tipo de memorias ram carlos norabuena

U L A D E C H - 2 0 1 2

2012

FACULTAD

INGENIERIA

ESCUELA

ING. DE SISTEMAS

DOCENTE

Dr. Ing. CIP Jos G. Saldaa

Tirado

ALUMNO

NORABUENA HUERTA CARLOS

AO

2012

HUARAZ - PERU

ARQUITECTURA

DEL COMPUTADOR TIPOS DE MEMORIAS RAM EXISTEN EN LA ACTUALIDAD Y

CUALES SON LAS USADAS ESPECIFIQUE, COMPARE LAS

CARACTERSTICAS Y DEFNALA

TIPOS DE MEMORIAS RAM EXISTEN EN LA ACTUALIDAD Y CUALES SON

LAS USADAS ESPECIFIQUE, COMPARE LAS CARACTERSTICAS Y DEFNALA

1. LA MEMORIA RAM

Es la parte del esqueleto que junto al procesador y la tarjeta madre forman la parte

medular de una computadora. En la memoria RAM almacenamos temporalmente

datos que permiten al sistema recuperarlos y trabajar con ellos cuando sea necesario,

as cuando un programa se ejecuta, parte de l se almacena en la memoria RAM para

poder ser accedido de manera rpida por el procesador, as tambin los sistemas

operativos (Windows, Linux, MacOS, etc...).

La palabra RAM proviene de sus siglas en ingls Random Access Memory que

significa Memoria de Acceso Aleatorio, es decir, que se puede acceder a cualquier dato

de la memoria indicando la direccin del cajn que lo contiene, sin tener que revisar

varios en hilera para encontrar un dato.

2. TIPOS DE MEMORIA EN LA ACTUALIDAD CARACTERISTICAS Y DIFERENCIAS

Cada vez que un procesador y/o una tarjeta madre para computadora mejoran, as mismo mejora la tecnologa de las memorias RAM, esto es por que los tres trabajan en conjunto y no se debe permitir el rezago de alguno de ellos ya que afectara en velocidad y performance al sistema completo.

- SDR SDRAM

Proviene del ingls Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory que en espaol significa Tasa de transferencia de datos simple Memoria de Acceso aleatorio dinmica sncrona. Y se refiere a sncrona puesto que a partir de este modelo de memoria, los ciclos de reloj, se sincronizan con los del bus proveniente del puente norte hacia el procesador, evitando as que el procesador espere tiempo para recibir datos de la memoria RAM.

En este tipo de memoria tiene como salida 64 bits (8 bytes) por ciclo de reloj y el controlador de memoria dentro del puente norte de la tarjeta madre es el que indica si los datos Van hacia la memoria RAM o Vienen de sta.

Ejemplos de Memoria SDRAM:

PC-100 (a 100 Mhz)

PC-133 (a 133 Mhz)

- DDR SDRAM

Donde DDR = en ingls Double Data Rate en espaol doble tasa de transferencia de datos. Esta actualizacin a la memoria RAM permite transportar bits tanto en la parte alta del pulso de reloj como en la parte baja, permitiendo que se pueda duplicar la tasa de transferencia de la memoria de manera virtual mediante una tcnica llamada Double Data Pumping.

(Ciclo de reloj parte positiva y parte negativa)

La nomenclatura de las memorias a partir de este punto se comienza a estandarizar como veremos a continuacin:

EJEMPLOS DE MEMORIA DDR SDRAM:

Nombre Estndar

Frecuencia del reloj principal. (MHz)

Frecuencia de salida / entrada

Nombre del mdulo

Ancho de Banda MB/s

DDR-266 133 133 PC-2100 2100

DDR-400 200 200 PC-3200 3200

El Nombre Estndar es el que comercialmente podemos ver cuando nos ofrecen una memoria RAM DDR SDRAM, nos sirve para identificar rpidamente la tasa de transferencia a la que se envan datos. Si multiplicamos este nmero por 8 bytes / ciclo (64 bits / ciclo) obtendremos el Ancho de Banda que maneja la memoria.

Ahora si sabemos que en una memoria DDR (Double data rate - doble tasa de transferencia) la Tasa de transferencia es igual al doble de la frecuencia de salida, tenemos inmediatamente la frecuencia que maneja el bus frontal hacia nuestro procesador, dejndonos ver si la memoria es compatible o no con ste.

El nombre del mdulo trae adherido a l, el ancho de banda en Mega Bytes por segundo (MB/s) que maneja la memoria.

El clculo del ancho de banda para la memoria DDR-400 se da de la siguiente manera:

(64 bits) por ciclo de salida o entrada [Input/Output] / (8 bits por byte) = 8 bytes/ciclo.

8 bytes/ciclo I/O X 200 MHz (Mega ciclos por segundo) de la frecuencia I/O = 1,600 MB/s.

Pero como muestreamos en la cresta y en el valle de la seal del reloj, podemos enviar el doble de bytes por ciclo de reloj (Double data rate) => 1,600 MB/s X 2 = 3,200 MB/s.

Y en reversa si quisiramos saber cual es la frecuencia de I/O (salida o entrada) de nuestra memoria y supisemos que es un mdulo PC-2100:

Como sabemos que es una memoria DDR y sabemos que obtiene un multiplicador de 2 por enviar un bit en la cresta y un bit en el valle (doble tasa de transferencia) de los ciclos de reloj:

2,100 MB/s dividido por 2 = 1,100 MB/s

1,100 MB/s dividido por 8 bytes/ciclo de I/O = 137.5 MHz

que es aproximadamente 133 MHz.

Esta aproximacin se da para efectos prcticos de nomenclatura

Es sano mencionar que estas frecuencias tienen tolerancias establecidas por el fabricante, por lo que conviene comprar memoria RAM de buena calidad y no genricas para acercarnos lo ms posible al valor nominal de las memorias.

REFERENCIA TECNOLGICA:

Puesto que la velocidad del Bus Frontal de los procesadores incrementaba dramticamente y cuestiones fsicas de interferencia en las memorias RAM impedan elevar los ciclos por segundo (Hertz [Hz]), se opta por introducir un segundo reloj (DDR2) que va desfasado del primero X grados, para poder muestrear a mitad de los ciclos de reloj del primero y as poder simular tener ms velocidad en el reloj principal de salida de la memoria RAM.

DDR2 SDRAM

Es una actualizacin de la memoria DDR SDRAM en la que se incorpora un buffer (un circuito que permite preparar informacin para ser transportada fuera / dentro de la unidad) con capacidad para almacenar 4 bits para el almacenamiento temporal de informacin.

As mismo se incorpora un segundo reloj a la misma frecuencia que el primero pero desfasado 90 con respecto a ste para poder muestrear los bits a la mitad de la cresta y valle del ciclo del reloj principal.

(Ciclo de reloj principal parte positiva y parte negativa, se muestra el tiempo en el que el segundo reloj desfasado 90 registra los valores de otros dos Bits)

De esta manera se logra aumentar al doble el valor de la frecuencia normal del reloj a la entrada / salida de la memoria (frecuencia de I/O), pudiendo as alcanzar las altas frecuencias (Hertz [Hz]) que manejan los Buses Frontales hacia el procesador.

El costo de tener un buffer es que representa mayor retraso en la seleccin de la direccin donde queremos acceder (Latencia CAS). Siendo que para DDR la latencia va de 2 a 3 ciclos mientras que en la DDR2 va de 3 a 6. Esto por tener que esperar la operacin del buffer, sin embargo el poder transportar datos al doble de frecuencia de salida que las DDR SDRAM sin necesidad de aumentar realmente el reloj principal de la memoria es un gran beneficio, puesto que el procesador no se alentara por la ley del componente mas lento, esperando a que la memoria enve datos.

Ejemplos de memoria DDR2 SDRAM:

Nombre Estndar



Nombre del mdulo

Ancho de Banda MB/s

DDR2-533 133 266 PC2-4200 4200

DDR2-800 200 400 PC2-6400 6400

Aqu a comparacin de las memorias DDR la Frecuencia de salida / entrada es el doble por la implementacin del buffer y la tcnica Quad Data Pumping.

El clculo del ancho de banda para la memoria DDR2-800 se da de la siguiente manera:


La frecuencia de entrada / salida es ahora dos veces el valor de la del reloj principal, por lo tanto 200 MHz de la frecuencia principal X 2 = 400 MHz de la frecuencia I/O


Pero como muestreamos en la cresta y en el valle de la seal del reloj, podemos enviar el doble de bytes por ciclo de reloj => 3,200 MB/s X 2 = 6,400 MB/s.

Y en reversa si quisiramos saber cual es la frecuencia de I/O (salida o entrada) de nuestra memoria y supisemos que es un mdulo PC2-4200:

Como sabemos que es una memoria RAM DDR2 y sabemos que obtiene un multiplicador de 2 por enviar un bit en la cresta y un bit en el valle de los ciclos de reloj:




DDR3 SDRAM

Vara con respecto a DDR2 en que la separacin entre componentes electrnicos es menor, provocando as, que se requiera menos energa para transportar datos.

Aqu se logra desfasar de nuevo el reloj obteniendo:

(Ciclo de reloj principal parte positiva y parte negativa, se muestra el tiempo en el que el desfase de relojes permite ahora la lectura a 1/8 del tiempo)

Los voltajes de la DDR3 son de 1.5 Volts mientras que para las DDR2 y anteriores iba de los 1.8 V a los 2.5 V. Este tipo de memoria es muy bien aprovechada por equipos mviles que requieren menor consumo de energa para aprovechar mejor el uso de su batera.

Ejemplos de memoria DDR3 SDRAM:

Nombre Estndar



Nombre del mdulo

Ancho de Banda MB/s

DDR3-1066 133 533 PC3-8500 8500

DDR3-1600 200 800 PC3-12800 12800

El clculo del ancho de banda para la memoria DDR3-1600 se da de la siguiente manera:


La frecuencia de entrada / salida es ahora cuatro veces el valor de la del reloj principal, por lo tanto 200 MHz de la frecuencia principal X 2 = 800 MHz de la frecuencia I/O


Pero como muestreamos en la cresta y en el valle de la seal del reloj, podemos enviar el doble de bytes por ciclo de reloj => 6,400 MB/s X 2 = 12,800 MB/s.

Y en reversa si quisiramos saber cual es la frecuencia de I/O (salida o entrada) de nuestra memoria y supisemos que es un mdulo PC3-8500:

Como sabemos que es una memoria RAM DDR2 y sabemos que obtiene un multiplicador de 2 por enviar un bit en la cresta y un bit en el valle de los ciclos de reloj:




CARACTERSTICAS GENERALES DE LAS MEMORIAS RAM

Aunque la mayora de los aspectos aqu presentes apliquen para varios tipos de memoria, solo se enfocar a las actualmente conocidas como memorias SDR SDRAM. Si desea saber ms acerca de las memorias anteriores, le invito a visitar la seccin Historia de las Computadoras que prontamente colocar.

CAPACIDAD DE MEMORIA:

Las tarjetas de memoria RAM almacenan temporalmente informacin con la que trabajamos, esta informacin normalmente la obtenemos de un disco duro u otro dispositivo de almacenamiento. Sin embargo sabemos que los dispositivos mecnicos son mucho ms lentos que los electrnicos y una memoria RAM es electrnica, as que mientras mayor sea su capacidad de almacenar temporalmente ms informacin, menos se tardar nuestra computadora en procesarla ya que evitar ir hasta el disco duro a solicitarla.

Se mide en bytes y las memorias ms comunes soportan 512 Mbytes, 1 Gbyte, 2 Gbytes o 4 Gbytes.

TASA DE TRANSFERENCIA:

Mide cuanta informacin puede enviar y recibir una memoria RAM por segundo mediante un solo canal.

Se mide en MiB/s (Mega bits por segundo). Este nmero se suele indicar a la derecha en el nombre estndar de la memoria (DDR 266, DDR2 800).

ANCHO DE BANDA:

Es la cantidad total de datos que puede enviar y recibir una memoria RAM tomando en consideracin todos sus canales. Las memorias SDRAM estn hechas de manera que pueden transferir 64 bits en paralelo (al mismo tiempo), esto es igual a 8 bytes.

Entonces para calcular el Ancho de banda de las memorias RAM, se puede utilizar la tasa de transferencia y multiplicarla por 64 (de los 64 canales simultaneos) y nos expresara una cantidad en MiB/s (Mega bits por segundo) sin embargo el Ancho de Banda se suele representar en Mega Bytes por lo que habr que dividir entre 8 para que el ancho de banda quede en MB/s (Mega bytes por segundo).

" Clculo Rpido: Multiplicando directamente la tasa de transferencia por 8, nos d el Ancho de Banda en MB/s. (DDR2-800 = PC3200) donde 800 es la tasa de transferencia en MiB/s y 3200 los MB/s del ancho de banda."

FRECUENCIA DEL RELOJ PRINCIPAL:

Es la frecuencia a la que fsicamente trabaja la memoria RAM de manera normal sin utilizar ninguna tcnica de muestreo data pumping. Se mide en Mega ciclos por segundo [MHz].

FRECUENCIA DEL RELOJ ENTRADA /SALIDA:

Esta frecuencia en las memorias SDRAM es la que se sincroniza con el bus que va puente norte de la tarjeta madre hacia el procesador. Tambin se mide en Mega ciclos por segundo [Mhz].

Para lograr frecuencias muy altas las memorias RAM se auxilian de 2 o ms relojes internos desfasados entre si, utilizados en la tcnica de muestreo data pumping y poder duplicar cuaduplicar la frecuencia del reloj principal sin afectar los componentes fsicos.

Es muy importante considerar esta frecuencia de entrada / salida de la memoria RAM ya que esto afectar directamente el rendimiento de nuestro equipo. Esta frecuencia debe de ser lo ms parecida al Bus Frontal del Procesador, ya que si no, uno u otro ira a la velocidad del ms lento.

Para poder darse una idea de lo importante que es que la frecuencia de la RAM y la del Bus que va al procesador sean lo ms parecidas, imagine que tiene un automvil deportivo; si lo corre en una pista de carreras seguro ir rpido; pero que pasar si lo mete a terracera con

piedras que obstaculizan y daan su automvil? Seguro que va ms lento que en la pista de carreras.

Esto es lo que pasa cuando el bus de entrada del procesador es mas rpido que la frecuencia de trabajo de las memorias RAM o viceversa, es decir, el RAM es ms rpido que este bus. Por lo que convendra conseguir dos dispositivos de la misma velocidad para no afectar nuestra economa ni el rendimiento de la computadora.

Aqu aplica la ley de vamos con el mas lento del grupo y siempre la velocidad del dispositivo ms lento es el que manda sobre la velocidad de los otros componentes.

TIEMPO DE ACCESO:

El tiempo necesario para obtener un dato de la memoria RAM desde que le es solicitado del controlador de la memoria (puente norte en la tarjeta madre) hasta la salida de informacin por los pines de la RAM se le llama Tiempo de Acceso.

Para poder comprender la existencia de los retrasos veamos como funciona una memoria RAM:

En primer lugar llega la peticin con la direccin de la hilera que queremos acceder. El tiempo que tarda en seleccionar esta hilera se le llama RAS (Row Address Strobe).

Posteriormente a esto, se puede accesar a una o ms columnas dentro de una misma hilera. El tiempo que tarda en seleccionar la columna, preparar el estado de lectura / escritura y realizar la operacin se llama CAS (Column Address Strobe).

Para poder acceder a otra hilera, se requiere cerrar la de trabajo actual. Al tiempo que transcurre durante esta operacin se llama tiempo de precarga.

A la suma del RAS y el CAS se le llama tiempo de actividad (dentro de una hilera).

Como podemos ver son varios los retrasos que surgen al operar una memoria RAM, sin embargo el ms representativo de todos es el retraso al seleccionar una direccin de columna (Latencia CAS).

Latencia CAS (Column Address Strobe) CL de CAS Latency en ingls ste es el retraso ms sobresaliente por lo general es el nico que se muestra cuando se adquiere una memoria RAM.

La latencia CAS es el retraso de tiempo que se tiene al seleccionar una direccin de columna, leer o escribir un dato en la direccin deseada y preparar esta informacin para su envo.

En las memorias SDRAM (sncronas) la CL (CAS Latency) se mide en ciclos de reloj mientras que anteriormente (DRAM asncronas) se meda en nano segundos (ns).

Algo muy importante de mencionar es que la Latencia CAS de las memorias RAM DDR es menor a la de las DDR2 y DDR3 puesto que las memorias DDR2 y DDR3 incluyen un buffer (circuito electrnico para almacenar datos temporalmente y conectar a una interfaz) que permite el almacenamiento de 4 bits por ciclo de reloj, el acceso y llenado de este buffer incrementa el retraso CAS.

LAS MEMORIAS RAM MAS UTILIZADAS ACTUALMENTE

La mas utilizada Son las DDR2 y las DDR3, algunas de sus caractersticas son: Las memorias DDR2 son una mejora de las memorias DDR (Double Data Rate), que permiten que los bferes de entrada/salida trabajen al doble de la frecuencia del ncleo, permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro transferencias. Operan tanto en el flanco alto del reloj como en el bajo, en los puntos de 0 voltios

y 1.8 voltios, lo que reduce el consumo de energa en aproximadamente el 50 por ciento del consumo de las DDR, que trabajaban a 0 voltios y a 2.5.

Terminacin de seal de memoria dentro del chip de la memoria ("Terminacin

integrada" u ODT) para evitar errores de transmisin de seal reflejada.

Mejoras operacionales para incrementar el desempeo, la eficiencia y los mrgenes de tiempo de la memoria.

Latencia CAS: 3, 4 y 5.

Tasa de transferencia desde 400 hasta 1024 MB/s y capacidades de hasta 2x2GB actualmente.

Su punto en contra son las latencias en la memoria ms largas (casi el doble) que en la DDR.

Algunas marcas de estas memorias son: STD, Transcend, Kingston, Buffalo, NEC, Elixir, Vdata, TRCND, OCZ, Corsair, G. Skill.

tipo de memorias ram carlos norabuena

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