Historia de la memoria RAM

Bill Gates dijo una vez: "640 Kb deberán ser suficientes para cualquiera." Con la capacidad de los programas y sistemas de devorar cada vez más recursos, los 640k se hicieron insuficientes enseguida, por ejemplo para usar el Windows 3.1. Como veis, su visión del crecimiento desorbitado de la informática no fue muy acertada. Hoy día, lo normal es instalar entre 512 y 1024 Megabytes (1 Gigabyte), casi seiscientas veces más. Pero veamos, hay que excusar al chico. Por aquel entonces los sistemas operativos no usaban demasiados gráficos (excepto los visionarios y mal vendidos en España Macintosh, que ya utilizaban un sistema parecido al Windows en los 70), con lo que 640k (0.6 Megas) para alojar todo el núcleo del sistema era suficiente. En realidad, para lo que es el núcleo del sistema operativo, y sólo el núcleo, nada de herramientas, 640k de RAM era aceptable. Con la capacidad de los programas y sistemas de devorar cada vez más recursos, los 640k se hicieron insuficientes enseguida, por ejemplo para usar el Windows 3.1. Esto produjo todo un maremágnum de confusión motivado por la voluntad de mantener la compatibilidad hacia abajo (que todos los programas anteriores pudiesen ser ejecutados en ordenadores modernos) y realizar verdaderos malabares con la memoria (memoria extendida, expandida, memoria base...) afortunadamente, con Windows 2000 y XP, se abandonó la base MS-DOS y con ella, esta anticuada filosofía (aunque muchos antiguos programas, aún pudiesen ser ejecutados). Windows 95 no era más que una bonita interfaz gráfica que ocultaba un MS-DOS interno. También hay que tener en cuenta que nuestro amigo Bill tenía y tiene un acuerdo con Intel, en el que Microsoft programa aplicaciones que absorben cada vez más CPU y así Intel puede sacar cada 18 meses un procesador más potente y tiene asegurada la clientela que use Windows. Por eso, la mayoría de las veces, los recursos que toman los sistemas Windows son injustificados, no son más que una argucia para que Intel dé salida a sus procesadores más potentes a personas que realmente no los necesitan (por supuesto que existen profesionales con la demanda de procesadores de alta gama, pero para un usuario medio que no le guste demasiado jugar ni sea profesional, 3 Ghz es una bestialidad y sólo sirve para que Windows XP campe a sus anchas, para ellos, se podrían reciclar viejos sistemas con Linux). Memoria RAM Volvamos a la memoria. Random Access Memory (Memoria de acceso aleatorio). Lo de aleatorio no viene de que se acceda sin orden ni concierto a la información que le venga en gana. Aleatorio significa que puede acceder a cualquier dato almacenado en ella con la misma velocidad. En los discos duros, el lugar físico donde se encuentre la información (ya sea más cerca del centro del disco o más hacia los bordes) influye en el tiempo que tarda el brazo mecánico en tomar esos datos. En el caso de la RAM, esta memoria está constituida como una malla entrelazada en la que cada celda contiene un estado (los ya consabidos "0" o "1", cargado o no cargado, señal eléctrica o ausencia de señal). Los datos son accesibles por coordenadas que identifican cada fila y cada columna. Para acceder a un rango concreto (por ejemplo toda una fila), sólo hay que indicar la coordenada "Y", y obtendremos el conjunto de bytes que están alojados en ella, con lo que el procesador podrá empezar a trabajar. El proceso es el siguiente: El usuario ejecuta una aplicación en el disco duro (demasiado lento para trabajar con él), esta viaja por el bus hacia la memoria RAM (que posee la velocidad adecuada para trabajar rápidamente con datos), aquí se mantiene de forma volátil hasta que el usuario almacena la información, que vuelve a pasar al disco duro. Todo esto es controlado por el microprocesador y los chips de la placa. Así de "simple" es la estructura básica de la computación. Hagamos un poco de historia ENIAC, considerado el primer ordenador de la Historia, poseía unos increíbles 4 kilobytes de memoria, fabricados a base de núcleos de ferrita a gran temperatura. Estos 4 kilobytes (si cada carácter en un documento ocupara un byte, el ordenador podría almacenar poco más que un folio escrito de información) ocupaban varios metros cuadrados, como cuatro armarios juntos. En los sesenta, cuando se comienza a utilizar los chips gracias a los circuitos integrados, se da un gran paso adelante, y los procesadores comienzan a doblar su capacidad cada año y medio. No así la RAM que debe esperar unos diez años para duplicar su velocidad. En los ochenta, el micro sigue evolucionando a velocidades sorprendentes (se llega al Megaherzio) y la velocidad de acceso a RAM sigue estancada hasta quedarse por detrás del micro. Surge el concepto de multiplicador para poder seguir al micro, y a la vez todo el sistema debe acoplarse a la velocidad del bus, que, para entendernos, es la carretera que une el procesador con la RAM. El bus siempre ha viajado a una velocidad menor que el procesador y la RAM, y esto ha generado infinidad de trucos y mejoras para poder crear un sistema sin cuellos de botella... Unos ejemplos: Existen dos tipos básicos de memoria RAM, la estática (SRAM) y la dinámica (DRAM). La primera no necesita ser tan frecuentemente "refrescada" con la información, lo que la hace más rápida. Se usa para las cachés internas de los microprocesadores (que no necesitan pasar por el bus), mientras que la dinámica se utiliza para lo que comúnmente conocemos como RAM del ordenador. SDRAM, viene de DRAM síncrona, y es un tipo genérico de memoria optimizada para trabajar a la velocidad del bus. ¿Confundidos? Aún ni hemos empezado. Según el formato e interacción con la placa... En un principio se usaron memorias DIP (Dual In line Pin) hasta los procesadores 80386, que soportaban poco más de 1 Megabyte de memoria. Eran una especie de cucaracha rectangular con 16 patas. Con el tiempo este formato pasó a usarse para la memoria de la tarjeta gráfica, pero con el aumento de ésta, el tipo de conexión terminó despareciendo. Módulo de placa base A mediados de los 90, aparecieron los formatos DIMM, SIMM (dual/single in line memory module) que eran módulos dispuestos en una lámina que se unía a la placa a través de una serie de contactos. Visualmente, estos dos tipos de módulos eran muy parecidos, pero para conectarse a la placa, necesitaban de técnicas distintas. Estos módulos podían ser a su vez de 30 contactos (SIMM30), muy al principio. Con la aparición del 486 y hasta las primeras versiones de Pentium II, se aumentó a 72 contactos. La evolución llegó con los módulos DIMM de 168 contactos, más rápidos que los anteriores, que se mantuvo hasta que el bus de datos consiguió disparar su velocidad. La mayoría de los equipos personales que se instalan actualmente, vienen equipados con memoria del tipo DDR SDRAM (double data rate SDRAM) que consigue doblar la velocidad actuando casi dos veces por ciclo de la placa, ajustándose más a la disparatada velocidad de los microprocesadores de hoy en día, y doblando velocidad de acceso de un plumazo cuando comenzaron a comercializarse. Para seguir con detenimiento la historia de la RAM y sus posibilidades, acrónimos y vertientes, se necesitaría un libro entero (que los hay). Pero con estas pinceladas, podemos, al menos, hablar con cierta propiedad sobre un componente muy importante de nuestro sistema. Memoria DIMM Consta de una pequeña placa de circuito impreso con varios chips de memoria integrados. Los SIMM están diseñados de modo que se puedan insertar fácilmente en la placa base de la computadora, y generalmente se utilizan para aumentar la cantidad de memoria RAM. Se fabrican con diferentes capacidades (4Mb, 8Mb, 16Mb, etc.) y con diferentes velocidades de acceso. Hoy en día su uso es muy frecuente debido a que ocupan menos espacio y son más manejables y compactos que los tradicionales chips de memoria. Aparecen en dos formatos de 30 contactos los cuales manejan 8 bits cada vez, miden unos 8.5 cm ó de 72 contactos que manejan 32 bits y tienen un largo de 10,5 cm. Memoria SO-DIMM Consiste en una versión compacta del módulo DIMM convencional, contando con 144 contactos y con un tamaño, de aproximadamente de la mitad de un SIMM. Se utiliza mucho en computadores portátiles. Los tipos basicos de memoria ram Es posible obtener memorias semiconductoras en una amplia gama de velocidades. Sus tiempos de ciclo varían desde unos cuantos cientos de nanosegundos, hasta unas cuantas decenas de nanosegundos. Cuando se presentaron por primera vez, a fines de la década de 1960, eran mucho más costosas que las memorias de núcleo magnético que reemplazaron. Debido a los avances de la tecnología de VLSI (Very Large Scale Integration – integración a muy gran escala), el costo de las memorias semiconductoras ha descendido en forma notable. Existen dos tipos de memoria RAM: la SRAM o RAM estática; y la DRAM o RAM dinámica. RAM estática o SRAM El almacenamiento en RAM estática se basa en circuitos lógicos denominados flip-flop, que retienen la información almacenada en ellos mientras haya energía suficiente para hacer funcionar el dispositivo (ya sean segundos, minutos, horas, o aún dias). Un chip de RAM estática puede almacenar tan sólo una cuarta parte de la información que puede almacenar un chip de RAM dinámica de la misma complejidad, pero la RAM estática no requiere ser actualizada y es normalmente mucho más rápida que la RAM dinámica (el tiempo de ciclo de la SRAM es de 8 a 16 veces más rápido que las SRAM). También es más cara, por lo que se reserva generalmente para su uso en la memoria de acceso aleatorio(caché). RAM dinámica o DRAM Las RAM dinámicas almacenan la información en circuitos integrados que contienen condensadores, que pueden estar cargados o descargados. Como éstos pierden su carga en el transcurso del tiempo, se debe incluir los circuitos necesarios para "refrescar" los chips de RAM cada pocos milisegundos, para impedir la pérdida de su información. Algunas memorias dinámicas tienen la lógica del refresco en la propia pastilla, dando así gran capacidad y facilidad de conexión a los circuitos. Estas pastillas se denominan casi estáticas. Mientras la RAM dinámica se refresca, el procesador no puede leerla. Si intenta hacerlo en ese momento, se verá forzado a esperar. Como son relativamente sencillas, las RAM dinámicas suelen utilizarse más que las RAM estáticas, a pesar de ser más lentas. Tipos de ram estática SRAM Static Random Access Memory – Memoria estática de acceso aleatorio Es un tipo de memoria más rápida y confiable que la DRAM. El término estática se debe a que necesita ser refrescada menos veces que la DRAM. Tienen un tiempo de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos. Un bit de RAM estática se construye con un circuito flip-flop que permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos transistores es activado. Estas memorias no precisan no precisan de los complejos circuitos de refrescamiento como sucede con las RAMs dinámicas, pero usan mucha más energía y espacio. La misma es usada como memoria caché. Sync SRAM Synchronous Static Random Access Memory –Es también un tipo de memoria caché. La RAM sincronizada a ráfagas ofrece datos de modo sincronizado con lo que no hay retraso en los ciclos de lectura a ráfagas, con tiempo 2-1-1-1 ciclos de reloj. El problema está en velocidades de reloj superiores a los 66 mhz, puesto que los ciclos de reloj pasan a ser de 3-2-2-2 lo que es significativamente más lento que la memoria PB SRAM la cual tiene un tiempo de acceso de 3-1-1-1 ciclos. Estos módulos están en desuso porque su precio es realmente elevado y sus prestaciones frente a la PB SRAM no son buenas por lo que se fabrican en pocas cantidades. PB SRAM Pipeline Burst Static Random Access Memory – Es un tipo de memoria estática pero que funciona a ráfagas mediante el uso de registros de entrada y salida, lo que permite solapar los accesos de lectura a memoria. Es usada como caché al igual que la SRAM, y la más rápida de la actualidad con soporte para buses de 75 mhz ó superiores. Su velocidad de acceso suele ser de 4 a 8 nanosegundos. Tipos de ram dinámica DRAM Dynamic Random Access Memory – Memoria dinámica de acceso aleatorio. Usada en PC como el 386 su velocidad de refrescamiento típica es de 80 ó 70 nanosegundos. Físicamente aparece en forma de DIMMs o de SIMMs. Opera de la siguiente manera, las posiciones de memoria están organizadas en filas y columnas. Cuando accedemos a la memoria empezamos especificando la fila, después la columna y por último decimos si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la memoria coloca los datos de esa posición en la salida si el acceso es de lectura o toma los datos y los almacena en la posición seleccionada si el acceso es de escritura. FPM Fast Page Memory - Memoria en modo paginado. También es llamada FPM RAM, FPM DRAM ó DRAM puesto que evoluciona directamente de ella es algo más rápida ya que su velocidad es de 70 ó 60 nanosegundos. Físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos. Con el modo pagina, la fila se selecciona una sola vez para todas las columnas dentro de la fila, dando así un rápido acceso. Usada en sistemas con velocidades de bus de 66 mhz, generalmente equipos con procesadores Pentium de 100 a 200 mhz y en algunos 486. EDO RAM Extended Data Output Random Access Memory – Memoria de acceso aleatorio extendida de salida de datos.Evoluciona de la Fast Page Memory mejorando el rendimiento en un 10% aproximadamente. Con un refrescamiento de 70, 60 ó 50 nanosegundos. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque también se puede encontrar en forma de DIMMs de 168 contactos. El secreto de la memoria EDO radica en una serie de latchs que se colocan a la salida de la memoria para almacenar los datos en ellos hasta que el bus de datos queda libre y pueden trasladarse a la CPU, o sea mientras la FPM puede acceder a un único byte la EDO permite mover un bloque completo de memoria. Muy común en los Pentium, Pentium Pro, AMD K6 y los primeros Pentium II. SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory – Memoria de acceso aleatoria sincronizado. Es casi un 20 % más rápida que le EDO RAM. La SDRAM entrelaza dos o más matrices de memoria interna de tal forma que mientras se está accediendo a una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso, es capaz de sincronizar todas las señales de entrada y salida con la velocidad del reloj de sistema. Es capaz de soportar velocidades de bus de 100 mhz por lo que su refrescamiento debe ser mucho más rápido alcanzando el mismo velocidades de 10 nanosegundos. Se encuentra físicamente en módulos DIMM de 168 contactos. Este tipo de memoria es usada generalmente en los Pentium II de menos de 350 mhz y en los Celeron. PC100 o SDRAM de 100 mhz Teóricamente es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictas normas referentes a la calidad de los chips y diseño de los circuitos impresos establecidos por Intel para el correcto funcionamiento de la memoria, o sea para que realmente funcionen a esos 100 mhz. Es usada en los AMD K6-2,Pentium II a 350 mhz y micros aún más modernos. La memoria PC100 es la más usada en la actualidad. Hay todavía realmente una gran confusión con respecto al módulo PC100, no se sabe de que consta. Hay varios módulos que se venden hoy como PC100 pero desgraciadamente, todavía no se opera fiablemente a los 100 mhz. BEDO RAM Burst Extended Data Ouput Memory Random Access – Es una evolución de la EDO RAM la cual compite con la SDRAM. Lee los datos en ráfagas, lo que significa que una vez que se accede a un dato de una posición determinada de memoria se leen los tres siguientes datos en un solo ciclo de reloj por cada uno de ellos, reduciendo los tiempos de espera del procesador En la actualidad es soportada por los chipsets VIA 580VP, 590VP y 680VP. Al igual que la EDO RAM la limitación de la BEDO RAM es que no puede funcionar por encima de los 66 mhz. ESDRAM Enhanced SDRAM – Para superar algunos de los problemas de latencia inherentes con los módulos de memoria DRAM standar, varios fabricantes han incluido una cantidad pequeña de SRAM directamente en el chip, eficazmente creando un caché en el chip. Permite tiempos de latencia más bajos y funcionamientos de 200 mhz. La SDRAM oficia como un caché dentro de la memoria. Existe actualmente un chipset que soporta este tipo de memoria, un chipset de socket 7.Una de las desventajas de estas memorias es que su valor es 4 veces mayor al de la memoria DRAM.  SLDRAM Sysnclink DRAM - La SLDRAM es una DRAM fruto de un desarrollo conjunto y, en cuanto a la velocidad, puede representar la competencia más cercana de Rambus. Su desarrollo se lleva a cabo por un grupo de 12 compañías fabricantes de memoria. La SLDRAM es una extensión más rápida y mejorada de la arquitectura SDRAM que amplía el actual diseño de 4 bancos a 16 bancos. La SLDRAM se encuentra actualmente en fase de desarrollo y se prevé que entre en fase de producción en el 2000. El ancho de banda de SLDRAM es de los más altos 3.2GB/s y su costo no seria tan elevado. RDRAM La tecnología RDRAM de Rambus ofrece un diseño de interface chip a chip de sistema que permite un paso de datos hasta 10 veces más rápido que la DRAM estándar, a través de un bus simplificado. Se la encuentra en módulos RIMM los que conforman el estándar de formato DIMM pero sus pines no son compatibles. Su arquitectura está basada en los requerimientos eléctricos del Canal RAMBUS, un bus de alta velocidad que opera a una tasa de reloj de 400 MHz el cual habilita una tasa de datos de 800MHz. Por motivos comerciales se la denomina PC600, PC700 y PC800 siendo sus capacidades de transferencia las siguientes: Rambus PC600: 2x2 bytes/ciclo x 300 Mhz = 1,20 Gb/s Rambus PC700: 2x2 bytes/ciclo x 356 Mhz = 1,42 Gb/s Rambus PC800: 2x2 bytes/ciclo x 400 Mhz = 1,60 Gb/s