Arquitectura de memorias RAM, ROM Y CACHE
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El documento describe las arquitecturas de memorias RAM, ROM y caché en computadoras, detallando sus características, ventajas y desventajas. La memoria RAM es volátil y se utiliza para almacenar datos temporales, mientras que la memoria ROM es no volátil y almacena información permanente. La memoria caché, rápida y también volátil, mejora el rendimiento del procesador al almacenar datos e instrucciones de acceso frecuente.
Arquitectura de memorias RAM, ROM Y CACHE
- 1. INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE VALLADOLID ARQUITECTURAS DE MEMORIAS Memoria RAM Memoria ROM Memoria Caché Elaborado por la docente: M.E. Yesenia Cetina
- 2. • La memoria principal o RAM (Random Access Memory o Memoria de acceso aleatorio) • Es donde el computador guarda o recupera los datos que está utilizando en el momento. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida. • sobre la que se pueden efectuar operaciones de lectura y escritura. Definición: MEMORIA RAM
- 3. CARACTERÍSTICAS Localización: Interna (se encuentra en la placa base) Capacidad: Hoy en día no es raro encontrar ordenadores PC equipados con 8, 16 ó 32 Gb de memoria RAM. Método de acceso: La RAM es una memoria de acceso aleatorio. Velocidad de acceso: Actualmente se pueden encontrar sistemas de memoria RAM capaces de realizar transferencias a frecuencias del orden de los Gbps (gigabits por segundo). Volátil: Es decir, requiere de alimentación eléctrica para mantener la información.
- 4. Ventajas de la memoria RAM Acceso a un mayor número de aplicaciones y juegos que requieren más memoria. Económicas. Baja potencia. No sufrir reducciones de velocidad al tener muchos programas abiertos. Desventajas de la memoria RAM Son utilizadas como memoria principal y es mucho más lenta que la memoria caché No puedes usarla en una PC antigua
- 5. ARQUITECTURA DE LA MEMORIA RAM
- 6. FUNCIONAMIENTO DE LA MEMORIA RAM • La memoria principal o RAM es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. • Es de acceso aleatorio
- 7. PROCESO DE CARGA EN LA MEMORIA RAM • Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM. • El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos.
- 8. PROCESO DE CARGA EN LA MEMORIA RAM • Es una memoria dinámica, lo que indica la necesidad de “recordar” los datos ala memoria cada pequeños periodos de tiempo, para impedir que esta pierda la información. • Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos. “Random Access”, acceso aleatorio, indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden.
- 9. PROCESO DE CARGA EN LA MEMORIA RAM Las posiciones de memoria están organizadas en filas y en columnas. • En ese momento la RAM coloca los datos de esa posición en la salida, si el acceso es de lectura o coge los datos y los almacena en la posición seleccionada, si el acceso es de escritura en predeterminado.
- 10. PROCESO DE CARGA EN LA MEMORIA RAM • Cada celda de la RAM tiene una ubicación o nombre en una nomenclatura aceptada por la comunidad científica: el sistema hexadecimal. Cada depósito de un dato en la memoria (operando, resultado, etc.) se ubica por una dirección en hexadecimal
- 13. Ejemplos de memoria RAM
- 14. PC100 SDR (1998) Tipo : DRAM Velocidad:100 MHz (PC100) Transferencia:800 MB/s. Pines:168 PC1600 DDR (2001) Tipo : DRAM Velocidad:100 MHz Transferencia:2664MB/s Pines:240 DDR2- 333 (2006) DDR2- 1200 (2006) Tipo : DDR Velocidad:100 MHz Transferencia:1600 MB/s. Pines:184 DDR3- 1066 (2007) DDR3- 2200 (2007) DDR4 (2013) Tipo : DRAM Velocidad:300MHz Transferencia:8530 MB/s. Pines:240 Tipo : DRAM Velocidad:133MHz Transferencia:9600 MB/s. Pines:240 Tipo : DRAM Velocidad:350 MHz Transferencia:18000 MB/s. Pines:240 Tipo : SDRAM Velocidad:333 MHZ Transferencia:21300 MB/s. Pines:288
- 16. MEMORIA ROM • Una memoria ROM es aquella memoria de almacenamiento que permite sólo la lectura de la información y no su destrucción, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía que la alimente • ROM es una sigla en inglés que refiere al término "Read Only Memory" o "Memoria de Sólo Lectura". Se trata de una memoria de semiconductor que facilita la conservación de información que puede ser leída pero sobre la cual no se puede destruir. Definición:
- 17. • La escritura se realiza una sola vez • La Información queda grabado, aunque se le retire la energía eléctrica • la capacidad de la memoria ROM de un ordenador: se encuentra entre 8K a 16K, un numero suficientemente grande para que esté justificado asombrarse ante la cantidad de información necesaria para llenar tal cantidad de posiciones,. CARACTERÍSTICAS:
- 18. • Aumento de espacio en la memoria interna, menos aplicaciones en el proceso y por lo tanto aumento del rendimiento, disminuye el consumo de batería. Ventajas: Desventajas: • Se necesita una memoria ROM específica de acuerdo al dispositivo, se pierde todos los datos de la computadora si no hay ROM. MEMORIA ROM
- 19. Funcionamiento de la Memoria ROM • Almacena en forma permanente los microprogramas que realizan las funciones primarias de la PC. • Mantener siempre activa las funciones del ordenador, pero principalmente en cuanto se refiere a las características del procesador así como de otros dispositivos como son los discos duros y la tarjeta gráfica. Esto solo es posible mediante la BIOS que contiene todo ordenador, mismo que se encuentra almacenada en el chip ROM que se encuentra en la placa madre del ordenador.
- 20. EJEMPLOS DE MEMORIA ROM La ROM estándar. En principio se escribe sobre ella una sola vez y se pueden cambiar los bits del estado inicial a otro estado, pero no al revés.
- 21. MEMORIA PROM PROM:(Programmable Read-Only Memory) Memoria que permite una programación y posteriormente un numero indeterminado de lecturas pero no puede ser modificada
- 22. MEMORÍA EPROM EPROM:(Erasable Programmable Read- Only Memory) Se borra exponiendo la ROM a la luz ultravioleta
- 23. MEMORIA EEPROM EEPROM:(Electrically Erasable Programmable Read- Only Memory) se borra y se puede reprogramar aplicando unas señales de control.
- 24. MEMORIA FLASH FLASH: es una EEPROM. Se puede programar en bloques. Se emplea en las BIOS de los equipos, en los Pen drives o las cámaras, teléfonos.
- 25. MEMORIA CACHE. Literalmente, se trata de una palabra en francés que quiere decir “escondido” u “oculto”. Pero tiene un uso en la informática que le ha dado nombre a un tipo particular de memoria. Definición:
- 26. CARACTERÍSTICAS. • La memoria caché de un procesador, es un tipo de memoria volátil (como la memoria RAM), pero muy rápida. Su función es almacenar instrucciones y datos a los que el procesador debe acceder continuamente. ¿Cuál es su finalidad? Pues que este tipo de datos sean de acceso instantáneo para el procesador, ya que se trata de información relevante y que debe estar a la mano de manera muy fluida. Los sistemas de hardware y software llamados caché, almacenan este tipo de datos de manera duplicada y por esta razón su acceso es tan veloz.
- 27. VENTAJAS • Permite acelerar el procesamiento de las instrucciones de memoria en la CPU. • Los ordenadores tienden a utilizar las mismas instrucciones y (en menor medida) los mismos datos repetidamente, por ello la caché contiene las instrucciones mas usadas. • A mayor instrucciones y datos de la CPU, pueda obtener directamente de la memoria caché, tanto mas rápido será el funcionamiento de la CPU. DESVENTAJAS • Mayor razón de desaciertos por competencia por bloque específico. • La caché mientras mas grandes mas lentas son. • Circuitería compleja.
- 28. ARQUITECTURA DE MEMORIA CACHÉ • La memoria caché está dentro del procesador por lo que la información tiene que viajar muy poco hasta llegar al lugar donde se procesa, por lo que el tiempo que se necesita para acceder a ella es mucho más reducido que en el caso de la RAM. • La cantidad de esta memoria es minúscula en comparación con la RAM, un PC de gama alta actual puede tener 32 GB o más de RAM pero la cantidad de caché máxima está entre los 6 MB y 20 MB generalmente. Esto también tiene su importancia ya que el tiempo que se necesita para acceder a un dato en la memoria es proporcional a la cantidad de esta. Por tanto, tenemos que el acceso a la caché es mucho más rápido que el acceso a la RAM y además está más cerca y los datos tienen que viajar menos distancia.
- 29. La organización jerárquica de la memoria se basa en una característica que poseen la mayoría de los programas (al menos dentro de ciertos límites). Esta propiedad se denomina principio de localidad. El principio de localidad establece que los programas acceden a una porción relativamente reducida del espacio de direcciones en un determinado lapso de tiempo. Localidad Temporal: cuando se consulta un dato, seguramente será consultado poco después Localidad Espacial: cuando se consulta un dato, seguramente otros cercanos serán consultados poco después. PRINCIPIO DE LOCALIDAD
- 30. ARQUITECTURA DE MEMORIA CACHÉ Memoria Cache L1 • La L es de “level” o en castellano nivel. En este caso se divide la memoria en varios bloques. Existe un controlador el cual se encarga de poner la información que más se usa más cerca del procesador. • Normalmente este primer nivel se divide en dos partes una para datos y otra para instrucciones. De esta forma se intenta conseguir que el procesador este alimentado al menos con instrucciones sin ningún problema. La memoria caché del procesador está organizada en varios niveles, la mayoría de los procesadores actuales tienen tres niveles de esta memoria, es lo que se conoce como caché L1, L2 y L3.
- 31. ARQUITECTURA DE MEMORIA CACHÉ Memoria Cache L2 • Normalmente es por núcleo y no distingue entre datos e instrucciones. Se tarda más en acceder a la cache de L2 pero es mucho más grande. • El tiempo que tardas en encontrar un determinado dato en estas memorias es proporcional al tamaño de estas. Debido a esto las caches aumentan de tamaño según subimos a la jerarquía.
- 32. ARQUITECTURA DE MEMORIA CACHÉ Memoria Cache L3 • Se tarda más en acceder a la cache de L2 pero es mucho más grande. Normalmente los fabricantes sólo te dan el tamaño de la última memoria la que se llama Last Level Cache que suele ser la de nivel dos o tres. • Suele tener varios un tamaño de varios megas es decir miles de veces más pequeña que la memoria RAM.