Memoria SIMM

SIMM o Single in-line Memory Module (módulo de memoria en línea simple), pequeña placa de circuito impreso con varios chips de memoria integrados. Vinieron a sustituir a los SIP, Single in-line Package (encapsulado en línea simple), chips de memoria independientes que se instalaban directamente sobre la placa base. Los SIMM están diseñados de modo que se puedan insertar fácilmente en la placa base de la computadora, se utilizaban para aumentar la cantidad de memoria RAM fácilmente. 

Se fabricaban con distintas capacidades (4MB, 8MB, 16MB...) y con diferentes velocidades de acceso. En un principio se construían con 30 contactos y luego aparecieron los de 72 contactos. Posteriormente se desarrollaron módulos de memoria DIMM, Dual in-line Memory Module (módulo de memoria en línea doble), con 168 contactos, que presentaban un doble número de vías de comunicación entre el módulo y la placa base, que permite utilizar de manera independiente cada lado del conector; su manejo resulta más sencillo, ya que se pueden emplear de forma aislada, mientras que los SIMM se utilizaban por pares. En las computadoras portátiles se usan unos módulos de memoria de perfil muy fino denominados SO-DIMM, Small Outline DIMM.

Bancos de Memoria

Un banco de memoria está conformado por los módulos necesarios que pueden otorgar un ancho de bus igual al del procesador. Por ejemplo para los viejos 486 de Intel se necesitaba un único módulo SIMM de 72 contactos ya que éstos proveían 32 bits, pero 4 módulos SIMM de 30 contactos.

Cuando surgieron los procesadores Pentium, cada banco de memoria estaba compuesto por dos SIMM de 72 contactos o dos grupos de 4 de 30 contactos, por suerte al llegar los DIMM que entregaban 64 bits de golpe, un banco era igual a un módulo de memoria y se pudo disminuir considerablemente el espacio dedicado a las memorias de trabajo en las mothers.

Hoy día las mother cuentan con 2 o 4 slots para los módulos DIMM, permitiendo que trabajen de a pares para hacer uso de la tecnología de doble canal.

Tipos de módulos SDRAM

Módulo de memoria SIMM de 30 pines SIMM es un acrónimo del idioma ingles que expresa Single in Line Memory Module o modulo de memoria de una sola línea, es decir, un modulo de memoria SIMM es un conjunto de chips, generalmente DIPs integrados a una tarjeta electrónica. Este modulo trabajaba con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 8 bits. 

Módulo de memoria SIMM de 72 pines con tecnología EDO RAM: Este módulo de memoria es superior en tamaño al SIMM de 30 pines. Trabajaba con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 32 bits. 

Módulo de memoria DIMM de 168 pines con tecnología SDR SDRAM: DIMM es un acrónimo inglés que expresa Dual In line Memory Module o módulo de memoria de doble línea. Este módulo permitía transferencias para el almacenamiento y lectura de datos de 64 bits.

Módulo de memoria DIMM de 184 pines con tecnología DDR SDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria DDR SDRAM, con un bus de datos de 64 bits y posee 184 pines (lo que evita confundirlo con el de 168 pines y conectarlo en placas que no lo soporten). El aspecto más notorio que permitía diferenciar la tecnología SDR de la DDR es que la primera traía dos muecas (notch) y la segunda una sola casi en el medio.

Módulo de memoria DIMM de 240 pines con tecnología DDR2 SDRAM: Los chips de memoria son DDR2 o DDR3 SDRAM, con un bus de datos de 64 bits, posee 240 pines, y al igual que los DDR tienen una sola mueca.

Módulo de memoria RIMM de 184 pines con tecnología RDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria RDRAM, los cuales trabajan en serie y deben instalarse siempre de dos en dos. Suelen tener una protección metálica que favorece la disipación térmica.

SRAM (Static RAM)

SRAM representa la abreviatura de "Static RAM" ("RAM Estática"). El hecho de ser estática quiere decir que no es necesario refrescar los datos (al contrario que la DRAM), ya que sus celdas mantienen los datos, siempre y cuando estén alimentadas. Otra de sus ventajas es su velocidad, comparable a la de los procesadores actuales. Como contraprestación, debido al elevado número de transistores por bit, las SRAM tienen un elevado precio, por lo que su uso se limita a las memorias caché de procesadores y microcontroladores. 

Así, y atendiendo a la utilización de la SRAM como memoria caché de nuestros sistemas informáticos, tenemos tres tipos: 

• Async SRAM: memoria asíncrona y con tiempos de acceso entre 20 y 12 nanosegundos, utilizada como caché de los antiguos i386, i486 y primeros Pentium,.

•  Sync SRAM: memoria síncrona y con un tiempo de acceso entre 12 y 8,5 nanosegundos. Muy utilizada en sistemas a 66 MHz de bus. 

• Pipelined SRAM: memoria síncrona con tiempos de acceso entre 8 y 4,5 nanosegundos. Tarda más que la anterior en cargar los datos, pero una vez cargados, accede a ellos con mayor rapidez. 

Aspectos constructivos de las SRAM 

Estas memorias tienen una capacidad muy reducida (entre 512KB y 2MB aproximadamente) en comparación con la memoria SDRAM del sistema, pero permiten aumentar significativamente el rendimiento del sistema global debido a la jerarquía de memoria. Están formadas por cuatro transistores bipolares que forman un biestable (denominado flip-flop); esta célula de almacenaje tiene dos estados estables, los cuales se utilizan para denotar 0 ó 1. Dos compuertas adicionales sirven para controlar el acceso a la célula de almacenaje durante las operaciones de lectura o escritura. 

Una célula de SRAM tiene tres estados distintos en los que puede estar: Reposo (standby): cuando no se realizan tareas de acceso al circuito Lectura (reading): cuando la información ha sido solicitada Escritura (writing): cuando se actualizan los contenidos

ESDRAM (Enhanced SDRAM)

Esta memoria incluye una pequeña memoria estática en el interior del chip SDRAM. Con ello, las peticiones de ciertos ser resueltas por esta rápida memoria, aumentando las prestaciones. Se basa en un principio muy similar al de la memoria caché utilizada en los procesadores actuales.

RDRAM (Rambus DRAM)

Memoria de gama alta basada en un protocolo propietario creado por la empresa Rambus, lo cual obliga a sus compradores a pagar regalías en concepto de uso. Esto ha hecho que el mercado se decante por la memoria DDR de uso libre, excepto algunos servidores de grandes prestaciones (Cray) y la famosa PlayStation 2. Se clasifica en:

• Rambus PC600: se caracteriza por utilizar dos canales en vez de uno y ofrece unas tasas de transferencia de 1,06 GiB/s por canal => 2,12 GiB/s a una frecuencia de 266 MHz.

• Rambus PC700: igual que el anterior, trabaja a una frecuencia de 356 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,42 GiB/s por canal => 2,84 GiB/s.

• Rambus PC800: del mismo modo, trabaja a 400 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,6 GiB/s por canal => 3,2 GiB/s.

Aunque competidora de la DDR, la RDRAM funciona de modo muy distinto: la DDR utiliza los flancos de subida y bajada del reloj para duplicar su frecuencia efectiva con un bus de datos de 64 bits, mientras que la RDRAM eleva la frecuencia de los chips para evitar cuellos de botella con un bus de datos de 16 bits.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

Memoria síncrona, envía dos datos por cada ciclo de reloj. De este modo trabaja al doble de velocidad del bus del sistema, sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en módulos DIMM de 184 contactos en la DDR y 240 en la DDR2 y DDR3. Del mismo modo que la SDRAM, en función de la frecuencia del sistema se pueden distinguir varios de los modelos más utilizados en la tabla de más abajo.

 

Para entender como se arma la tabla se puede tomar la memoria PC 2100 ó DDR 266: funciona a 2.5 V, trabaja a 266 MHz, es decir 133 MHz de bus de memoria (recordemos que envía dos datos por cada ciclo de reloj), ofrece tasas de transferencia de hasta 2,1 GB/s (de ahí el nombre PC2100). 

Las memorias DDR la utilizaron mayoritariamente los Athlon XP de AMD, y los primeros Pentium 4. Para el caso de las DDR2, la mejora sustancial está en que se utiliza un buffer de 2bits para el envío y recepción de datos lo cual duplica la velocidad nominal de E/S respecto a las DDR. Por lo tanto a una frecuencia real de 133MHz la tasa será de 133MHz x 2 (2 datos en cada ciclo) x 2 (2 bits en lugar de 1 por el buffer de E/S) x 64bits/8bits = 4256 MB/s, la denominación sería DDR2 533. 

En el caso de las DDR3, el buffer es de 4 bits, por lo que para una misma velocidad de reloj real la tasa de transferencia cuatriplica. Siguiendo con el ejemplo de los 133MHz, la tasa sería de 8,5GB/s y la denominación sería DDR3 1066. Además, se ha conseguido bajar en las DDR3 el voltaje de 1.8V que utilizan las DDR2 a 1.5V.

Las memorias DDR, DDR2 y DDR3 no son compatibles entre sí. Existen diferencias en el voltaje, la cantidad de pines y las señales. Los zócalos DIMM también son distintos impidiendo colocar un módulos de memoria incorrecto en la mother. Las ranuras entre las DDR2 y las DDR casi coinciden, pero el número de contactos difiere. Las DDR2 y las DDR3 tienen el mismo número de pins (240), pero la mueca está ligeramente desplazada.

También existen las especificaciones DDR433, DDR466, DDR500, DDR533 y DDR600 pero según muchos ensambladores es poco práctico utilizar DDR SDRAM a más de 400 MHz (a menos que sean utilizadas para overclock), por lo que está siendo sustituida por la revisión DDR2. Y algo similar ocurre con las DDR2 para frecuencias más altas, que son sustituidas por las DDR3.

SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM)

Memoria síncrona (misma velocidad que el sistema), con tiempos de acceso de entre 25 y 10 ns y que se presentan en módulos DIMM de 168 contactos. Fue utilizada en los Pentium_II y en los Pentium_III, así como en los AMD K6, K7 AMD_Athlon y Duron.

Para calcular el ancho de banda del bus de memoria se sigue la fórmula: ancho de bus en Bytes * frecuencia efectiva de trabajo en MHz. Por ejemplo, la SDR 100, sería: 

( 64 bits / 8 byte ) x 100 MHz = 800 MB/s 

que es la 'velocidad' de la memoria, o más correctamente su ancho de banda (bandwidth).

La temporización de cada ciclo fácilmente se puede obtener dividiendo la unida de tiempo (1 segundo) por la cantidad de ciclos (MHz) y luego multiplicar dicho valor por 1.000 para obtener el tiempo en nano segundos, por ejemplo la SDR133 serían: 

(1 / 133 x 1000) = 7,5ns 

Está muy extendida la creencia de que se llama SDRAM a secas, y que la denominación SDR SDRAM es para diferenciarla de la memoria DDR, pero no es así, simplemente se extendió muy rápido la denominación incorrecta. El nombre correcto es SDR SDRAM ya que ambas (tanto la SDR como la DDR) son Memorias Síncronas Dinámicas.

BEDO-RAM (Burst Extended Data Output RAM)

Es una evolución de la EDO RAM y competidora de 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.

Fue presentada en 1997. Era un tipo de memoria que usaba generadores internos de direcciones y accedía a mas de una posición de memoria en cada ciclo de reloj, de manera que lograba un desempeño un 50% mejor que la EDO. Nunca salió al mercado, dado que Intel y otros fabricantes se decidieron por esquemas de memoria sincrónicos que si bien tenían mucho del direccionamiento MOSTEK, agregan funcionalidades distintas como señales de reloj.

EDO-RAM (Extended Data Output RAM)

Memoria asíncrona, esta memoria permite a la CPU acceder más rápido porque envía bloques enteros de datos; con tiempos de accesos de 40 o 30ns. La EDO o Salida de Información Mejorada, tiene la ventaja que permite al CPU acceder más rápido porque posee una técnica de envío de bloques de datos, es decir direcciona la columna que va utilizar mientras que se lee la información de la columna anterior, dando como resultado una eliminación de los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida hasta que comienza el próximo ciclo.

FPM-RAM (Fast Page Mode RAM)

Memoria asíncrona, más rápida que la anterior (Modo de Página Rápida) y con tiempos de acceso de 70 ó 60 ns. Esta memoria se encuentra instalada en muchos sistemas de la primera generación de Pentium. Incorpora un sistema de paginado debido a que considera probable que el próximo dato a acceder este en la misma columna, ganando tiempo en caso afirmativo.

Usada en procesadores como el Intel 486, se implantó un modo direccionamiento en el que el controlador de memoria envía una sola dirección y recibe a cambio esa y varias consecutivas sin necesidad de generar todas las direcciones. Esto supone un ahorro de tiempos ya que ciertas operaciones son repetitivas cuando se desea acceder a muchas posiciones consecutivas. Funciona como si deseáramos visitar todas las casas en una calle: después de la primera vez no seria necesario decir el número de la calle únicamente seguir la misma.

DRAM (Dynamic RAM)

La memoria DRAM ("RAM Dinámica") es una memoria RAM electrónica construida mediante condensadores. Los condensadores son capaces de representar un bit de información almacenando una carga eléctrica. Lamentablemente los condensadores sufren de fugas lo que hace que la memoria DRAM necesite refrescarse cada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAM consiste en recargar los condensadores que tienen almacenado un uno para evitar que la información se pierda por culpa de las fugas (de ahí lo de "Dynamic"). La memoria DRAM es más lenta que la memoria SRAM, pero por el contrario es mucho más barata de fabricar y por ello es el tipo de memoria RAM más comúnmente utilizada como memoria principal. 

También se denomina DRAM a la memoria asíncrona de los primeros IBM-PC, su tiempo de refresco era de 80 ó 70 ns (nanosegundos). Se utilizó en la época de los i386, en forma de módulos SIMM o DIMM.

DRAM (Dynamic Random Access Memory) es un tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente en los módulos de memoria RAM y en otros dispositivos, como memoria principal del sistema. Se denomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el mismo y recargarlo, cada cierto período, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es la posibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía funcionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones de posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es una memoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda la información. Inventada a finales de los sesenta, es una de las memorias más usadas en la actualidad.

Funcionamiento

La celda de memoria es la unidad básica de cualquier memoria, capaz de almacenar un Bit en los sistemas digitales. La construcción de la celda define el funcionamiento de la misma, en el caso de la DRAM moderna, consiste en un transistor de efecto de campo y un condensador. El principio de funcionamiento básico, es sencillo: una carga se almacena en el condensador significando un 1 y sin carga un 0. El transistor funciona como un interruptor que conecta y desconecta al condensador. Este mecanismo puede implementarse con dispositivos discretos y de hecho muchas memorias anteriores a la época de los semiconductores, se basaban en arreglos de celdas transistor-condensador.

Las celdas en cualquier sistema de memoria, se organizan en la forma de matrices de dos dimensiones, a las cuales se accede por medio de las filas y las columnas. En la DRAM estas estructuras contienen millones de celdas y se fabrican sobre la superficie de la pastilla de silicio formando áreas que son visibles a simple vista. En el ejemplo tenemos un arreglo de 4x4 celdas, en el cual las líneas horizontales conectadas a las compuertas de los transistores son las llamadas filas y las líneas verticales conectadas a los canales de los FET son las columnas.

Para acceder a una posición de memoria se necesita una dirección de 4 bits, pero en las DRAM las direcciones están multiplexadas en tiempo, es decir se envían por mitades. Las entradas marcadas como a0 y a1 son el bus de direcciones y por el mismo entra la dirección de la fila y después la de la columna. Las direcciones se diferencian por medio de señales de sincronización llamadas RAS (del inglés Row Address Strobe) y CAS (Column Address Strobe) que indican la entrada de cada parte de la dirección.

Tipos de Memoria RAM

Las memorias RAM tienen unos tiempos de acceso y un ancho de banda mucho más rápido que el disco rígido, por lo que se han convertido en un factor determinante para la velocidad de una computadora. Esto quiere decir que, dentro de unos límites, una computadora trabajará más rápido mientras sea mayor 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 las computadoras del tipo 8086 los chips de memoria RAM estaban soldados directamente a la placa base. Con las computadoras 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 las computadoras anteriores, era prácticamente imposible). 

Los primeros módulos utilizados fueron los denominados EDO (Extended Data Output). 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. 

Hay varios tipos de memoria RAM

• Memoria SIMM

• Memoria DIMM

• Memoria DIMM DDR

Los pequeños chips que componen a la memoria RAM no se encuentran sueltos, sino soldados a un pequeño circuito impreso denominado módulo, que se puede encontrar en diferentes tipos y tamaños, cada uno ajustado a una necesidad concreta: (SIMM, DIMM, SO-DIMM, RIMM). Sobre ellos se sueldan los chips de memoria RAM, de diferentes tecnologías y capacidades.

Ahora bien, mientras que los ensambladores de módulos se cuentan por centenas, la lista de fabricantes de los propios chips de memoria son un número menor y sólo hay unas pocas empresas como Buffalo, Nanya, Elpidia, Micron, Qimonda, Corsair, Kingston o Samsung, que en cualquier caso no superan la veintena.

SOCKET DIMM DDR

SOCKET DIMM SDR

SOCKET SIMM