Tema 3: memoria

Tema 3: memoria
Memoria: dispositivo capaz de almacenar información.
Operaciones: lectura y escritura.
Hay dos tipos básicos (ambos de acceso aleatorio), RAM y ROM. Se diferencian en que la primera admite
lectura y escritura de datos, y la segunda sólo lectura.
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Punto de memoria: soporte físico de un bit.
Palabra de memoria: Unidad lógica de Información. Conjunto de bits que se tratan de manera
conjunta. ‘Dato’.
Registro: soporte físico de una palabra de memoria.
Memoria: conjunto organizado de unidades lógicas [palabras]
Sistema o jerarquía de memoria: es un conjunto organizado de memorias. Constituido por los
distintos tipos de memorias que puede albergar un computador, que intercambian datos entre
sí.
Lectura: extraer una palabra de memoria. Escritura: guardar una palabra en la memoria.
Dirección de la palabra de memoria: numero asociado a cada palabra en la memoria principal.
‘Posición’.
El numero de palabras que pueden ser accedidas se determina por el numero de bits que se
emplea en la dirección.
Tipos de memoria
Jerarquía
Capacidad
Ancho de
banda
20-100GB/s
5-10GB/s
1-5 GB/s
1-5 GB/s
Tipo
6-200
8K-8M
1M-16GB
120M-20GB
Tiempo de
acceso
0,25-0,5 ns
0,5-25 ns
80-200 ns
100-300 ns
Registros
Caché
M. principal
M. expandida
Disco magn.
Cinta magn.
5-100GB
300KB-800GB
5-20 ms
Minutos
20-150 /s
1-5 MB/s
A.Directo
A. Secuencial
Biestables
RAM
RAM
RAM
Acceso
elemental
Palabra
Palabra
Palabra
Varias
palabras
Sector
Registro
Soportes de las memorias
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Duradera. La información en la memoria se mantiene de manera permanente (Medios
magnéticos)
Volátil. Desaparece si deja de suministrarse energía externa (semiconductores)
De refresco. Circuitos de memoria cuya información contenida se degrada a lo largo del tiempo
pese a ser alimentada, por lo que hay que reescribirlas. DRAM y VRAM.
De lectura destructiva. Al leer la información ésta desaparece de la memoria.
Permanente. La información es inalterable. Memorias ROM.
Tipos de acceso
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Acceso aleatorio. Se puede acceder a cualquier dirección de memoria directamente. Valor fijo
del tiempo de acceso.
Acceso secuencial. Para acceder a una posición de memoria hay que pasar por todas las
anteriores. El tiempo depende de la dirección de memoria.
Acceso directo (BORAM). Mezcla de los dos anteriores. Se accede aleatoriamente a cada
bloque, pero dentro de éste la lectura es secuencial.
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Acceso asociativo. Parte de la información almacenada se usa como clave para acceder a la
palabra.
Tipos de RAM
RAM estática (SRAM)
Memorias de semiconductor.
Formada por biestables.
Mantienen su estado mientras no se interrumpa
el suministro de energía.
Muy veloces.
Muy caras.
Tipos:
Síncrona. Gobernada por una señal de
reloj; todas las operaciones suceden
asociadas a ésta referencia.
Pipeline Burst SRAM. Funciona a ráfagas
mediante el uso de registros de entrada y
salida, lo que permite solapar los accesos
de lectura. Es usara como caché.
RAM dinámica (DRAM)
Formada por transistores.
El estado se almacena aen forma de carga en las
capacidades del transistor.
Tiende a descargarse, requiere refrescarse.
De bajo costo.
Más lentas que las SRAM.
Consumen menos potencia y ocupan menos
espacio que las SRAM.
Se organiza como una matriz. Para acceder a una
palabra se requiere la fila y la columna de la
posición de memoria.
FP DRAM. Estructura interna idéntica a la
DRAM convencional. Usada en los
procesadores de la familia x86.
EDO DRAM. Más veloz que la FP DRAM,
menos ciclos de reloj para acceder al
contenido de las celdas de memoria.
Elimina las esperas entre la ejecución de
comandos secuenciales de lectura,
mejorando la velocidad de acceso.
SDRAM. Gestiona entradas y salida de
memorias sincronizadas con el reloj del
sistema, aumentando el rendimiento
global. Más barata que EDO DRAM.
SDRAM II o DDR SDRAM. Aprovecha los
flancos de subida y bajada de los ciclos
de reloj, mejorando la velocidad de
acceso.
Tipos de ROM
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ROM con máscara. La información se graba al fabricar la memoria, y es inalterable.
OTP. No volátil y programable por el usuario. Se usa un grabador controlado por un programa
desde el PC.
PROM. El usuario graba la información que desea en el chip (fusibles). Inicialmente contiene
sólo unos; mediante un grabador de memorias el usuario los fusibles se funden (se vuelven
cero).
EAROM/EEROM. Su contenido puede regrabarse por medios eléctricos, y no son volátiles.
EPROM/UVEPROM. El usuario tiene posibilidad de grabar la información y borrarla
posteriormente. Se diferencian en el método de borrado (electricidad o luz ultravioleta).
EEPROM. El usuario tiene posibilidad de grabar información y borrarla eléctricamente desde el
propio grabador. Se pueden grabar y borrar tantas veces como se quiera (aunque se desgastan
con el tiempo), sin ser retirados del circuito.
FLASH. Similar a la EEPROM, con menor consumo, menor tamaño, y con mayor vida útil al
tolerar más ciclos borrado/escritura.