Como funciona una Memoria

Memoria Central

Se recomienda leer las diapositivas del esquema general para una mejor comprensión del tema memorias. Dichas diapositivas se pueden bajar de la pagina web http://vistosiblog.blospot.com/

La memoria central, principal o interna es la unidad donde están las instrucciones y los datos necesarios para poder realizar un determinado proceso en la CPU. Guarda los resultados intermedios y finales. Está constituida por multitud de celdas o posiciones de memoria, numeradas de forma consecutiva, capaces de retener, mientras la computadora está conectada, la información depositada en ella.

A la numeracióon de las celdas se la denomina dirección de memoria y mediante esta dirección se puede acceder de forma directa a cualquiera de ellas, independientemente de su posición; se dice por ello, que la memoria central es un soporte de información de acceso directo. Por eso mismo, el tiempo de acceso a la memoria central es notablemente inferior al necesario para acceder a las memorias auxiliares. La capacidad de direccionamiento de una memoria está dada por el bus de direcciones. Con n bits en el bus de direcciones se pueden direccionar dos posiciones de memoria, por ejemplo con 4 bits, 16 posiciones. (Bits²).

No hay que confundir los términos “celdas” o “posición” de memoria con el de “palabra de computadora”, ya que esta última es la cantidad de información que puede introducirse o extraerse de la memoria central de una sola vez. El tamaño habitual de las palabras de las computadoras actuales suele ser de 16, 32 o 64 bits.
En la CPU la dirección de la posición a la que se quiere acceder, se forma de un “Registro de Direcciones” (RD), en inglés “Memory Address Registrer” (MAR). Este registro se comunica con el registro interno de la MP, encargado de guardar transitoriamente la dirección de la posición que se quiere seleccionar, que denominaremos “Registro de Direcciones de Memoria” (RDM).

Registro de Dirección de Memoria (RDM): antes de la realización de una operación de lectura o escritura se ha de colocar en este registro la dirección de la celda que se va a utilizar en la operación, bien para grabar en ella o para extraer de la misma, el dato correspondiente.

Registro de Intercambio de Memoria (RIM): si se trata de una operación de lectura de memoria, este registro es el que recibe el dato de la memoria señalado por el RDM para su envío por medio del bus del sistema a la unidad que lo requiere. Si se trata de una operación de escritura en memoria la información que hay que grabar, procedente de cualquier unidad funcional, es depositada por medio del bus en el RIM para que desde él, se transfiera a la posición de memoria indicada por el RDM.

Selector de Memoria (SM): este dispositivo se activa cada vez que se produce una orden de lectura o escritura, conectando la celda de memoria, cuya dirección figura en el RDM, con el RIM y posibilitando la transferencia de los datos en un sentido o en otro.

La capacidad de la memoria o cantidad máxima de información que es capaz de almacenar se mide en múltiplos de 8 bits.

Registro Puntero de Pila o Stock Pointer (SP): se encuentra la dirección de un programa a seguir ejecutando, luego de ejecutor un subrutina.

Tecnológicamente la MP está formada por un conjunto de pastillas (chips) con circuitos integrados que poseen una cierta cantidad de memoria, de modo de conseguir la capacidad total de memoria necesaria. Dichas pastillas son “memorias de acceso directo” o “al azar” (random), esto supone que los datos requeridos son rápidamente localizados, por lo tanto, no son aptos para tal fin los discos o cintas que realizan una búsqueda secuencial. Al contenido de cualquier posición se puede acceder en igual tiempo, sin búsquedas, indicando un número que lo identifica, que es su dirección.

Una lectura de MP implica una escritura en la CPU, y una escritura de la MP supone una lectura de la CPU. En general, cuantos más registros presente una CPU, realizará menos accesos a MP, para ejecutar una secuencia de instrucciones y otros procedimientos.

La MP está constituida por dos porciones random: una que puede ser leída o escrita (RAM) y otra que puede ser solamente leída (ROM). Esta última es no volátil, es decir, que no se pierden los datos en caso de fallos del suministro eléctrico o caídas del sistema.

Si la velocidad de procesamiento de datos de la CPU es mayor que la velocidad de la MP, la primera deberá esperar a la segunda (se estima que las acciones dentro de la CPU ocurren en el orden de las milmillonésimas de segundo).

La RAM puede ser dinámica (DRAM) o estática (SRAM)

La DRAM es la más utilizada como memoria de trabajo de la computadora y la SRAM puede ser instalada en forma opcional como memoria caché.

La DRAM contiene capacitores para almacenar los bits. Un capacitor pierde su carga enseguida, es decir, pasa de un estado de tensión (1) a uno de no tensión (0). Esto supone que un valor escrito en una memoria con estas características, desaparece pasado un breve instante de tiempo, por lo tanto, es necesario refrescar constantemente la carga eléctrica de los capacitores. En los procesos de refresco se lee el valor de cada posición de memoria y se vuelve a escribir en ciclos tan cortos que las cargas eléctricas no tienen tiempo de volatilizarse. Dicho de otra forma, cada determinada cantidad de tiempo se debe regrabar la información que está almacenada. Para tal fin, la memoria tiene un circuito adicional que “refresca” la carga eléctrica, de modo que no se pierda el bit almacenado.

Mientras el sistema se encuentra haciendo el refresco, el microprocesador no tiene acceso a los datos y debe esperar a que termine la operación. Por ello, este tipo de memorias es más lenta que la SRAM, pero consume menos energía.

En la SRAM los datos permanecen almacenados mientras el circuito tenga tensión. Debido que no necesita refresco, es mucho más rápida, ya que el microprocesador siempre la encuentra disponible para E/S de datos. Por su rapidez, es ampliamente utilizada en la computadora como memoria intermedia (memoria caché) entre las unidades de almacenamiento y el CPU.

La SRAM guardan cada bit en un circuito “flip- flop”, que lo almacena mientras se mantenga la alimentación, sin necesidad de refresco. Por su tecnología, es de alto costo, por lo que generalmente no es utilizada en grandes cantidades dentro de la computadora y,, además, consume más energía. La MP se comunica con la CPU a través de un bus principal, que consta de tres buses:

a) Líneas para transmitir datos e instrucciones entre la memoria principal y la CPU, que forman el bus de datos. Son bidireccionales, para la lectura o escritura. Su número es igual al de bits de la palabra de un computador.

Palabra: es un número de caracteres fijos que un computador trata como una unidad cuando los transfiere entre sus distintas unidades o los somete a distintos procesos, tales como lectura, escritura en memoria, operaciones aritméticas, etc. El tamaño de longitud de una palabra determina el ancho de los buses por donde se transmiten las palabras y el de los registros donde una palabra puede almacenarse.

Un procesador capaz de procesar palabras de 64 bits debe poder tomar de MP, ese número de bits cada vez que accede a ella. Suponiendo un tiempo de acceso a MP de 70 ns, el procesamiento de los datos que están en MP será más rápido si en cada acceso a ella el número de bits que la UC puede tomar o enviar en paralelo es el mayor posible.

b) Líneas para transmitir direcciones desde la CPU hacia la MP, para localizar las posiciones de memoria, para leer o escribir, que constituyen el bus de direcciones.

c) Líneas para transmitir señales de control, que van de la CPU a la MP para ordenar su escritura o lectura, que constituyen el bus de control.

Memoria Flash

Este es un tipo de memoria en estado sólido no volátil, corriente y rescribible, que funciona como RAM y una unidad de disco duro combinados. La memoria Flash almacena bits de datos electrónicos en celdas de memoria, y además funciona como una unidad de disco duro que, cuando se apaga la energía, mantiene los datos guardados, a diferencia de la memoria RAM, que los pierde. Debido a su alta velocidad, su durabilidad y sus bajos requerimientos de voltaje, la memoria Flash es ideal para utilizar en aplicaciones tales como cámaras digitales, teléfonos celulares, aparatos de MP3, computadoras portátiles y handhelds, entre otros dispositivos.

Fabricación de la Memorias

El componente primario en la fabricación de chips es el “silicio”, ingrediente que se extrae de la arena. Durante el proceso de fabricación, los patrones se imprimen en los circuitos mediante una variedad de técnicas. Una vez que finaliza este proceso, se prueban y se cortan. Los chips buenos se separan, y se inicia una etapa llamada “enlace”, la cual establece las conexiones entre el chip y las guías de oro o de estaño. Una vez que se enlazan, se empacan en gabinetes de plástico o de cerámica sellados herméticamente. Luego de la inspección debida, están listos para su venta.

La memoria está formada por tres componentes principales: los chips de memoria, los semiconductores llamados DRAM y la tarjeta (PCB), entre otros elementos tales como resistencias y capacitores. La construcción de una tarjeta de alta calidad requiere mucho cuidado.

El proceso básico de la fabricación de PCB es muy similar al de los chips de la memoria. Después de que se produce el PCB, el módulo está listo para ensamblar. Este proceso de montaje en la superficie y de perforación de los componentes en el PCB es llevado a cabo por sistemas automatizados. Los módulos que pasan la inspección se empacan, y quedan listos para su venta.

¿Que Ocurre al Actualizar la Memoria de una Pc?

Con la actualización de memoria, las aplicaciones responden mucho más rápidamente, las páginas web se cargan de manera más veloz, y es posible tener más programas ejecutándose de forma simultánea. Al contar con memoria adicional, se disfruta más el uso de la computadora. Hoy por hoy, es muy habitual compartir la información por medio de una red. Los encargados de distribuir la información a los usuarios son los servidores, y es fundamental su buen funcionamiento para el desempeño de la red. Si bien el hecho de actualizar la memoria en una PC individual representa una inmensa diferencia para la persona que la utiliza, hacerlo en un servidor tiene beneficios mucho mayores, por su confiabilidad y desempeño.ble as
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¿Como Se Mide la Velocidad de la Memoria?

Antes, la velocidad de la memoria se medía en nanosegundos (ns); hoy se calcula en megahertz (MHz), como el reloj de la tarjeta madre de la computadora. Lo que se mide es el tiempo real requerido para generar datos; o sea, indica la rapidez con la que el módulo de memoria puede generar una solicitud una vez que la recibe de la CPU.