MEMORIA ROM - RAM
ROM
Es memoria no
volátil de solo lectura. Igualmente, también hay dos características a destacar
en esta definición. La memoria ROM es memoria no volátil: Los programas
almacenados en ROM no se pierden al apagar el ordenador, sino que se mantienen
impresos en los chips ROM durante toda su existencia además la memoria ROM es,
como su nombre indica, memoria de solo lectura; es decir los programas
almacenados en los chips ROM son inmodificables. El usuario puede leer ( y
ejecutar ) los programas de la memoria ROM, pero nunca puede escribir en la
memoria ROM otros programas de los ya existentes.
La memoria
ROM es ideal para almacenar las rutinas básicas a nivel de hardware, por
ejemplo, el programa de inicialización de arranque el ordenador y realiza el
chequeo de la memoria y los dispositivos.
La memoria
ROM suele estar ya integrada en el ordenador y en varios periféricos que se
instalan ya en el ordenador. Por ejemplo, en la placa madre del ordenador se
encuentran los chips de la ROM BIOS, que es el conjunto de rutinas mas
importantes para comunicarse con los dispositivos. O, también, las tarjetas de
vídeo, las tarjetas controladoras de discos y las tarjetas de red tienen un
chip de ROM con rutinas especiales para gestionar dichos periféricos.
Los chips de
la memoria de sólo lectura (ROM) están ubicados en la motherboard. Los chips de
la ROM contienen instrucciones a las que la CPU puede acceder directamente. Las
instrucciones básicas para iniciar la computadora y cargar el sistema operativo
se almacenan en la ROM. Los chips de la ROM retienen sus contenidos aun cuando
la computadora está apagada. Los contenidos no pueden borrarse ni modificarse
por medios normales.
NOTA: La ROM
a veces se denomina firmware. Esto es confuso, ya que el firmware es en
realidad el software almacenado en un chip de ROM.
Tipos de ROM
Hay 5 tipos
básicos de ROM, los cuales se pueden identificar como:
ROM
PROM
EPROM
EEPROM
Memoria Flash
Cada tipo
tiene unas características especiales, aunque todas tienen algo en común:
Los datos que
se almacenan en estos chips son no volátiles, lo cual significa que no se
pierden cuando se apaga el equipo.
Los datos
almacenados no pueden ser cambiados o en su defecto necesitan alguna operación
especial para modificarse. Recordemos que la memoria RAM puede ser cambiada en
al momento.
Todo esto
significa que quitando la fuente de energía que alimenta el chip no supondrá
que los datos se pierdan irremediablemente.
Funcionamiento ROM
De un modo
similar a la memoria RAM, los chips ROM contienen una hilera de filas y
columnas, aunque la manera en que interactúan es bastante diferente. Mientras
que RAM usualmente utiliza transistores para dar paso a un capacitador en cada
intersección, ROM usa un diodo para conectar las líneas si el valor es igual a
1. Por el contrario, si el valor es 0, las líneas no se conectan en absoluto.
Un diodo
normalmente permite el flujo eléctrico en un sentido y tiene un umbral
determinado, que nos dice cuanto fluido eléctrico será necesario para dejarlo
pasar. Normalmente, la manera en que trabaja un chip ROM necesita la perfecta
programación y todos los datos necesarios cuando es creado. No se puede variar
una vez que está creado. Si algo es incorrecto o hay que actualizar algo, hay
que descartarlo y empezar con uno nuevo. Crear la plantilla original de un chip
ROM es normalmente laborioso dando bastantes problemas, pero una vez terminado,
los beneficios son grandes. Una vez terminada la plantilla, los siguientes
chips pueden costar cantidades ridículas.
Estos chips
no consumen apenas nada y son bastante fiables, y pueden llevar toda la
programación para controlar el dispositivo en cuestión. Los ejemplos más
cercanos los tenemos en algunos juguetes infantiles los cuales hacen actos
repetitivos y continuos.
PROM
Crear chips
desde la nada lleva mucho tiempo. Por ello, los desarrolladores crearon un tipo
de ROM conocido como PROM (programmable read-only memory). Los chips PROM
vacíos pueden ser comprados económicamente y codificados con una simple
herramienta llamada programador.
La
peculiaridad es que solo pueden ser programados una vez. Son más frágiles que
los chips ROM hasta el extremo que la electricidad estática lo puede quemar.
Afortunadamente, los dispositivos PROM vírgenes son baratos e ideales para
hacer pruebas para crear un chip ROM definitivo.
EPROM
Trabajando
con chips ROM y PROM puede ser una labor tediosa. Aunque el precio no sea
demasiado elevado, al cabo del tiempo puede suponer un aumento del precio con
todos los inconvenientes. Los EPROM (Erasable programmable read-only memory)
solucionan este problema. Los chips EPROM pueden ser regrabados varias veces.
Borrar una
EEPROM requiere una herramienta especial que emite una frecuencia determinada
de luz ultravioleta. Son configuradas usando un programador EPROM que provee
voltaje a un nivel determinado dependiendo del chip usado.
Para
sobrescribir una EPROM, tienes que borrarla primero. El problema es que no es
selectivo, lo que quiere decir que borrará toda la EPROM. Para hacer esto, hay
que retirar el chip del dispositivo en el que se encuentra alojado y puesto
debajo de la luz ultravioleta comentada anteriormente.
EEPROM y
memoria flash
Aunque las
EPROM son un gran paso sobre las PROM en términos de utilidad, siguen
necesitando un equipamiento dedicado y un proceso intensivo para ser retirados
y reinstalados cuando un cambio es necesario. Como se ha dicho, no se pueden
añadir cambios a la EPROM; todo el chip sebe ser borrado. Aquí es donde entra
en juego la EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory).
Algunas
peculiaridades incluyen:
Los chips no
tienen que ser retirados para sobre escribirse.
No se tiene
que borrar el chip por completo para cambiar una porción del mismo.
Para cambiar
el contenido no se requiere equipamiento adicional.
En lugar de
utilizar luz ultra violeta, se pueden utilizar campos eléctricos para volver a
incluir información en las celdas de datos que componen circuitos del chip. El
problema con la EEPROM, es que, aunque son muy
Los
fabricantes respondieron a esta limitación con la memoria flash, un tipo de
EEPROM que utiliza un “cableado” interno que puede aplicar un campo eléctrico
para borrar todo el chip, o simplemente zonas predeterminadas llamadas bloques.
RAM
La memoria de
acceso aleatorio (RAM) es la ubicación de almacenamiento temporal para datos y
programas a los que accede la CPU. Esta memoria es volátil; por lo tanto, su
contenido se elimina cuando se apaga la computadora. Cuanta más RAM tenga una
computadora, mayor capacidad tendrá para almacenar y procesar programas y
archivos de gran tamaño, además de contar con un mejor rendimiento del sistema.
La memoria
RAM (Random Access Memory Module o memoria de acceso aleatorio) es un tipo de
memoria que utilizan los ordenadores para almacenar los datos y programas a los
que necesita tener un rápido acceso.
Se trata de
una memoria de tipo volátil, es decir, que se borra cuando apagamos el
ordenador, aunque también hay memorias RAM no volátiles (como por ejemplo las
memorias de tipo flash.
Los datos
almacenados en la memoria RAM no sólo se borran cuando apagamos el ordenador,
sino que tambien deben eliminarse de esta cuando dejamos de utilizarlos (por
ejemplo, cuando cerramos el fichero que contiene estos datos).
Estas
memorias tienen unos tiempos de acceso y un ancho de banda mucho más rápido que
el disco duro, por lo que se han convertido en un factor determinante para la
velocidad de un ordenador. Esto quiere decir que, dentro de unos límites, un
ordenador irá más rápido cuanta mayor sea la cantidad de memoria RAM que tenga
instalada, expresada en MegaBytes o GigaBytes.
Los chips de
memoria suelen ir conectados a unas plaquitas denominadas módulos, pero no
siempre esto ha sido así, ya que hasta los ordenadores del tipo 8086 los chips
de memoria RAM estaban soldados directamente a la placa base.
Con los
ordenadores del tipo 80386 aparecen las primeras memorias en módulos,
conectados a la placa base mediante zócalos, normalmente denominados bancos de
memoria, y con la posibilidad de ampliarla (esto, con los ordenadores
anteriores, era prácticamente imposible).
Los primeros
módulos utilizados fueron los denominados SIMM (Single In-line Memory Module).
Estos módulos tenían los contactos en una sola de sus caras y podían ser de 30
contactos (los primeros), que posteriormente pasaron a ser de 72 contactos.
Módulos SIMM.
Podemos ver a la Izda. un módulo de 30 contactos y a la drcha. uno de 72
contactos.
Este tipo de
módulo de memoria fue sustituido por los módulos del tipo DIMM (Dual In-line
Memory Module), que es el tipo de memoria que se sigue utilizando en la
actualidad.
Esta
clasificación se refiere exclusivamente a la posición de los contactos.
En cuanto a
los tipos de memoria, la clasificación que podemos hacer es la siguiente:
DRAM:
Las memorias
DRAM (Dynamic RAM) fueron las utilizadas en los primeros módulos (tanto en los
SIMM como en los primeros DIMM). Es un tipo de memoria más barata que la SDRAM,
pero también bastante más lenta, por lo que con el paso del tiempo ha dejado de
utilizarse. Esta memoria es del tipo asíncronas, es decir, que iban a diferente
velocidad que el sistema, y sus tiempos de refresco eran bastante altos (del
orden de entre 80ns y 70ns), llegando en sus últimas versiones, las memorias
EDO-RAM a unos tiempos de refresco de entre 40ns y 30ns.
SDRAM:
Las memorias
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) son las utilizadas actualmente (aunque por
SDRAM se suele identificar a un tipo concreto de módulos, en realidad todos los
módulos actuales son SDRAM).
Son un tipo
de memorias síncronas, es decir, que van a la misma velocidad del sistema, con
unos tiempos de acceso que en los tipos más recientes son inferiores a los
10ns, llegando a los 5ns en los más rápidos.
Las memorias
SDRAM se dividen a su vez en varios tipos
SDR:
Módulo SDR.
Se pueden ver las dos muescas de posicionamiento.
Los módulos
SDR (Single Data Rate) son los conocidos normalmente como SDRAM, aunque, como
ya hemos dicho, todas las memorias actuales son SDRAM.
Se trata de
módulos del tipo DIMM, de 168 contactos, y con una velocidad de bus de memoria
que va desde los 66MHz a los 133MHz. Estos módulos realizan un acceso por ciclo
de reloj.
Empiezan a
utilizarse con los Pentium II y su utilización llega hasta la salida de los
Pentium 4 de Intel y los procesadores Athlon XP de AMD, aunque las primeras
versiones de este último podían utilizar memorias SDR.
Este tipo de
módulos se denominan por su frecuencia, es decir, PC66, PC100 o PC133.
DDR:
Módulo DDR.
Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del
centro del módulo.
Los módulos
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) son una evolución de los módulos SDR. Se
trata de módulos del tipo DIMM, de 184 contactos y 64bits, con una velocidad de
bus de memoria de entre 100MHz y 200MHz, pero al realizar dos accesos por ciclo
de reloj las velocidades efectivas de trabajo se sitúan entre los 200MHz y los
400MHz. Este es un punto que a veces lleva a una cierta confusión, ya que tanto
las placas base como los programas de información de sistemas las reconocen
unas veces por su velocidad nominal y otras por su velocidad efectiva.
Comienzan a
utilizarse con la salida de los Pentium 4 y Thlon XP, tras el fracasado intento
por parte de Intel de imponer para los P4 un tipo de memoria denominado RIMM,
que pasó con más pena que gloria y tan sólo llegó a utilizarse en las primeras
versiones de este tipo de procesadores (Pentium 4 Willamette con socket 423).
Se han hecho
pruebas con módulos a mayores velocidades, pero por encima de los 200MHz
(400MHz efectivos) suele bajar su efectividad. Esto, unido al coste y a la
salida de los módulos del tipo DDR2, ha hecho que en la práctica sólo se
comercialicen módulos DDR de hasta 400MHz (efectivos).
Estas
memorias tienen un consumo de entre 0 y 2.5 voltios.
Este tipo de
módulos se está abandonando, siendo sustituido por los módulos del tipo DDR2.
DDR2:
Módulo DDR2.
Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del
centro del módulo, aunque más hacia en centro que en los módulos DDR. También
se puede apreciar la mayor densidad de contactos.
Los módulos
DDR2 SDRAM son una evolución de los módulos DDR SDRAM. Se trata de módulos del
tipo DIMM, en este caso de 240 contactos y 64bits. Tienen unas velocidades de
bus de memoria real de entre 100MHz y 266MHz, aunque los primeros no se
comercializan.
La principal
característica de estos módulos es que son capaces de realizar cuatro accesos
por ciclo de reloj (dos de ida y dos de vuelta), lo que hace que su velocidad
de bus de memoria efectiva sea el resultado de multiplicar su velocidad de bus
de memoria real por 4.
Esto duplica
la velocidad en relación a una memoria del tipo DDR, pero también hace que los
tiempos de latencia sean bastante más altos (pueden llegar a ser el doble que
en una memoria DDR).
El consumo de
estas memorias se sitúa entre los 0 y 1.8 voltios, es decir, casi la mitad que
una memoria DDR.
Tanto las
memorias DDR como las memorias DDR2 se suelen denominar de dos formas
diferentes, o bien en base a su velocidad de bus de memoria efectiva (DDR-266,
DDR-333, DDR-400, DDR2-533, DDR2-667, DDR2-800) o bien por su ancho de banda
teórico, es decir, por su máxima capacidad de transferencia (PC-2100, PC-2700 y
PC-3200 en el caso de los módulos DDR y PC-4200, PC-5300 y PC-6400 en el caso
de los módulos DDR2).
El Ancho de
banda de los módulos DDR y DDR2 se puede calcular multiplicando su velocidad de
bus de memoria efectiva por 8 (DDR-400 por 8 = PC-3200).
El último y
más reciente tipo de memorias es el DDR3.
Módulo DDR.
Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada en esta ocasión a
la izquierda del centro del módulo.
Este tipo de
memorias (que ya han empezado a comercializarse, y están llamadas a sustituir a
las DDR2) son también memorias del tipo SDRAM DIMM, de 64bits y 240 contactos,
aunque no son compatibles con las memorias DDR2, ya que se trata de otra
tecnología y además físicamente llevan la muesca de posicionamiento en otra
situación.
Según las
informaciones disponibles se trata de memorias con una velocidad de bus de
memoria real de entre 100MHz y 250MHz, lo que da una velocidad de bus de memoria
efectiva de entre 800MHz y 2000MHz (el doble que una memoria DDR2 a la misma
velocidad de bus de memoria real), con un consumo de entre 0 y 1.5 voltios
(entre un 16% y un 25% menor que una DDR2) y una capacidad máxima de
transferencia de datos de 15.0GB/s.
En cuanto a
la medida, en todos los casos de memorias del tipo SDRAM (SDR, DDR, DDR2 y
DDR3) se trata de módulos de 133mm de longitud.
En cuanto a
su instalación, pueden ver una amplia información de cómo se instalan en el
tutorial - Instalación y ampliación de módulos de memoria..
Una cuestión
a considerar es que estos tipos de módulos no son compatibles entre sí, para
empezar porque es físicamente imposible colocar un módulo en un banco de
memoria que no sea de su tipo, debido a la posición de la muesca de
posicionamiento.
Hay en el
mercado un tipo de placas base llamadas normalmente duales (OJO, no confundir
esto con la tecnología Dual Channel) que tienen bancos para dos tipos de
módulos (ya sean SDR y DDR o DDR y DDR2), pero en estos casos tan sólo se puede
utilizar uno de los tipos. Esto quiere decir que en una placa base dual DDR -
DDR2, que normalmente tiene cuatro bancos (dos para DDR y otros dos para DDR2),
podemos poner dos módulos DDR o dos módulos DDR2, pero NO un módulo DDR y otro
DDR2 o ninguna de sus posibles combinaciones. Es decir, que realmente sólo
podemos utilizar uno de los pares de bancos, ya sea el DDR o el DDR2.
Módulos de memoria
Las primeras
computadoras tenían una RAM instalada en la motherboard como chips
individuales. Los chips de memoria individuales, llamados paquete dual en línea
(DIP, Dual inline package), eran difíciles de instalar y a menudo se soltaban
de la motherboard. Para resolver este problema, los diseñadores soldaron los
chips de memoria en una placa de circuito especial llamada módulo de memoria.
NOTA: Los
módulos de memoria pueden tener un lado o dos lados. Los módulos de memoria de
un lado contienen RAM en un lado del módulo. Los módulos de memoria de dos
lados contienen RAM en ambos lados del módulo.
Caché
La SRAM se
usa como memoria caché para almacenar los datos usados más frecuentemente. La
SRAM proporciona al procesador un acceso más rápido a los datos que cuando se
recuperan de una DRAM más lenta o memoria principal.
Verificación
de errores.
Los errores
de la memoria ocurren cuando los datos no se almacenan correctamente en los
chips de la RAM. La computadora usa diferentes métodos para detectar y corregir
los errores de datos en la memoria.
DISPOSITIVOS
DE ALMACENAMIENTO
El
concepto de dispositivos de almacenamiento engloba dos nociones. Los
dispositivos son máquinas o sistemas capaces de desarrollar ciertas acciones y
cumplir con un objetivo (están “dispuestos” para eso). El almacenamiento, por
su parte, es la acción y efecto de almacenar (reunir o guardar cosas, registrar
información).
De
esta manera, podemos afirmar que los dispositivos de almacenamiento son
aparatos que escriben o leen datos en un soporte. Estos dispositivos, por lo
tanto, trabajan en conjunto con todos los medios donde se almacenan los
archivos de una computadora u otro sistema informático, tanto lógica como
físicamente.
Entre
los dispositivos más utilizados en el día a día están:
- Dispositivos de
almacenamiento por medio magnético (Discos duros y Disquetes)
- Dispositivos de
almacenamiento por medio óptico (CD, DVD, Blu-Ray)
- Dispositivos de
almacenamiento por medio electrónico (pendrive y tarjeta de memoria).
Dispositivos
de Almacenamiento de Información por Medio Magnético
Esos
dispositivos son los más antiguos y utilizados a gran escala. Su ventaja reside
en que ellos permiten el almacenamiento de grandes cantidades de información en
pequeños volúmenes. La gestión de los datos almacenados se realiza a través de
dipolos magnéticos presentes en su superficie. Los ejemplos más conocidos de
dispositivos de almacenamiento de información por medio magnético son los HD's
(discos duros), HD's Externos y el antiguo disquete. Estos dispositivos son
utilizados en distintas ocasiones, principalmente para almacenar grandes
cantidades de datos en las computadoras (HD's) o poco volumen de información
(disquete).
Dispositivos
de Almacenamiento de Información por Medio Óptico
La
principal función de los dispositivos de almacenamiento por medio óptico es
almacenar archivos multimedia, como música, fotos y videos. Además de eso, son
bastante utilizados para almacenar programas de computadoras, juegos y
aplicaciones comerciales.
La grabación de los datos es realizada a través de un
rayo láser de alta precisión. Son ejemplos de dispositivos de almacenamiento de
información por medio óptico: CDs, DVDs y Blu-Ray. Estos discos son capaces de
almacenar grandes cantidades de información y su utilización es bastante común,
principalmente en computadoras, radios, reproductores de DVD y Blu-Ray. El
valor de este medio es que es muy accesible y encontrado fácilmente en
papelerías, tiendas de informática, supermercados, etc.
Dispositivos
de Almacenamiento de Información por Medio Electrónico
La
más joven y prometedora forma de almacenamiento de información. Utiliza
circuitos electrónicos para almacenar la información, los cuales no necesitan
moverse para efectuar tal función. Este dispositivo es encontrado en los
pendrives y tarjetas de memoria, muy comunes hoy en día. Debido su fácil
manipulación, estos dispositivos ganaron fuerza rápidamente en el mercado. Sin
embargo, su capacidad de almacenamiento de información todavía es limitada
debido al alto valor de esta tecnología. Su tamaño es muy pequeño y se utilizan
masivamente en computadoras, cámaras digitales y teléfonos celulares. Se los
identifica cómo unidades de estado sólido (SSD)
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