Ca ítulo •••...•••••••••••••••••..••......••••••••••••..••• --J 11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11II La memoria RAM 11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I11I ••.....•.•••••••................................ Introducción La memoria principal es donde se almacenan los programas y datos que serán procesados por el microprocesador. Es un componente vital en la arquitectura del pe. En un sistema típico basado en microprocesadores de última generación en los que se requiere mucha memoria, obliga a utilizar DRAM. Las memorias DRAM no son muy rápidas, pero son baratas y ocupan poco espacio. Sin embargo, la lentitud de estas memorias comparada con la enorme velocidad de los microprocesadores actuales provoca un indeseable cuello de botella que se ha resuelto mediante múltiples técnicas como son: caché externa, interpaginado, buses más anchos, etc. 4.1. Generalidades. 4.2. Tipos de memoria RAM. 4.3. Colocación de los módulos de memoria DRAM. 4.4. Chequeo inicial de la RAM. 4.5. Configuración en el SETUP. Posibilidad ampliación en placa base. 4.6. Averías. ~ Identificar los módulos de memoria. ~ Configurar adecuadamente los tipos de memoria DRAM. de ~ Llevar a cabo ampliaciones de memoria en la placa base en función de sus características. ~ Identificar DRAM. los tipos de averías en DI Generalidades Los programas que se ejecutan en el ordenador, así como los datos de las variables que utilizan estos programas, deben estar almacenados en un lugar accesible para el microprocesador. Este lugar es lo que se denomina memoria, y físicamente está formada por una serie de circuitos integrados comunicados con el microprocesador por un bus de direcciones y un bus de datos. Para ver cómo funciona la memoria DRAM del ordenador, dividimos el proceso en dos partes: • Lectura de información de la memoria DRAM: Cuando el microprocesador necesita leer información almacenada en la DRAM, coloca una tensión en cada una de las líneas de dirección (bus de direcciones) indicando con ello una posición concreta donde quiere acceder. Donde quiera que haya un condensador que contenga carga en la posición indicada por las líneas de dirección, se descargará a través del circuito creado entre la memoria y el microprocesador, enviando las cargas eléctricas de cada condensador a lo largo de las líneas de información (bus de datos) al microprocesador. El microprocesador reconoce de qué línea de información proceden los pulsos o cargas eléctricas, e interpreta cada pulso como un 1, Y cualquier línea que no ha enviado un pulso como un O. La combinación de l y O desde las ocho líneas de información forman un solo byte de información. • Escritura de información en la memoria DRAM: El microprocesador coloca una tensión en cada una de las líneas de dirección indicando con ello una posición de memoria donde quiere acceder. Esta dirección identifica el lugar donde grabar la información entre las muchas posiciones del chip de memoria. En cada posición de memoria de un chip de DRAM donde puede ser almacenada la información. la tensión carga un condensador que básicamente es un transistor MOS. Cada pulso eléctrico representa un bit, ya sea un l o un O, en el lenguaje natural del procesador. Cuando el pulso eléctrico alcanza la posición determinada. se produce una corriente y carga un condensador. Este mismo proceso se repite continuamente para refrescar la memoria y, por tanto, la carga de todos los condensadores que forman la memoria. Cuando el intelTuptor del ordenador está apagado, todos los condensadores pierden sus cargas. Cada condensador cargado representa un 1. Un condensador sin carga representa un O. El ordenador utiliza los bits l y O como números binarios para almace"nar y manipular toda la información. Los chips de memoria de un ordenador pueden ser de los tipos: ROM (Read Only Memory -Memoria de sólo lectura-), que son aquellos en los que la información que contiene no puede ser modificada, como por ejemplo la BIOS; esta información ha sido grabada en dicha memoria por el fabricante, y la única forma de modificarla es cambiando estos chips por otros l. Dicha información no se borra cuando se apaga el equipo. Por otro lado, están los chips de memoria RAM (Random Access Memory -Memoria de acceso aleatorio-), que son aquellos en los que la información puede ser leída y modificada tantas veces como se quiera. Esta información se borra cuando se apaga el Pe. Es en la RAM donde se cargan las aplicaciones del usuario en el momento de ser ejecutadas. así como los valores de las variables que utilizan estos programas. La memoria RAM a su vez puede ser de dos tipos: DRAM, que constituye la memoria principal de nuestro ordenador. y SRAM que cOITesponde habitualmente a la memoria caché. La ventaja de la memoria DRAM es que es mucho más barata y almacena más cantidad de información en el mismo espacio que la memoria SRAM. Por el contrario, la memoria SRAM es mucho más rápida que la DRAM (del orden de 4 a 6 veces). Cuando se enciende el ordenador, los chips de memoria RAM no almacenan ninguna información. Antes de que el ordenador pueda hacer cualquier cosa útil, tiene que llevar los programas del disco a la RAM. Independientemente de la clase de información que esté usando el ordenador (procesador de texto, hoja de cálculo, base de datos, etc.), en él sólo existe como O y l. En el caso de la memoria DRAM, los bits se almacenan en forma de cargas eléctricas en pequeñísimos condensadores. Un condensador cargado representa un 1 y un condensador no cargado representa un O. A partir de esto tan simple, el ordenador puede construir representaciones de los millones de números de todos los sistemas numéricos, cualquier palabra en cualquier lenguaje, y cientos de miles de colores y formas. Estos condensadores se descargan de forma natural, por lo que hay que recargarlos periódicamente. Este proceso recibe el nombre de refresco de la memoria. La memoria DRAM necesita refrescarse periódicamente, mientras que la SRAM que se emplea para la memoria caché no tiene que refrescarse y es por tanto mucho más rápida y también más cara, al ser su constitución mucho más compleja. Para que el flP pueda acceder a cada grupo de 8 bits, se les otorga una dirección con lo que podemos distinguir dos canales de comunicación entre el flP y la memoria: el bus de direcciones y el bus de datos. I 70 Para poder fabricar equipos a bajo costo y con buenas prestaciones, se debe utilizar una memoria DRAM que sea económica y de reducido tamaño, pero al mismo tiempo que sea rápida. La solución al problema de la lentitud de la DRAM ha sido el uso de "arquitectura jerárquica de memoria", que distribuye los programas y los datos a lo largo de todo el sistema, según se muestra en la Figura 4.1. Los microprocesadores actuales integran pequeñas memorias caché s a la velocidad del microprocesador Ll (típica de 64 Kbytes). Entre el microprocesador propiamente dicho y la memoria principal también se intercala una memoria caché de segundo nivel L2 (típica de 512 Kbytes) a la velocidad del bus con capacidad de almacenamiento mayor que L 1, pero menor que la memoria principal; en el caso de los microprocesadores Pentium I1, P-III Y posteriores así como sus equivalentes, la caché L2 también está incorporada en el propio procesador, siendo ésta la tendencia en todos los fabricantes. En la unidad de entrada/salida también puede haber memoria como caché de disco duro, buffer de vídeo, etc., de tal forma que se consigue un sistema más rápido a menor precio. También cuando actualizamos el software de la BIOS. © ITES-PARANlNFO La memoria'_ El espacio donde el microprocesador almacena la información que va a ser procesada es lo que se llama memoria del sistema, y es la memoria principal. Podemos imaginarnos una memoria a nivel funcional como un conjunto de celdas en las que se guardan nuestros datos. Cada una de estas celdas tendrá un estado eléctrico que se puede codificar como "1" o como "O", es decir, como bits de información. La agrupación de 8 de estos bits se denomina byte2, y es la mínima unidad de información a la que se puede tener acceso en una memoria. Cada byte representa, parte de una instrucción de un programa, o un valor numérico hexadecimal, o bien un carácter alfanumérico perteneciente al juego de caracteres ASCII. 1.024 bytes constituyen lo que se denomina l Kbyte (1 KB que cOlTesponde a 210), 1.024 Kbytes se denomina 1 Mbyte (l MB = l.024 x 1.024 = 1.048.576 bytes), siendo esta unidad en la que se mide en la actualidad la capacidad de las memorias. Por ejemplo, una memoria de 64M sería de 67.108.864 bytes, sin embargo, algunos fabricantes dicen 64M cuando en realidad suministran 64.000.000 bytes y otros a 65.536.000 bytes (64xl.024x1.000), por eso habrá que tener en cuenta estas cifras distintas en el momento de comparar precios. = tiempo Ciclo de memoria de acceso + tiempo de carga El tiempo de ciclo de memoria es el tiempo transcun-ido desde que el procesador indica la orden de lectura del valor de la posición A hasta que dicha información llega al lugar de de,stino. Esto se puede ver en los cronogramas mostrados en la Figura 4.2, donde se indica un ciclo de lectura y otro de escritura típicos para una memoria SRAM, yen la Figura 4.3 un ciclo de lectura de una memoria DRAM. tOHA t Dirección !AA )1( .~ Datos Válidos ~ Datos Ciclo de lectura Unidad Central de Proceso Unidad twe de Entrada y salida /lP DiscO Duro Dirección >K~_=__=__=__=__=__=__=_ ~ _ Memoria Caché 12 /lP Penlium ". AMO KG·3 P-Ul, P4, Athlon, Duron Figura 4.1. Arquitectura jerárquica de memoria. La memoria está implementada en circuitos integrados (chips) que se montan en la placa base del sistema, de forma que el microprocesador pueda estar conectado a estos componentes. El sistema para montar estos chips está normalizado utilizando unas plaquitas de circuito impreso con varios de estos circuitos integrados y con unos contactos para montar en la placa base. EIJ Tipos de memoria RAM las memorias Al tiempo total requerido para efectuar toda la operación se denomina tiempo de ciclo de memoria, y es el resultado de sumar los dos tiempos anteriores. © de 4 bits se denomina ITES-PARANINFO Datos tow tOH Datos Estables IN Ciclo de escritura Dirección: indica la posición de la memoria donde leer o escribir. el chip donde efectuar la operación. OE: activa/desactiva la salida triestado de la memoria. es o ~E: activa/desactiva Datos: especifica que los datos son válidos para leer o para escribir. tAA: tiempo de acceso a dirección. twc: tiempo de ciclo de escritura. tC01: tiempo de acceso desde la activación de CS. tow: tiempo de escritura. tOH: tiempo de mantenimiento. taHA: tiempo de ciclo de lectura. Figura 4.2. Ciclos de lectura y escritura de una memoria SRAM. Una característica muy importante de los chips de memoria RAM es su velocidad de acceso. Estos chips necesitan un tiempo mínimo para identificar exactamente la información que se pretende leer, denominado tiempo de acceso, y otro para pasar esa información al lugar de destino, denominado tiempo de carga. La agrupación OUT WE: indica que se desea escribir en la memoria. Debe activarse además CS o CE. 4.2.1. Características básicas de 2 Datos nibble. Los tiempos de los que estamos hablando son muy pequeños y están medidos en nanosegundos (ns). Un nanosegundo es 10-9 segundos (0,00000000 l segundos). Los fabricantes de memoria RAM indican en sus catálogos los cronogramas de sus chips. Cuando el microprocesador quiere leer datos de memoria, coloca la dirección de la posición de memoria en el bus de direcciones, cambia varias señales de control y espera a que el controlador de memoria le indique que los datos están cOlTectamente en el bus de datos. Este procedimiento, denominado ciclo de memoria, se repite millones de veces por segundo (a la velocidad del bus). 71 L maria RAM t••••• clase Pentium y superiores. En la actualidad tenemos los módulos DDR y RIMM que son los más utilizados, aunque el DDR es el dominante. _ Los chips de memoria RAM tienen una serie de referencias escritas en la parte superior que identifican todos los datos del fabricante. FILA ADDA Para disponer de los cronogramas de las memorias más modernas, visitar la Web de distintos fabricantes, como: Q WE Q l,w:S1: Mlnimo tiempo de estabilidad 'as,: Mlnimo tiempo de estabilidad l,.a:: Tiempo de recuperación. de fila antes de RAS. de fila antes de CAS. IACfl: Tiempo de acceso desde RAS te...ee: Tiempo de acceso desde CAS. fttc: Mínimo tiempo entre RAS y CAS. Figura 4.3. Ciclo de lectura de una memoria DRAM. (AS Y RAS son señales de control e indican la parte de dirección que se está enviando (fila/columna). En los ordenadores, los microprocesadores ejecutan un ciclo de bus en varios ciclos de reloj del microprocesador, concretamente el valor del multiplicador configurado en la placa base. Dicho de otra forma, la memoria debe responder a una solicitud del microprocesador en esos ciclos de reloj. Un ciclo de reloj es el inverso de la velocidad del reloj, es decir, el inverso de la frecuencia, el período. Los chips de memoria deben funcionar a una velocidad lo más cercana posible a la del procesador, aunque nunca son tan rápidas. Para que el procesador pueda trabajar bien con una memoria, tendríamos que bajar la velocidad de funcionamiento del mismo, lo cual no es rentable. La solución está en añadir uno o varios estados de espera, es decir, uno o varios ciclos adicionales de reloj, a cada acceso de memoria. Un estado de espera o ciclo de espera significa que el microprocesador suspende cualquier tarea que esté llevando a cabo para proporcionar a los circuitos de memoria el tiempo suficiente para responder. El inconveniente de este sistema es que tenemos el procesador parado durante varios ciclos de reloj en cada acceso a memoria, lo cual no es rentable ni conveniente. Para solucionar este problema se idearon diversos métodos, siendo el más utilizado el de la memoria caché, ya estudiado en el capítulo 3. Conforme las necesidades de memoria fueron creciendo, en vez de instalarse chips independientes sobre la placa base, los cuales ocupaban mucho espacio, se colocaron los chips sobre pequeñas plaquitas de circuito impreso y éstas, a su vez, se instalaron en la placa base mediante un conector especial. Aparecieron los módulos SIP (Single In-line Package -encapsulado en simple línea-) con 30 patillas que tenían el problema de que éstas podían doblarse o romperse con facilidad. Como consecuencia de ello apareció otro tipo de ensamblado que es el módulo SIMM (Single In-line Memory Module -módulo de memoria en simple línea-), donde las patillas se sustituyeron por contactos en la plaquita de circuito impreso, para ser insertadas en zócalos preparados para eIJo en la placa base. En un primer momento aparecieron los módulos SIMM de 30 contactos, y posteriormente aparecieron los de 72 contactos; ambos están hoy en día en extinción. El módulo DIMM (Dual In-line Memory Module -módulo de memoria en doble línea-), de 168 contactos, que se utilizó ampliamente en los equipos para 72 http://www.samsungsemi.com http://www.ibm.com http://www.kingston.com http://www.anandtech.com 4.2.2. Disposición de la memoria Desde el punto de vista de la disposición de la memoria, existen cuatro tipos de microprocesadores: • • • • Los Bus Bus Bus 4.2.2.1. que tienen un bus de datos de 8 bits (8088). de datos de 16 bits (8086, 286 Y 386SX). de datos de 32 bits (clases 386DX y 486). de datos de 64 bits (clase Pentium y superiores). Microprocesadores con bus de datos de 8 bits En un PC con un bus de datos de 8 bits, del microprocesador salen 8 conexiones por donde tienen que circular los datos. Un chip típico tenía 64 K posiciones de l bit, teniendo una única conexión con el exterior para leer y escribir datos, pudiendo leer los bits sólo de uno en uno. Esto quiere decir que un ordenador de este tipo con 64 Kbytes de memoria RAM necesitaría 8 chips, conectando cada uno de ellos a una línea del bus de datos. Sin embargo, para asegurar la integridad de los datos que se almacenan en la memoria RAM se colocaba un noveno chip que se encargaba de almacenar los bits de paridad. Mediante los bits de paridad, se puede detectar si la información leída se corresponde o no con la información escrita. Si este noveno bit no estuviera y uno de los otros fuese erróneo, o fallaran sus conexiones, no nos enteraríamos del posible error de lectura, tomando la información como correcta. Además de este noveno chip (denominado chip de paridad), se necesita otro chip, que es el que comprueba realmente la integridad de los datos. A este chip se le llama "comparador". Cuando el chip comparador detecta un error, genera una interrupción en el microprocesador del tipo no enmascarable, NM[ (Non Maskable Interrupt -interrupción no enmascarable-), presentando a continuación un mensaje de error en pantalla de tipo PARITY ERROR (ERROR DE PARIDAD). Cada una de las conexiones de datos de los 9 chips van al chip comparador, y de éste salen 8 conexiones que van al bus de datos. A cada grupo de 9 chips, se le llama banco de memoria. Un ordenador basado en el microprocesador 8088 podía tener hasta cuatro bancos de memoria sobre la placa base. Como es lógico, todos los chips de un mismo banco deben ser del mismo tipo, ya que para cada posición de memoria, cada chip sólo guarda un bit de los 8 que forman el byte. © ITES-PARANINFO La memori 4.2.2.2. Microprocesadores con bus de datos de 16 bits En los ordenadores con un bus de datos de 16 bits (8086, 80286 Y 386SX) cada banco de memoria, tiene 18 o 6 chips, dependiendo del tipo de chip utilizado. En este caso se dispone de dos bancos de memoria, pudiendo tener instalados un total de 36 chips de memoria RAM (12 en caso de utilizarse nibbles). Otra diferencia que tienen este tipo de procesadores respecto a los anteriores es que es común encontrarse con que la memoria RAM está formada con plaquitas SIP o SIMM (normalmente se encontrarán en SIMM), en vez de estar formada con chips de memoria RAM directamente colocados sobre la placa base. Un módulo SIP o SIMM hace el trabajo de varios chips, por lo que un banco de memoria de este tipo estaría formado por dos plaquitas SIP o SIMM. El aspecto físico de los módulos SIP y SIMM de 30 contactos se muestra en la Figura 4.4. En el caso de los módulos SIMM, los contactos por ambas caras de la plaquita son iguales. base para flP clase 486 que incluyen zócalos para módulos SIMM de 72 contactos (32 bits) y de 30 contactos (8 bits); en este caso suelen incluir 4 zócalos de 30 contactos y 2 de 72 contactos. El aspecto físico de los módulos SIMM de 72 contactos se muestra en la Figura 4.5. 4.2.2.4. Microprocesadores con bus de datos de 64 bits Este caso corresponde a los microprocesadores clase Pentium, Pentium n, P-I1I, P-4, Athlon, Duran y Sempron. En los Pentium se utilizan módulos SIMM de 72 contactos y DIMM de 16 contactos. En el resto se usan DIMM, DDR Y RIMM según el flP. Como el microprocesador tiene un bus de datos de 64 bits, tiene que ir a memoria a coger 64 bits a la vez, por lo que habrá que agrupar los módulos SIMM de 72 contactos de dos en dos, siendo necesario un solo DIMM. Cada pareja de módulos SIMM debe ser de la misma capacidad y características. El aspecto físico de los módulos DIMM, DDR Y RIMM de 168 contactos y 184 respectivamente se muestra en la Figura 4.6, y en la Figura 4.7 la comparación en el aspecto físico de todos los módulos. El patillaje de todos estos módulos podemos encontrarlo en el CD-ROM. SIP con 30 patillas. Éstos solían ir en un zócalo o directamente soldados a la placa base. , ~ , - - •••. ~. ~./ _ - •.- - •. _.. •.•• • .' •••• '!, ••• ". •.• ~ "'0-:;-: . •• ': "; ': ': ":. ":~ ': ': -: " •••••••••• :g "'!" IIJI'" .• lm~ ~. •••••. -.. ."¡¡; ~. • • • • IlIlllmu·) ': ~ -: •. ·lIlllliIUlllll.lIIl1. 'l .. ' ': ': ': "1 : : : : :: ::;: ¡ ¡ ¡ ¡ ~; o --~--c-T~_ . I ,J : : ~ • • ~ JII • • • _ ': •• _ : : • • : : : : ¡ ¡ ¡. ¡~ • : r. : r. r. • ' •.•"mn •••• IílIM •• u••tlitlUm 1i~~B«,jmljuutw1ilillllillft ••• i .. Figura 01.5. Aspecto físico de los módulos de memoria SIMM de 72 contactos, para microprocesadores de 32 bits. SIMM con 30 contactos. Éstos van insertados en un zócalo incorporado en la placa base, mostrado en la Figura 3.21 a. Figura 4.4. Aspecto físico de los módulos de memoria SIP y SIMM de 30 con· tactos, para microprocesadores de 16 bits. El patillaje es el mismo en ambos. 4.2.2.3. Microprocesadores con bus de datos de 32 bits " Los ordenadores con un bus de datos de 32 bits (clases 386DX y toda la gama 486) necesitarían muchos chips por banco de memoria. Sin embargo, en este caso los ordenadores utilizan módulos SIMM. Se utilizan dos tipos de módulos SIMM: de 30 y de 72 contactos. Si se utilizan módulos SIMM de 30 contactos, cada banco de memoria estaría formado por 4 módulos SIMM, disponiendo, normalmente, de sólo dos bancos y por tanto 8 zócalos como los mostrados en la Figura 3.21 a) en la placa base. Es muy habitual utilizar módulos SIMM de 72 contactos. La ventaja de estos módulos SIMM es que son módulos de 32 bits, y los zócalos en la placa base donde se montan (mostrados en la Figura 3.21 b), vienen preparados para trabajar con 32 bits, sin tenerlos que agrupar por grupos de 2 o 4 módulos SIMM para formar un banco (como en los casos anteriores). Cada uno de esos módulos SIMM forma por sí mismo un banco. Sólo hay que insertar uno de estos módulos y completamos el banco. Es muy normal encontrar placas © ITES·PARANINFO al bl el Figura 4.6. Aspecto físico de los módulos de memoria recientes para microprocesadores de 64 bits: a) DIMM de 168 contactos; b) DDR de 184 contactos¡ e) RIMM de 184 contactos. Obsérvense las diferencias en las ranu· ras para insertar en sus respectivos zócalos (RIMM: Rambus In-Line Memory Module). 73 L aria RAM . :. . o.. ¡. .•• L.loi: •.•• "- •.• '~L\tk\lrt : •••. III ••• 'Ill" •••••• ~. • ~ SIMM de 72 serán de 36 bits y los DIMM serán de 72 bits; este aumento en el número de bits se aplica a los módulos con ECC, teniendo en cuenta que se necesitarán más bits para corregir un error en cada byte. En un sistema de tipo doméstico, teniendo en cuenta las técnicas de fabricación de circuitos electrónicos y placas base actuales, que incluyen suficientes líneas de masa en las transmisiones de datos, no es necesario usar técnicas muy sofisticadas. (En estadísticas realizadas, en un sistema de memoria con 64 MB, se puede producir un error cada 5 años con técnicas de paridad, y un error cada 2.000 años con ECC.) 4.2.4. Tipos de memorias por su constitución y funCionamiento Existen varios tipos de memorias DRAM que se fabrican en los soportes SIMM y DIMM, Y que tienen unas características técnicas distintas y están pensadas y diseñadas para equipos específicos. Inicialmente las memorias DRAM eran de tipo en modo página (PM), sin embargo esto ha cambiado y en la actualidad no se dispone de ellas por ser demasiado lentas. Se citan a continuación los tipos más importantes. FI~ura .¡ ~ Comparación en el aspecto físico de los módulos de memoria SIMM de 30 contactos, SIMM de 72, DIMM de 168 contactos, DDR de 184 contactos y RIMM de 184 contactos. • FPM (Fast Page Mode -modo de página rápida-): este tipo es el que se incluía en los equipos basados en los JlP clase 386. clase 486 y algunos Pentium. Es una DRAM convencional con un tiempo de acceso en el modo página más rápido. Inicialmente se selecciona una fila en el chip de memoria y a continuación se pueden hacer múltiples accesos a columnas sin modificar la dirección de la fila. Alcanzó tiempos de acceso de hasta 60 ns (en equipos con Pentium y velocidad de bus de 66 MHz), accediéndose a un único byte en cada ciclo de lectura/escritura. Se encontraba en nódulos SIMM de 30 y 72 contactos. Se conoce coloquialmente como memoria "no EDO" para diferenciarla de la EDO. En modo ráfaga se configuraba en el SETUP como 5-3-3-3. • EDO (Extended Data Output -salida de datos extendlda-): mejoran el tiempo de acceso en modo página incluyendo unos !Caches para guardar los datos de salida. De esta forma, cuando se presenta la dirección de página (fila), los datos seleccionados se guardan en estos latches al mismo tiempo que se envían al bus; esto permite al decodificador de direcciones y al circuito de camino de datos iniciar un acceso a la siguiente dirección de página, sin necesidad de inhabilitar los datos de salida. Este tipo de memoria permite mover un bloque completo de memoria en lugar de un único byte. Alcanzó tiempos de acceso de hasta 45 ns, habiendo EDO DRAM para 70, 60 y 50 ns; el chipset Tritón HX y VX necesita memorias de 60 ns. Se encuentra en los equipos basados en JlP clase Pentium, Pentium pro y los primeros Pentium 11. Se presentan en módulos SIMM de 72 contactos y en DIMM de 168 contactos. En modo ráfaga se configura como 5-2-2-2. La velocidad máxima de bus admisible es 66 MHz. • SDRAM (Synchronous DRAM -DRAM síncrona-): este tipo de memoria se sincroniza con la velocidad del procesador, por lo que evita los estados de espera que se producían anteriormente. Aprovecha el hecho de que en la mayoría de los casos, la información que se 4.2.3. Detección y correcci?n de errores en las memorias Uno de los objetivos a cumplir en todas las transacciones de datos es que la información sea fiable, por lo que es común incluir opciones de seguridad que ayuden a la fiabilidad de las transmisiones. En los sistemas de memoria también es posible implementar métodos de seguridad. El camino que separa la memoria del flP en una placa base es bastante corto y puede parecer extraño que se produzcan errores de transmisión de datos, pero hay que tener en cuenta que puede haber efectos parásitos que intervienen en el proceso. El factor más influyente es la frecuencia, que es lo suficientemente alta en equipos modernos como para que los componentes causen interferencias entre sí, produciendo erroreS en las comunicaciones. Para aumentar la seguridad en la memoria se utilizan básicamente dos métodos: • Añadir un bit de paridad para un cierto número de bits de datos: es el más sencillo y consiste en añadir un bit de paridad por cada byte de datos. Esto permite detectar errores de bit sencillos y parar el sistema evitando daños mayores. • ECC (Error Checking and Correcting -chequeo y corrección de error-): chequea y cOITige un bit automáticamente, sin detener el sistema; el equipo se detiene cuando se detectan más de 2 bits erróneos. Este sistema es mucho más fiable que el anterior, pero también necesita más chips de memoria. Al añadir un bit de paridad por cada byte, los módulos SIMM de 30 contactos en lugar de ser de 8 bits serán de 9, los 74 © ITES-PARANlNFO La memori requiere de la memoria principal se transfiere en modo ráfaga. Para ello, se rediseña el chip de forma que se optimice la transferencia de datos secuenciales. La idea básica es que sea la memoria la que proporcione todos los datos solicitados simplemente indicándole la dirección de comienzo de la ráfaga. Esta técnica elimina los retardos asociados con la decodificación de direcciones. Soportan velocidades de bus de 100 MHz, consiguiendo tiempos de acceso de 10 ns. Se presentan en módulos DIMM de 168 contactos. Es la más utilizada actualmente en los equipos que la soportan como el chipset Tritón VX y todos los nuevos chipsets 580VP, 590VP y siguientes (para /-IPclase Pentium y superiores) y la 680VP (para Pentium pro). En modo ráfaga se configura como 5-1-1-1. • • • • © PC-IOO PC-133 DRAM: es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estlictas normas referentes a calidad de los chips y diseño de los circuitos impresos establecidas por Inte! para el correcto funcionamiento de la memoria RAM con su chipset BX a velocidad de bus de lOOy 133 MHz. BEDO (Burst EDO -ráfaga EDO-): diseñada originalmente para el chipset HX, permite transferir datos en cada ciclo de reloj, pero no de forma continuada, sino a ráfagas (burst), reduciendo los tiempos de espera del microprocesador. Este tipo de memoria lo soportan los chipsets VIA 580VP, 590VPy 680VP. Se configura en modo ráfaga como 5-1-1-1. No puede trabajar a velocidades de bus mayores de 66 MHz, lo cual es un serio inconveniente en la actualidad. Direct RDRAM (Direct Rambus DRAM -directa Rambus DRAM-): lntel y Rambus trabajan conjuntamente para el desarrollo de la tecnología Direct por extensión de la tecnología Rambus existente. Es un tipo de memoria de 64 bits, que puede conseguir ráfagas de 2 ns y picos de 1,6 Gbytes/s. Es el complemento ideal para las tmjetas gráficas AGP, evitando cuellos de botella entre la tarjeta gráfica y la memoria principal durante el acceso directo a memoria. El inconveniente es que no es una arquitectura abierta, por lo que los fabricantes han de pagar derechos a lntel por utilizarla. Sólo se utiliza en el Pentium 4, funcionando a 400 MHz. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM o SDRAM 11 -SDRAM de doble velocidad de datos-): funciona a velocidades de 83, hasta 400 MHz en la transferencia de datos a memoria, pudiendo llegar a duplicarse, triplicarse o cuatriplicarse, con lo que se adaptaría a los nuevos procesadores y velocidades del puerto AGP. En su nomenclatura se utiliza la velocidad en Mbytes/s. Una memoria que funciona a 200 MHz, es capaz de transmitir 200 MHz x 8 bytes: 1,6 Gbytes/s (1.600 MB/s), por tanto vendrá marcada a 1.600. Una memoria PC21 00 será 266 MHz x 8 bytes = 2.128 Mbytes/s. • SLDRAM: funciona a velocidades de 400 MHz aunque puede llegar a los 800 MHz y 4 Gbytes/s. Es idónea para servidores, pero, al igual que con la DDR SDRAM, a lntel no le interesa apoyarla. • ESDRAM: es un tipo de memoria apoyada por Alpha, que piensa incluirla en futuros sistemas. Funciona a 133 MHz y alcanza los 1,6 Gbytes/s. ITES-PARANINFO DJ Colocación de los módulos de memoria DRAM Hemos visto que existen básicamente encapsulados: • • • • • cuatro tipos de DIP Dualln-line línea). Package (encapsulado en doble SIP Single In-line simple línea). SIMM Single In-line Memory Module (módulo de memoria en simple línea). DIMM Dual ln-line Memory Module (módulo de memoria en doble línea). DDRy RIMM Usan el mismo formato que DIMM. Package (encapsulado en Los módulos DIP, SIP y SIMM no se utilizan en la actualidad (a no ser que nos encontremos con equipos bastante antiguos). La instalación de los módulos DIMM, que son los que se utilizan en la actualidad, es bastante sencilla. Leeremos la documentación que trae la placa base para averiguar el tipo de módulos y la capacidad que admite, así como el número de ellos que tenemos que instalar. Una vez despejado el acceso a los conectores de los módulos de memoria, lo primero que hay que hacer es observar la cantidad y tipo de módulos de memoria de que dispone el ordenador, asegurándose de que tiene perfectamente identificados los módulos que tiene que extraer, si es el caso, o los conectores sobre los que tiene que colocar los nuevos módulos. Los bancos de memoria están marcados en la placa base, a veces como banco O y banco 1, y otras veces como SIMM 1, SIMM 2, SIMM 3, DIMM 1, DIMM 2, etc. (esto se estudió en el capítulo 3). En este último caso los primeros módulos se corresponden con el primer banco, y los restantes con los demás bancos. La orientación de los módulos SIMM no se encuentra marcada. Sin embargo, estos módulos sólo pueden encajar en una posición, no dejándose colocar hasta que no encajan conectamente. Hay que colocar el módulo sobre la ranura y abatir las pestañas laterales hasta que encajen en su posición, según se muestra en la Figura 4.8. Hay que trabajar con cuidado y sin forzar. Una vez insertados los módulos, se colocan los elementos que se hubiesen desconectado; se conectará el monitor y el teclado y se encenderá el ordenador. Si todo va bien, en el chequeo inicial del PC aparecerá toda la memoria instalada. Si el sistema muestra un mensaje de error en pantalla indicando que hay que actualizar la configuración de la memoria, entraremos en el SETUP y actualizaremos el valor correspondiente a la cantidad de memoria DRAM instalada. Podremos comprobar con el comando MEM o CHKDSK del MS-DOS la cantidad de memoria disponible, y en el caso de Windows en la pantalla de "panel de control ~ sistema ~ pestaña general" aparece la cantidad de memoria instalada. Siguiendo un procedimiento similar al utilizado en los módulos SIMM, se colocan los módulos DIMM, pero en estos la inserción en el zócalo se muestra en la Figura 4.9. Los bancos de memoria están marcados en la placa base como DIMM L maria RAM 1, DIMM 2, DIMM 3, etc. (esto se estudió en el capítulo 3). La orientación de los módulos DIMM se encuentra marcada en los huecos que muestra la plaquita de circuito impreso y no hay posibilidad de error. Estos módulos sólo encajan en una posición. Hay que colocar el módulo sobre la ranura y apretar hacia la placa base hasta que entren en su posición. Debemos trabajar con cuidado y sin forzar. En la Figura 4.10 se muestra la forma de insertar módulos RIMM. -• •• •• •• • Zócalos Para introducir el módulo en el zócalo, se sigue el siguiente proceso. 1. Se coloca la plaquita SIMM sobre el zócalo de la placa base formando un ángulo de unos 45° y teniendo la precaución de colocar el hueco de la plaquita en su lugar, de otra forma no encaja. 2. Se empuja hasta ponerlo vertical. 3. Las pestañas del zócalo deben sujetar el módulo por ambos lados. Para sacar el módulo del zócalo, se sigue el proceso inverso: 1. Se abren las pestañas del zócalo que sujetan el módulo . 2. Se gira para sacarlo de las pestañas. 3. Se saca de su sitio. \ Hueco en el módulo a) RIMM RIMM C-RIMM a. C-RIMM IRIMMB2 128MBRDRAM C-RIMM IRIMMB1 IRIMMA2 128MBRDRAM IRIMMA1 b. =1======================== ,===========:::============ 128MB RDRAM JRIMMB2 C-RIMM IRIMMB1 128MBRDRAM c. Figura 4.8. Colocación de un módulo SIMM. IRIMMA2 IRIMMA1 C-RIMM I RIMMB2 128MBRDRAM I;;:;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;:;:~:~;:;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;:;;; 1 _ 128MB RDRAM IRIMMB1 128MBRDRAM IRIMMA2 128MB RDRAM IRIMMA1 b) C-RIMM 3.3V o DI~ Para insertar el módulo en el zócalo, se sigue el siguiente proceso. 1. Se coloca la plaquita DIMM sobre el zócalo de la placa base y perpendicularmente al mismo, teniendo la precaución de colocar los huecos de la plaquita en su lugar, de otra forma no encaja. 2. Se empuja hasta que encaja en su sitio y las pestañas lo sujetan. 3. Las pestañas del zócalo deben sujetar el módulo por ambos lados. Para sacar el módulo del zócalo, se sigue el proceso inverso: 1. Se abren las pestañas del zócalo que sujetan el módulo. 2. Se tira hacia arriba para sacarlo del zócalo. RIMM Pestaña a) EJECTOR c) •• AIBS (inslde (TOPVIEWl Sockel) d) el bl Figura 4.9. a) Colocación de un módulo DIMM¡ b) Colocación de un módulo DDR¡ igual al DIMM pero la ranura está en un lugar diferente. Figura 4.10. Colocación de módulos RIMM: a) Zócalos para módulos RIMM¡ b) Posibilidades de conexión de módulos RIMM (los zócalos han de estar completos con módulo RIMM y C-RIMM o con RIMM todos); e) Módulo RIMM y RIMM de continuación (C-RIMM)¡ d) Colocación de un módulo RIMM en su zócalo¡ e) Módulos RIMM insertados en una placa base. © ITES-PARANINFO La memori 11I Chequeo inicial de.la DRAM Al encender el pc, se produce un chequeo de toda la Unidad Central, incluida la memoria. Si todo se ha llevado a cabo de la forma adecuada, se detectará de forma automática la cantidad de DRAM instalada; en el cuadro resumen mostrado en pantalla antes de comenzar a cargar el sistema operativo, aparece si los zócalos O, 1, 2, etc., tienen memoria instalada. Es muy importante observar esto, ya que es la única forma de verificar que los módulos DIMM instalados corresponden al tipo que hemos adquirido. Sin embargo, si hay problemas, pueden suceder, en general, dos cosas: • • Que el equipo no arranque: en este caso, el equipo se queda "colgado" en el chequeo y no continúa arrancando. Debemos quitar la última modificación de memoria realizada por no ser admitida por la placa base (asegurarse antes de que todo se ha hecho de la forma adecuada y que no existe ningún error). Que la cantidad de memoria que aparece sea incorrecta: aquí habrá que seguir las pautas indicadas en la placa base en cuanto a colocación de los módulos DIMM y del tipo de los mismos admisible. Por ejemplo, una placa base de un JlP clase Pentium 4 puede no admitir módulos de memoria de una velocidad, y al colocarle un módulo determinado indicarnos menos cantidad de la colocada o incluso indicarnos que nuestro equipo es otro. Sin el manual de la placa base no se puede averiguar de ninguna otra forma más que probándolo. También hay que tener en cuenta que las placas base que tienen zócalos SIMM de 72 contactos y DIMM de 168 contactos, al poner módulos de memoria de ambos tipos, no se pueden colocar de cualquier forma, sino que 1 DIMM suele colocarse con 2 SIMM determinados; por ejemplo, el DIMM 1 se puede colocar junto con los SIMM 3 y 4, Y el DIMM 2 junto con los SIMM 1 Y 2, de tal forma que si no se tiene en cuenta esto, posiblemente no llegue a arrancar el equipo (esto hay que mirarlo en el manual de la placa base o bien probar los casos posibles). • EIJ Configuración en el SETUP. Posibilidad de ampliación en placa base En los equipos modernos no hay que tocar el SETUP para indicar la cantidad de memoria instalada, ya que es una tarea automática del propio hardware. Sin embargo, habrá que configurar en el SETUP el tipo de memoria instalada en cuanto a tiempos de acceso, velocidad en modo ráfaga, etc., tal y como se estudió en el capítulo 3 en el apartado correspondiente al SETUP en la opción "Chipset Features Setup" y siguiendo las directrices de este capítulo. En el momento de decidir la cantidad de memoria DRAM que se va a instalar o ampliar en un PC, hay que tener en cuenta algunos factores, como son: © ITES-PARANINFO • Número y tipo de zócalos presentes en la placa base. • Cantidad de memoria máxima admisible por la placa base. • Tipo de memoria admisible por la placa base. Atendiendo a estos puntos se hará una composición y se analizará lo más interesante teniendo en cuenta la relación calidad/precio según las necesidades del cliente. ID Averías Las averías relacionadas con la memoria pueden deberse a tres motivos: • Que la memoria esté dañada. • Que se haya instalado de forma incorrecta. • Que la placa base o el zócalo de la memoria estén dañados (alguna patilla doblada o puenteada). Veamos a continuación los casos más comunes. 1. El ordenador la memoria: no arranca después de haber insertado ' • Verificar que hemos memoria. insertado correctamente la • Comprobar, con ayuda del manual de la placa base, si hemos realizado la ampliación de forma correcta. • Comprobar que los bancos se han llenado de la forma adecuada y en los casos necesarios con módulos de la misma capacidad y mismo tipo (RIMM con C-RIMM cuando sea necesario). • Si después de realizar estos pasos no se soluciona el problema, es síntoma de que la memoria es defectuosa, o no admisible por la placa base. 2. Estando seguros de haber realizado correctamente la instalación de memoria, de que ésta se encuentra en perfecto estado y que es del tipo idóneo para la placa base, el sistema no reconoce toda la memoria instalada: • Durante el arranque del ordenador aparecerá un mensaje de error indicando que hay un error en la CMOS relativo al tamaño de la memoria. Entraremos en el SETUP y saldremos grabando los cambios, para que el sistema reconozca toda la memoria. Esto no suele suceder en los PC modernos. 3. En nuestro trabajo cuelgues continuos: habitual se producen errores y • Este tipo de fallos puede deberse a muchas causas: error en disco duro, en la placa base, en la memoria RAM, en la memoria caché, mala configuración del SETUP, etc. • Chequearemos con ayuda de un programa de diagnóstico, la memoria RAM de nuestro ordenador (el chequeo inicial al encender el equipo y el del con- L maria RAM trolador Himem.sys del config.sys del sistema operativo puede ser válido). Si detecta algún error en la memoria, tendrá que ser sustituida. • Es frecuente que un equipo al instalar el sistema operativo no lo haga de forma correcta y se quede bloqueado por problemas en la memoria que no son detectados por ningún software de diagnóstico. En estos casos sólo queda cambiar la memoria y probar. Lo normal en caso de fallo es probar el/los módulo/s en otro equipo para descartar que están malo probar otros módulos que se tiene la certeza de que están bien en la placa base bajo prueba. © ITES-PARANINFO La memoria_ Ejercicios p_rá_c_ti_co_s _ ~ Identificar los bancos de memoria en varias placas base de las disponibles y estudiadas en el capítulo anterior. ~ Tener varios tipos de módulos DIMM. DDR Y RIMM. Colocar los módulos en su zócalo correspondiente tipo de placa base y la cantidad de memoria que se desea instalar. ~ Encender el ordenador y comprobar que la cantidad de memoria coincide con la deseada. Verificar en el autochequeo de encendido si la memoria está en el banco determinado. ~ Arrancar las aplicaciones habituales con más memoria y con menos y analizar los resultados. ~ Quitar módulos SIMM y DIMM en distintas placas base, y volver a colocarlos. r Hacer un estudio de precios de los distintos módulos de memoria y comparar la relación "cantidad para ver lo que más interesa en cada momento. según el DRAM/precio" Ampliar información en el CD-ROM y en las Webs relacionadas en el capítulo. Autoevaluación y ejercicios propuestos $:n 1) Semejanzas y diferencias entre las SRAM y las DRAM. $:n 2) Los módulos SIMM, DIMM, DDR Y RIMM están pensados para cada tipo de ¡..tP.Enumera los tipos que hay y cómo se utilizan. $:n 3) ¿Por qué los módulos SIMM de 30 contactos hay que colocarlos por bloques de 4 iguales en las placas base para ¡..tP clase 486? ¿Yen las placas para clase 286? $:n 4) ¿Por qué los módulos SIMM de 72 contactos hay que colocarlos por parejas iguales en las placas base para ¡..tPclase Pentium? ¿Yen las placas para clase 486? $:n 5) Enumerar los tipos de módulos DRAM disponibles. $:n 6) Colocada la memoria en SIMM, DIMM, DDR Y RIMM, ¿se reconoce automáticamente por la placa base? $:n 7) ¿Cómo se ha solucionado el problema de la lentitud de la memoria DRAM? $:n 8) En un equipo con ¡..tPPentium n a 350 MHz, estimar el tiempo de acceso de una SDRAM que funcione sin pro- blemas. $:n 9) En la Figura 4.10, ¿qué posibilidades hay de conectar 128 MB? ¿Y 256 MB? ¿Y 512 MB? $:n 10) ¿Qué hay que tener en cuenta si queremos instalar DIMM o DDR en un equipo? ¿Cómo identificaremos que tenemos el módulo deseado y no otro? 11) Calcular el número de bits de una memoria DIMM y DDR de 184 contactos con paridad y sin paridad. 12) Calcular el número de bits de una memoria DIMM de 168 contactos con paridad y sin paridad. 13) Ventajas e inconvenientes del ECC (chequeo y corrección de error). 14) Visitar la página Web http://www.tomshardware.com poder visitar otros enlaces indicados. 15) Visitar la página Web http://www.conozcasuhardware.com accediendo a "la guía RAM" para ver lo más actual y para ver las novedades en memorias. Actividades complementarias y de refuerzo • Actividades de refuerzo. '" Identificar diferentes tipos de memoria DIMM, DDR Y RIMM por su aspecto físico. • '" Instalar y desintalar módulos de memoria DIMM, DDR Y RIMM. Actividad complementaria. Visitar las páginas Web indicadas anteriormente y de algunos fabricantes para obtener un resumen de las tendencias en DRAM. © ITES-PARANINFO
