Memorias Del PC ó Ordenador
Uno
de los conceptos básicos y claros sobre las memorias es que es una unidad de almacenamiento en la
cual se puede guardar varios archivos; me permito citar esta definición que encontré en un artículo :” Memoria (informática), los circuitos que
permiten almacenar y recuperar la información. En un sentido más amplio, puede
referirse también a sistemas externos de almacenamiento, como las unidades de
disco o de cinta. Por lo general se refiere sólo al semiconductor rápido de
almacenaje (RAM) conectado directamente al procesado“
Memorias ROM(Read Only Memory).
La memoria de sólo lectura, o
memoria ROM ( Read Only Memory), es una de las dos memorias que posee la
computadora, que tiene como particularidad que no puede ser modificada; es
inalterable. Por eso es que se la caracteriza como una memoria no volátil, ya
que tampoco se altera por cortes de corriente.
Es decir que sus programas se
pueden leer y por lo tanto, ejecutar, pero no escribir sobre ellos o
cambiarlos. Su contenido permanece intacto durante todo el tiempo que exista.
En este sentido, se diferencia
de la memoria RAM, ya que esta es aleatoria: es tanto de lectura como de
escritura por lo que su contenido puede ser modificado.
En cuanto a la memoria ROM, los
datos que contiene suelen ser cargados de fábrica en el chip y al no poder
sufrir ninguna modificación, no corre el riesgo de perder su información una vez
que se apaga la computadora. Por eso mismo es que se la utilizan para almacenar
los programas con los que se enciende el equipo, cargar el sistema operativo y
para ejecutar el diagnóstico de dispositivos de entrada/salida (lo que se
conoce como el Bios del Sistema).
Generalmente, son de poca
capacidad (sólo unos miles de bytes) y suelen estar integradas con la
computadora y en algunos periféricos que se le instalan.
La memoria ROM, también conocida
como firmware, es un circuito integrado programado con unos datos específicos
cuando es fabricado. Los chips de características ROM no solo se usan en
ordenadores, sino en muchos otros componentes electrónicos también. Hay varios
tipos de ROM, por lo que lo mejor es empezar por partes.
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:
ü Los chips no tienen que ser retirados para
sobre escribirse.
ü
No se
tiene que borrar el chip por completo para cambiar una porción del mismo.
ü 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
versátiles, también pueden ser lentos con algunos productos lo cuales deben
realizar cambios rápidos a los datos almacenados en el chip. 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.
¿ Qué es... la memoria RAM?
La memoria principal o RAM
(Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador
guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento
es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella
mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.
Se le llama RAM por que es
posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente
Tipos de memorias RAM
Hay muchos tipos de memorias
DRAM, Fast Page, EDO, SDRAM, etc. Y lo que es peor, varios nombres. Trataremos
estos cuatro, que son los principales, aunque mas adelante en este Informe
encontrará prácticamente todos los demás tipos.
F DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es
"la original", y por tanto la más lenta.
F
Usada
hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns),
tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie
de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.
F
Físicamente,
aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.
F
Fast Page
(FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona
directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las
diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida)
como por ser de 70 ó 60 ns.
F
F
Usada
hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72
contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).
F
EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a
introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su
Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos).
F
Muy común
en los Pentium MMX y AMD K6, con velocidad de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre
todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
F
SDRAM:
Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de
50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta
en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350
MHz y en los Celeron.
F
PC100: o
SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que utilizan
los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y computadores más modernos; teóricamente se
trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar
correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vendidas como
"de 100 MHz" las cumplen.
F PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y
recomendable).
En este tipo particular de
memoria es posible leer y escribir a voluntad. La memoria RAM está destinada a
contener los programas cambiantes del usuario y los datos que se vayan
necesitando durante la ejecución y reutilizable, y su inconveniente radica en
la volatilidad al contratarse el suministro de corriente; si se pierde la
alimentación eléctrica, la información presente en la memoria también se
pierde.
Qué es la memoria flash?
La memoria flash consiste en una
pequeña tarjeta destinada a almacenar grandes cantidades de información en un
espacio muy reducido. Usualmente es posible encontrarlas guardando las fotos de
una cámara digital, los programas de calles y rutas de un GPS, la agenda de
contactos de un teléfono celular o los archivos, correos y direcciones de una
agenda PDA.
Este tipo de tarjetas son
denominadas no volátiles, ya que conservan los datos aún cuando no se
encuentran conectadas a la corriente eléctrica. Los primeros dispositivos de
este tipo fueron fabricados en 1971 y eran denominadas EPROM por el inglés
Erasable Programmable Read-Only Memory. Estos aparatos también eran capaces de
almacenar los datos al cortar el flujo eléctrico, sin embargo, para volver a
grabar información era necesario borrar a través de rayos ultravioleta.
Las tarjetas de memoria flash
están hechas de muchísimas celdas microscópicas que acumulan electrones con
diferentes voltajes a medida que la electricidad pasa a través de ellas,
creando así un mapa de diferentes cargas eléctricas. De este modo la tarjeta logra
guardar la información que el usuario requiere. Mientras más compacta esté
distribuida su estructura, mayor información almacena, y asimismo también
aumentan los costos en la fabricación de estos dispositivos.
La otra forma de almacenar toda
esta información es a través de un disco duro, y la gran diferencia que tienen
con las tarjetas de memoria flash, es que estas últimas no cuentan con partes
móviles (como el lector del disco), sino que están formadas por una sola pieza
fabricada en un material semiconductor. De este modo se configura como un
dispositivo de tamaño muy reducido que no pierde los datos cuando sufre de
movimientos fuertes y/o golpes. Generalmente son de forma cuadrada o
rectangular y se pueden conectar al computador a través de un puerto USB, por
lo tanto, es posible intuir que se trata también de los famosos pendrive o
llaveros USB.
Futuro de las Memorias
El futuro del mundo de la
memoria flash es bastante alentador, ya que se tiende a la ubicuidad de las
computadoras y electrodomésticos inteligentes e integrados y, por ello, la
demanda de memorias pequeñas, baratas y flexibles seguirá en alza hasta que
aparezcan nuevos sistemas que lo superen tanto en características como en
coste. En apariencia, esto no parecía muy factible ni siquiera a medio plazo ya
que la miniaturización y densidad de las memorias flash estaba todavía lejos de
alcanzar niveles preocupantes desde el punto de vista físico. Pero con la
aparicion del memristor el futuro de las memorias flash comienza a opacarse.
El desarrollo de las memorias
flash es, en comparación con otros tipos de memoria sorprendentemente rápido
tanto en capacidad como en velocidad y prestaciones. Sin embargo, los
estándares de comunicación de estas memorias, de especial forma en la
comunicación con los PC es notablemente inferior, lo que puede retrasar los
avances conseguidos.
La apuesta de gigantes de la
informática de consumo como AMD y Fujitsu en formar nuevas empresas dedicadas
exclusivamente a este tipo de memorias como Spansion en julio de 2003 auguran
fuertes inversiones en investigación, desarrollo e innovación en un mercado que
en 2005 sigue creciendo en un mercado que ya registró en 2004 un crecimiento
asombroso hasta los 15.000 millones de dólares (después de haber superado la
burbuja tecnológica del llamado boom punto com) según el analista de la
industria Gartner, avala todas estas ideas.
Es curioso que esta nueva
empresa, concretamente, esté dando la vuelta a la tortilla respecto a las velocidades
con una técnica tan sencilla en la forma como compleja en el fondo de combinar
los dos tipos de tecnologías reinantes en el mundo de las memorias flash en tan
poco tiempo. Sin duda se están invirtiendo muchos esfuerzos de todo tipo en
este punto.
Sin embargo, la memoria flash se
seguirá especializando fuertemente, aprovechando las características de cada
tipo de memoria para funciones concretas. Supongamos una Arquitectura Harvard
para un pequeño dispositivo como un PDA; la memoria de instrucciones estaría
compuesta por una memoria de tipo ORNAND (empleando la tecnología MirrorBit de
segunda generación) dedicada a los programas del sistema, esto ofrecería
velocidades sostenidas de hasta 150 MB/s de lectura en modo ráfaga según la
compañía con un costo energético ínfimo y que implementa una seguridad por
hardware realmente avanzada; para la memoria de datos podríamos emplear
sistemas basados en puertas NAND de alta capacidad a un precio realmente
asequible. Sólo quedaría reducir el consumo de los potentes procesadores para
PC actuales y dispondríamos de un sistema de muy reducidas dimensiones con unas
prestaciones que hoy en día sería la envidia de la mayoría de los ordenadores
de sobremesa. Y no queda mucho tiempo hasta que estos sistemas tomen, con un
esfuerzo redoblado, las calles.
Cualquier dispositivo con datos
críticos empleará las tecnologías basadas en NOR u ORNAND si tenemos en cuenta
que un fallo puede hacer inservible un terminal de telefonía móvil o un sistema
médico por llegar a un caso extremo. Sin embargo, la electrónica de consumo
personal seguirá apostando por las memorias basadas en NAND por su inmensamente
reducido costo y gran capacidad, como los reproductores portátiles de MP3 o ya,
incluso, reproductores de DVD portátiles. La reducción del voltaje empleado
(actualmente en 1,8 V la más reducida), además de un menor consumo, permitirá
alargar la vida útil de estos dispositivos sensiblemente. Con todo, los nuevos
retos serán los problemas que sufren hoy en día los procesadores por su miniaturización
y altas frecuencias de reloj de los microprocesadores.
Los sistemas de ficheros para
memorias flash, con proyectos disponibles mediante CVS (Concurrent Version
System) y código abierto permiten un desarrollo realmente rápido, como es el
caso de YAFFS2, que, incluso, ha conseguido varios patrocinadores y hay
empresas realmente interesadas en un proyecto de esta envergadura.
La integración con sistemas
inalámbricos permitirá unas condiciones propicias para una mayor integración y
ubicuidad de los dispositivos digitales, convirtiendo el mundo que nos rodea en
el sueño de muchos desde la década de 1980. Pero no sólo eso, la Agencia
Espacial Brasileña, por citar una agencia espacial, ya se ha interesado
oficialmente en este tipo de memorias para integrarla en sus diseños; la NASA
ya lo hizo y demostró en Marte su funcionamiento en el Spirit (rover de la
NASA, gemelo de Opportunity), donde se almacenaban incorrectamente las órdenes
como bien se puede recordar. Esto sólo es el principio. Y más cerca de lo que
creemos. Intel asegura que el 90% de los PC, cerca del 90% de los móviles, el
50% de los módems, etc. en 1997 ya contaban con este tipo de memorias.
En la actualidad TDK está
fabricando discos duros con memorias flash NAND de 32 Gb con un tamaño similar
al de un disco duro de 2.5 pulgadas, similares a los discos duros de los
portátiles con una velocidad de 33.3 Mb/s. El problema de este disco duro es
que, al contrario de los discos duros convencionales, tiene un número limitado
de accesos. Samsung también ha desarrollado memorias NAND de hasta 32 Gb.
La expansión de la memoria flash
es infinita. En la actualidad (31/08/09) Kingston ha lanzado una memoria flash
(DATATRAVELER 300) de una capacidad de 256 Gb la cual podría almacenar 51000
imágenes, 54 DVDs o 365 CDs
F