Tipos de Memorias RAM

Tipos de Memorias RAM

31 julio, 2018 0 Por Julio

Funcionalmente la memoria es la agrupación de un gran número de registros de la misma longitud.

El principal problema al construir las memorias es el diseño de la lógica de control adecuada que permita seleccionar de manera eficiente un registro de entre los muchos que forman la memoria.

Se llama ancho de palabra a la longitud del registro elemental de la memoria y suele ser, normalmente, un múltiplo de 8 bits.

La memoria se define también por su tamaño en palabras, que indica el número de registros individuales que la componen.

La capacidad de una memoria viene determinada por el producto de su tamaño por el ancho de palabra.

Se suele emplear el Byte como unidad y los múltiplos del Byte: KiloByte, MegaByte, GigaByte, TeraByte, etc.

Una dirección de memoria o posición de memoria es el número que identifica biunívocamente una palabra o registro individual de la memoria.

Si se tiene una memoria de un tamaño de N palabras, la dirección de cada palabra será un valor entero, comprendido entre 0 y N-1, que indica, generalmente, el número de orden de cada palabra en total.

Es habitual que se empleen para la dirección números binarios de m bits, donde se cumple 2M > N (el número de diferentes combinaciones posibles de esos m bits siempre es mayor o igual que el número de palabras N).

La memoria funcionalmente es como la evolución natural de los esquemas de biestable y el registro.

La diferencia estaría en las señales de dirección que permiten seleccionar un registro concreto de la memoria.

Es una memoria se pueden realizar dos operaciones básicas: lectura y escritura para las que las que se cuenta con sus respectivas señales.

En la operación de lectura se manda una dirección y la memoria devuelve la información previamente grabada en el registro seleccionado, mostrándola en la salida de Datos leídos.

En la escritura se manda tambien una direccion, y ademas un dato a través de la señal de entrada de Datos a escribir; la memoria se encarga de grabar o cargar el dato en el registro correspondiente.

Generalmente las memorias utilizan un solo camino para los datos tanto si son de entrada como si son de salida.

Las señales de Lectura y Escritura se consideran señales de sincronismo, ya que marcan el instante de comienzo de su respectiva operación.

Estas operaciones no se realizan de forma instantánea, y  por tanto, existe lo que llamamos el tiempo de ciclo que mide la duración máxima de cada operación, es decir, establece el periodo de repetición de las operaciones de una memoria, y por tanto mide la velocidad operativa de la misma.

Puede hablarse de tiempos de ciclo diferentes para lectura y escritura dado que en la práctica resultan distintos.

Las memorias generan también una señal de salida denominada Fin de ciclo, que marca el instante preciso en la que la operación ha finalizado.

La señal de Fin de ciclo se activa, por lo tanto, al cabo de un ciclo completo desde que se activó la correspondiente señal de Lectura o Escritura.

La memoria de acceso aleatorio (en inglés: random-access memory) se utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software.

Es allí donde se cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo.

Se denominan <<de acceso aleatorio>> porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir el orden para acceder a la información de la manera más rápida posible.

Durante el encendido del computador, la rutina POST verifica que los módulos de memoria RAM estén conectados de manera correcta.

En el caso que no existan o no se detecten los módulos, la mayoría de tarjetas madres emiten una serie de pitidos que indican la ausencia de memoria principal.

Terminado ese proceso, la memoria BIOS puede realizar un test básico sobre la memoria RAM indicando fallos mayores en la misma.

Tipos de Memorias (RAM) – Memorias (RAM) utilizadas en la actualidad

DDR

Historia

Fueron primero adoptadas de sistemas equipados con procesadores AMD Athlon. Intel con su Pentium 4 en un principio utilizó únicamente memorias RAMBUS, más costosas.

Ante el avance en DDR SDRAM, Intel se vio obligado a cambiar su estrategia y utilizar memoria DDR, lo que permitió competir en precio.

Son compatibles con los procesadores de Intel Pentium 4 que se disponen de un front.side bus de 64 bits de datos y frecuencias de reloj internas que van desde los 200 a 400 MHz.

DDR permite a ciertos módulos de memoria RAM compuestos por memorias síncronas (SDRAM), disponibles en encapsulado DIMM, la capacidad de transferir simultáneamente datos por dos canales distintos en un mismo ciclo del reloj.

Los módulos DDR soportan una capacidad máxima de 1 GB (1073 741 824 bytes).

Características

Una de sus características es que solo tiene una muesca, y cuenta con 184 terminales de color dorado. Esta memoria opera con 2.5 volts.

DDR2 SDRAM

(de las siglas en Inglés Double Data Rate type two Synchronous Dynamic Random-Access Memory)

Es un tipo de memoria RAM de la familia de las SDRAM usadas ya desde principios de 1970.

Los módulos DDR2 son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo, es decir 2 de ida y 2 de vuelta en un mismo ciclo mejorando sustancialmente el ancho de banda potencial bajo la misma frecuencia de una DDR SDRAM tradicional ( si una DDR a 200 MHz reales entregaba 400 MHz nominales, la DDR2 por esos mismos 200 MHz reales entrega 800 MHz nominales).

Este sistema funciona debido a que dentro de las memorias hay un pequeño buffer que es lo que guarda la información para luego transmitirla fuera del módulo de memoria.

En el caso de la DDR convencional este buffer trabajaba tomando los 2 bits para transmitirlos en un solo ciclo, lo que aumenta la frecuencia final.

En las DDR2, el buffer almacena 4 bits para luego enviarlos, lo que a su vez redobla la frecuencia nominal sin necesidad de aumentar la frecuencia real de los módulos de memoria.

las memorias DDR2 tienen mayores latencias que las conseguidas con las DDR convencionales, cosa que perjudicaba su rendimiento.

Reducir la latencia en las DDR2 no es fácil.

El mismo hecho de que el buffer de la memoria DDR2 pueda almacenar 4 bits para luego enviarlos es el causante de la mayor latencia, debido a que se necesita mayor tiempo de «escucha» por parte del buffer y mayor tiempo de trabajo por parte de los módulos de memoria, para recopilar esos 4 bits antes de poder enviar la información.

Características

Las memorias DDR2 son una mejora de las memorias DDR (Double Data Rate), que permiten que los búferes de entrada/salida trabajen al doble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada ciclo del 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 energía en aproximadamente el 50 por ciento del consumo de las DDR, que trabajaban a 0 voltios y a 2,5.

DDR2 se introdujo a dos velocidades iniciales: 200 MHz (llamada PC2-3200) y 266 MHz  (PC2-4200).

Ambas tienen un menor rendimiento que sus equivalentes en DDR, ya que su mayor latencia hace que los tiempos totales de acceso sean hasta dos veces mayores. Sin embargo, la DDR no ha sido oficialmente introducida a velocidades por encima de los 266 MHz.

Existen DDR-533 e incluso DDR-600, pero la JEDEC ha afirmado que no se estandarizaran.

Estos módulos son, principalmente, optimizadores de los fabricantes, que utilizan mucha más energía que los módulos con un reloj más lento, y que no ofrecen un mayor rendimiento.

DDR3 SDRAM

(de las siglas en Inglés Double Data Rate type two Synchronous Dynamic Random-Access Memory)

Es un tipo de memoria RAM, de la familia de las SDRAM usadas ya desde principios de 1970.

DDR3 SDRAM permite usar integrados de 1 MiB a 8 GiB, siendo posible fabricar módulos de hasta 16 Gib.

Características

Comparación gráfica entre memorias DDR, DDR2 y DDR3.

Los DIMMs DDR3 tienen 240 contactos, es el mismo número que DDR2; sin embargo, los DIMMs son físicamente incompatibles, debido a una ubicación diferente de la muesca.

Ventajas

El principal beneficio de instalar DDR3 es la habilidad de poder hacer transferencias de datos más rápido, y con esto nos permite obtener velocidades de transferencia y velocidades de bus más altas que las versiones DDR2.

Proporciona significativas mejoras en el rendimiento en niveles de bajo voltaje, lo que lleva consigo una disminución global de consumo eléctrico.

Desventajas

No hay una reducción en la latencia, la cual es proporcionalmente más alta.

Historia

Se preveía, que la tecnología DDR3 pudiera ser dos veces más rápida que la DDR2 y el alto ancho de banda que prometía ofrecer DDR3 era la mejor opción para la combinación de un sistema con procesadores dual-core, quad-core y hexaCore (2,4 y 6 núcleos por microprocesador).

La tensiones más bajas del DDR3 (1,5 V frente 1,8 V de DDR2) ofrecen una solución térmica y energética más eficientes.

Teóricamente, estos módulos podían transferir datos a una tasa de reloj efectiva de 800-2600 MHz, comparado con el rango del DDR2 de 400-1200 MHz o 200-533 MHz del DDR.

Existen módulos de memoria DDR y DDR2 de mayor frecuencia pero no estandarizados por JEDEC.

Si bien las latencias típicas DDR2 fueron 5-5-5-15 para el estándar JEDEC, para dispositivos DDR3 son 7-7-7-20 para DDR3-1066 y 9-9-9-24 para DDR3-1333.

Desarrollo

En 2005, Samsung Electronics anunció un chip prototipo de 512 MiB a 1.066 MHz (la misma velocidad de bus frontal del Pentium 4 Extreme Edition más rápido) con una reducción de consumo de energía de un 40% comparado con los actuales módulos comerciales DDR2, debido a la tecnología de 80 manómetros usada en el diseño del DDR3 que permite más bajas corrientes de operación y tensiones (1,5 V, comparado con los 1,8 del DDR2 o los 2,6 del DDR).

Dispositivos pequeños, ahorradores de energía, como computadoras portátiles quizás que se puedan beneficiar de la tecnología DDR3.

DDR4 SDRAM

(de las siglas en Inglés Double Data Rate type two Synchronous Dynamic Random-Access Memory)

Es un tipo de memoria RAM, de la familia de las SDRAM usadas ya desde principios de 1970.

Introducción

Samsung anunció oficialmente que el primer módulo de memoria RAM DDR4 ha sido desarrollado y fabricado.

En un corto tiempo harán todo lo necesario para hacerlo de manera masiva, así luego las demás empresas comienzan a adaptar todos sus dispositivos.

Según afirma Sansung, estos módulos de memoria serán hasta unos 40% más eficientes en lo que se refiere a consumo energético.

Además alcanzarían hasta 2.1 GB por segundo de transferencia de datos, sin dudas es una tasa muy alta.

Lanzamiento

Las memorias DDR4 fueron lanzadas por INTEL inc. a finales de enero de 2014 para sectores de prueba y empresariales.

Se espera a que a finales de 2014 ya existan productos DDR4 en productos de consumo y para el primer semestre de 2015 memorias LPDDR4 para terminales móviles.

Características

Los módulos de memoria DDR4 SDRAM tienen un total de 288 pines DIMM.

La velocidad de datos por pin, va de un mínimo de 1,6 GT/s hasta un objetivo máximo inicial de 3,2GT/s.

Las memorias DDR4 SDRAM tendrán un mayor rendimiento y menor consumo que las memorias DDR predecesoras.

Tienen un gran ancho de banda en comparación con sus versiones anteriores.

Ventajas

Sus principales ventajas en comparación con DDR2 y DDR3 son una tasa más alta de frecuencias de reloj y transferencias de datos (2133 a 4266 MT/s en comparación con DDR3 de 800 M a 2.133MT/s).

La tensión es también menor a sus antecesoras (1,2 a 1,05 para DDR4 y 1,5 a 1,2 para DDR3) DDR4 también apunta un cambio en la topología descartando los enfoques de doble y triple canal, cada controlador de memoria esta conectado a un modulo único.

Desventajas

No es compatible con versiones anteriores por diferentes en los voltajes, interfaz física y otros factores.

GDDR5 SGRAM

(de las siglas en Inglés Graphics Double Data Rate type five Synchronous Graphics Random-Access Memory)

Es un tipo de memoria utilizado en las tarjetas gráficas especificado por la JEDEC.

Es específica para tarjetas gráficas de alto rendimiento.

Introducción

Hynix Semiconductors introdujo a la industria la primera memoria GDDR5 de 1GB a principios de 2008.

Esta soporta un ancho de banda de hasta 20GB/s en un bus de 32bits, que permite configuraciones de 1GiB a 160GB/s con solo 8 circuitos en un bus de 256 bits.

En junio de 2008, ATI fue la primera compañía en usar GDDR5 en sus productos con su serie de tarjetas de vídeo Radeon HD 4870 que incorpora módulos de 512Mb con un ancho de banda de 36Gbit/s.

En la actualidad las memorias GDDR5 son usadas para las tarjetas de vídeo de gamas alta y media.

Poco a poco van a ir sustituyendo a las DDR3 por su bajo coste, rendimiento superior, proporcionando un ancho de banda mucho más grande con una interface de memoria mucho más pequeña

Los modelos R7 250, R7 250X, R7 260, R7 260X, R9 270, R9 270X, R9 280, R9 280X, R9 290, R9 290X, R9 295X2 utilizan memoria GDDR5.

Las Series HD 7990, 7900, 7800, 7700, 6900, 6800, 6700, 6600, 5900, 5800, 5700, 5600, 5500, 5470, 4800, 4700 de AMD utilizan memoria GDDR5.

Las Gamas GTS y GTX de la serie 400, 500, 600 , 700 y 900 de Nvidia utilizan memoria GDDR5.

Sony utiliza memorias GDDR5 como memoria RAM del sistema en su consola PlayStation 4.

Características

GDDR5 es una memoria de acceso aleatorio con la misma base tecnológica qué DDR3_SDRAM y usa 8n prefetch para alcanzar los más altos anchos de banda, este tipo de tecnología puede ser configurada para operar en modos x32 y x16 (clamshell) que son detectados durante la inicialización del dispositivo.

GDDR5 para asegurar el alto rendimiento, la estabilidad en operación y los bajos costos de implementación combina los siguientes tres conceptos:

Optimización del sector de información (Data eye optimization), Interfaz de tiempo adaptativo y compensación de errores.

Espero que os sea de ayuda.  icon-thumbs-o-up