajo son de 200 MHz a 400 MHz. Por su velocidad de bus de memoria efectiva, estos módulos se denominan DDR-266, DDR-333 y DDR-400; por su ancho de banda y por su máxima capacidad de transferencia de datos, se denominan PC-2100, PC-2700 y PC-3200. Este tipo de módulos fue utilizado a partir de la salida al mercado de los procesadores Pentium IV y Thlon XP, tras el fracasado intento de Intel de imponer el tipo de memoria RIMM para los procesadores Pentium IV. DDR2-SDRAM (Módulo Double Data Rate 2) Se trata de una versión mejorada de los módulos DDR-SDRAM. Son módulos del tipo DIMM. Tienen una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del centro del módulo, aunque un poco más hacia el centro que en los módulos DDR. Tienen 240 contactos, un bus de datos de 64 bits y una velocidad de bus de memoria real de 100 MHz a 266 MHz, aunque los de 100 MHz no llegaron a ser comercializados. Estos módulos son capaces de realizar cuatro accesos por ciclo de reloj (dos de ida y dos de vuelta). Por ello, su velocidad de bus de memoria efectiva se obtiene multiplicando por cuatro su velocidad de bus de memoria real. Esto significa que tiene el doble de velocidad que una memoria del tipo DDR. Por su velocidad de bus de memoria efectiva, se denominan DDR2-533, DDR2-667 y DDR2-800); por su ancho de banda y por su capacidad de transferencia de datos, se denominan PC- 4200, PC-5300 y PC-6400). El ancho de banda de los módulos DDR2-SDRAM, así como de los módulos DDR, se calcula multiplicando por ocho su velocidad de bus de memoria efectiva (DDR-400 x 8 = PC-3200).
DDR3-SDRAM (Módulo Double Data Rate 3) El último y más reciente tipo de memorias, también SDRAM, es el DDR3, que no es compatible con las memorias DDR2, por lo que el objetivo de su comercialización es sustituirlas. Estos módulos tienen una sola muesca de posicionamiento situada, esta vez, a la izquierda del centro del módulo. Cuentan con un módulo tipo DIMM, cun un bus de datos de 64 bits y con 240 contactos. Así mismo, se caracterizan por tener una velocidad de bus de memoria real de 100 MHz a 250 MHz y una velocidad de bus de memoria efectiva de 800 MHz a 2000 MHz (el doble que una memoria DDR2, a la misma velocidad de bus de memoria real). También tienen un consumo de energía de cero a 1.5 voltios (de 16% a 25% menos que una memoria DDR2) y una capacidad máxima de transferencia de datos de 15 GB por segundo. La memoria caché La memoria caché es otro tipo de memoria RAM de la computadora. En ella, se guardan los datos transferidos recientemente y que son necesarios para acelerar el trabajo del equipo. Al igual que el microprocesador, la memoria caché tiene una gran velocidad de procesamiento de datos. Existen dos tipos de memoria caché: la externa o memoria caché L2, que está situada entre el microprocesador y la memoria RAM, y tiene una capacidad que va desde 128 KB y 256 KB hasta 512 KB; y la interna o memoria caché L1, que se localiza dentro del microprocesador,y tiene una capacidad que va desde 512 KB y 1 024 KB hasta 2 048 KB, y es algo más rápida pero también más cara que la memoria caché L2.