Arquitectura de Hardware
Memoria
Podríamos decir que la memoria de la computadora es uno de los elementos más importantes para que todo funcione correctamente, es más, sin ella la PC ni siquiera podrá arrancar, tal es la importancia que este componente electrónico tiene en la estructura de nuestra computadora. La palabra Memoria es un término genérico usado para designar las partes de la computadora o de los dispositivos periféricos donde todos los datos y programas son almacenados.
Hablando exclusivamente de la computadora, dentro del gabinete, y acopladas a la placa madre, podemos encontrar dos tipos de memorias.
Memoria RAM - Random Access Memory (Memoria de Acceso Aleatorio)
La memoria RAM es la memoria de almacenamiento temporal que almacena los programas y los datos que están siendo procesados, solamente durante el procesamiento. Es una memoria volátil, los datos sólo permanecen en ella almacenados mientras la computadora este prendida. En el momento que la PC se apaga, todos esos datos se pierden.
Hay algunos conceptos que deben conocerse para que sea más fácil comprender la memoria RAM de las computadoras modernas:
- Es usada para el almacenamiento temporal de datos o instrucciones.
- Cuando escribimos un texto en una computadora, la información es almacenada en la memoria RAM, así como los datos de entrada.
- La RAM también es conocida como memoria de escritura y lectura, pues leemos o escribimos informaciones en este tipo de memoria.
- La memoria RAM es fundamental para lograr una buena performance de nuestro equipo.
Tipos de Memorias DDR SDRAM
Diferencias entre memorias DDR, DDR2 y DDR3
De acuerdo al tipo de placa madre que utilicemos en nuestra PC, ésta estará provista de diferentes tipos de zócalos según su antigüedad, y puede que utilice memoria RAM DDR, DDR2 ó DDR3.
Las siglas DDR son utilizadas para abreviar el concepto "Double Data Rate", cuya definición es memoria de doble tasa de transferencia, y se trata de una serie de módulos que están compuestos por memorias síncronas, llamadas SDRAM, y si bien tienen el mismo tamaño de los DIMM de SDRAM, las DDR-SDRAM poseen mayor cantidad de conectores, ya que mientras la SDRAM normal tiene 168 pines, la DDR-SDRAM posee 184.
Las memorias DDR trabajan transfiriendo datos a través de dos canales diferentes, de manera simultánea y en un mismo ciclo de reloj con una transferencia de un volumen de información de 8 bytes en cada ciclo de reloj. No obstante son compatibles con procesadores más potentes en cuanto a ciclos de reloj.
En lo que respecta a la memoria DDR2 se trata básicamente de la segunda generación de DDR SDRAM, que ha logrado mejorar ciertos aspectos brindando mayor rapidez en los procesos simultáneos.
Al ser una tecnología más moderna, las DDR2 poseen notables diferencias con sus antecesoras, entre las cuales la más significativa tiene que ver con el valor de transferencia mínima, ya que mientras que en las DDR tradicionales es de 1600Mbps, en las DDR2 se duplica a 3200Mbps.
Esto le permite un mayor ancho de banda en los procesos, ya que las memorias DDR2 tienen mayor latencia porque trabajan con 4 bits por ciclo (2 de ida y 2 de vuelta) dentro de un mismo ciclo y bajo la misma frecuencia de una DDR convencional.
Lamentablemente las DDR y las DDR2 no son compatibles, por lo que si tienes una PC cuya motherboard posee zócalos para DDR no podrás utilizar Memorias DDR2, ya que estás últimas tienen 240 pines, lo que permite reducir su voltaje a 1.8V, mientras que las DDR utilizan un voltaje de 2.5V.
La reducción del voltaje en la segunda generación de memorias DDR han incorporado una gran mejora, debido a que de esta manera se reduce considerablemente el consumo de energía y por ende la generación de calor.
El avance en el desarrollo de la tecnología de este tipo de memorias RAM produjo los nuevos módulos DDR3, cuyo fabricante más importante hasta el momento ha sido la empresa Samsung Electronics.
Debido a su nuevo diseño, la sucesora de la DDR2 incorpora importantes mejoras en el campo de las memorias DDR SDRAM, entre las que se destaca el hecho de que puede transferir datos a una tasa de reloj efectiva de 800-1600 Mhz, superando en gran medida a las DDR anteriores, ya que las DDR2 tienen una tasa de 533-800 MHz y las DDR de 200-400 MHz.
Esto permite un mayor ancho de banda en los procesos, significativamente notable en el funcionamiento de la PC, además de haber duplicado su latencia a 8 bits, con el fin de aumentar su rendimiento, y duplicar su tasa de transferencia mínima a 6400Mbps, en comparación a las DDR2 que poseen una tasa de 3200Mbps.
Por otra parte, las DDR3 han reducido de manera notable el consumo a 1.5V, gracias a la implementación de la tecnología de fabricación de 80 nanómetros. Este cambio reduce el consumo de energía y la generación de calor, por lo que aumenta la velocidad en los procesos.
En cuanto al aspecto físico, si bien las DDR3 poseen 240 pines, es decir la misma cantidad que las DDR2, ambos tipos de memorias son incompatibles, ya que los pines han sido ubicados de manera diferente.
Con el avance en la tecnología relacionada a la informática, y los requerimientos de los usuarios que cada vez son más exigentes, ya existen empresas que se encuentran trabajando para dar el siguiente paso.
De acuerdo a recientes anuncios, la compañía Qimonda informó que se encuentra en pleno trabajo para desarrollar los nuevos módulos de Memoria DDR4, que incorporarán cambios notables en cuanto a velocidad y eficiencia.
Según se anunció, en principio las DDR4 poseerán una velocidad de 2.133 y 2.667 Mhz, y posteriormente será lanzada una segunda línea que alcanzará velocidades de alrededor de 3.200 Mhz.
Memoria ROM - Read Only Memory (Memoria sólo de Lectura)
Es usada para almacenar aplicaciones y /o datos permanentes o raramente alterados. La información generalmente es colocada en el chip de almacenamiento cuando es fabricado y el contenido de la ROM no puede ser alterado por un programa de usuario. Por ese motivo es una memoria sólo de lectura.
La ROM se constituye en un chip que posee un software determinado y no programado por el usuario. De esta forma la ROM es hardware y software a la vez (a esto se da el nombre de firmware). Por lo tanto, firmware, es un hardware que contiene un software ya determinado, asociando así las dos capacidades. Ejemplo: un CD de juegos Play Station.
En resumen, la información almacenada en ROM no es volátil, o sea, no es perdida cuando la computadora se apaga. La RAM es volátil, y las informaciones almacenadas son perdidas cuando se apaga la máquina.
Memoria cache del procesador
La memoria cache del procesador se encarga de acelerar las lecturas y escrituras del sistema de memoria para conseguir así que todas tus aplicaciones funcionen más rápido.
Se habla de sistema de memoria porque en realidad nos estamos refiriendo a varios bloques. El más alejado del micro y por lo tanto más lento y grande es el disco duro. En este los datos se almacenan incluso cuando el equipo está apagado. Al producirse el encendido pasan a la memoria RAM aquellos programas que ejecutas y los datos que necesites en cada momento.
Por desgracia el acceso a la memoria RAM desde el micro no es instantáneo. Esto que puede parecer algo anecdótico, estamos hablando del orden de nanosegundos, puede provocar bloqueos y caídas de rendimiento.
¿Qué es la memoria cache?
La cache es la solución al problema de rendimiento del sistema de memoria. Es muy pequeña y está incluida en el interior del micro. Su función es sencilla, conseguir que los datos más usados estén lo más cerca del procesador para ser accedidos de la manera más rápida posible.
¿Cómo funciona la memoria cache?
Se organiza en niveles, de menor a mayor tamaño según lo alejada que esté del micro. Si el procesador necesita un dato de la memoria se comprueba si este se encuentra en el primer nivel. En caso de no encontrarlo, se busca en el segundo nivel y si no en el tercero. Todo se acelera si se colocan los datos más utilizados en los niveles más cercanos al procesador.
Cada uno de estos niveles tiene un bloque de control el cual se encarga de almacenar y poner los datos a disposición del micro. El tiempo que tarda en buscar la información es proporcional al tamaño de la propia memoria que administra. Como queremos que los datos lleguen lo antes posible al micro los niveles más bajos tendrán menor capacidad. Cada nivel superior, por tanto, es bastante más grande que el anterior.
La memoria cache es muy pequeña. En comparación con la memoria RAM unas mil veces más pequeña. Por suerte, los programas suelen realizar muchas operaciones sobre los mismos datos y por lo tanto se consiguen grandes mejoras al usar esta técnica.
¿Qué tipo de aplicaciones se benefician de esta memoria?
La memoria cache es capaz de acelerar todo tipo de aplicaciones. Al ser un sistema pensado para evitar bloqueos sus ventajas no son lineales. Es decir, una memoria de seis megas, no te dará el doble de prestaciones que una de tres si no que en ciertas situaciones será algo mayor. En este caso y como ocurre con el tamaño de la memoria RAM cuanto más mejor.
