memorias - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/ddv/u3-1.pdf · conjunto...

30
UNIDAD III MEMORIAS Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Upload: others

Post on 30-Apr-2020

16 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

UNIDAD IIIMEMORIAS

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 2: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TERMINOLOGÍA

Celda:

Dispositivo o circuito eléctrico que se usa

para almacenar un solo bit (0 o 1).

Flip-Flop D (Ejemplo)

Ent.

Exc.

Edo.

Pres.

Edo.

Sig.

CLK D Qt Qt+1

0 0 0

0 1 0

1 0 1

1 1 1

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 3: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TERMINOLOGÍA

Palabra de memoria:

Conjunto de bits que puede leerse o escribirse

en una sola operación.

Byte:

Un grupo de 8 bits.

Nibble:

Un grupo de 4 bits.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 4: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TERMINOLOGÍA

Los tamaños de palabra en las

memorias suelen ser múltiplos de 8 bits.

El tamaño de la palabra coincide con el

numero de terminales de datos.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 5: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TERMINOLOGÍA

Capacidad:

Cuantos bits pueden almacenarse en un

dispositivo de memoria particular o bien

en un dispositivo de memoria completo.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 6: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TERMINOLOGÍA

Dirección:Número que identifica la localidad de una palabra en la memoria.

Cada palabra almacenada en un dispositivo de memoria o sistema de memoria tiene una dirección única.

Líneas de dirección:

Sirven para escoger en cual de todas las

palabras de la memoria se va a guardar o a

leer un dato.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 7: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TERMINOLOGÍA

El número de líneas de dirección se

determina por el tamaño de la memoria.

𝑇 = 2𝑁

T = Número de palabras o localidades

N = Número de líneas de dirección

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 8: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TERMINOLOGÍA

Operación de Lectura:

Una palabra binaria almacenada en una

localidad (dirección) específica de la memoria

es captada y después transferida a otra

localidad.

Operación de Escritura:

Se coloca una nueva palabra en cierta

localidad de memoria.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 9: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

DIRECCIÓN DE MEMORIA

Memoria ROM, 8 bits

Page 10: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

MEDIDAS DE VELOCIDAD (MEMORIA)

Tiempo de Acceso:

Cantidad de tiempo que se requiere para

realizar una operación de lectura.

Tiempo de Ciclo:

Cantidad de tiempo para que la memoria

realice una operación de lectura o

escritura y regrese a su estado original,

lista para ejecutar el siguiente comando.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 11: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

CLASIFICACIÓN DE MEMORIAS

Memoria Volátil:

Requiere la aplicación de energía eléctrica para

almacenar información. Si se retira la energía

eléctrica, toda la información almacenada en la

memoria se perderá.

Memoria No Volátil:

No requiere la aplicación de energía eléctrica

para almacenar información. Conservan la

información aún sin suministro de energía.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 12: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

CLASIFICACIÓN DE MEMORIAS

Memoria de Acceso Aleatorio (RAM):

La localización física real de una palabra

de la memoria no tiene efecto sobre el

tiempo de lectura/escritura de esa

localidad.

Memoria de Acceso Secuencial (SAM):

El tiempo de acceso no es constante, varía

según la localidad de la dirección.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 13: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

CLASIFICACIÓN DE MEMORIAS

Memoria de Lectura y Escritura

(RWM):

Puede leerse o escribirse información en

ella con la misma facilidad.

Memoria de Solo Lectura (ROM):

Memorias semiconductoras diseñadas

para aplicaciones donde la proporción de

operaciones de lectura a operaciones de

escritura es muy alta.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 14: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

CLASIFICACIÓN DE MEMORIAS

Dispositivos de Memoria Estática:

(Semiconductores) Los datos almacenados

se almacenan permanentemente al tener

energía, sin necesitar reescribir

periódicamente los datos en la memoria.

Dispositivo de Memoria Dinámica:

(Semiconductores) Los datos almacenados

no permanecen guardados, aún con

energía aplicada, a menos que se

reescriban periódicamente (Refresco).

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 15: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN

RAM Estática:

Se forma con flip-flops. Rápida pero cara.

RAM Dinámica:

Se almacenan los datos en la capacitancia

parásita de un transistor. (Descarga del C)

Se necesita reescribir el dato con frecuencia.

Alta densidad, baratas pero lentas.

ROM:

Se construyen con diodos. Datos grabados

por el fabricante

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 16: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

CELDA SRAM

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 17: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

CELDA DRAM

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 18: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN

PROM:

Los datos se graban quemando fusibles.

EPROM:

Guardan los datos en la carga de la compuerta

flotante de un MOSFET especial. Se borran

con luz UV (UltraVioleta).

EEPROM y FLASH:

Se borran eléctricamente.

Dra. Adriana del Carmen Téllez Anguiano

Page 19: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

MEMORIAS EN UNA COMPUTADORA

Ma

yo

r ve

locid

ad

(y c

osto

)

Ma

yo

r ca

pa

cid

ad

Registros internos

Memoria caché

Memoria central

Memoria expandida

Memoria secundaria

Memoria auxiliar

Pablo Turmero

Page 20: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

MEMORIA (MEJORA DE DESEMPEÑO)

CPUMemoria

RAM

La frecuencia del reloj se puede incrementar

El ancho del bus se puede incrementar

El uso que hace la CPU de la RAM puede optimizarse

Pablo Turmero

Page 21: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

MEMORIA CACHÉ

Memoria especial de alta velocidad,

diseñada para acelerar el procesamiento

de instrucciones del microprocesador,

Acceso a los datos almacenados en caché

mucho más rápidamente que a aquellos

datos almacenados en la memoria RAM.

Ejemplo - Pentium a 100 MHz:

180 nanosegundos en leer un dato de la

RAM

45 nanosegundos en leerlo de la caché.

Pablo Turmero

Page 22: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

NIVELES DE LA MEMORIA CACHÉ

La memoria caché recoge constantemente

los datos importantes de la RAM, de modo

que el CPU (idealmente) no debe esperar

los datos.

Núcleo del

procesador

Memoria Caché

de datosL1

MemoriaCaché

L2

Memoria

RAM

Pablo Turmero

Page 23: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

NIVELES DE LA MEMORIA CACHÉ

Memoria caché L1

Incorporada en el núcleo del procesador. Fragmento

de memoria RAM (8, 16, 32, 64 o 128 kB)

Funciona a la misma frecuencia de reloj de la CPU

(parte del procesador)

Se puede dividir

en dos secciones:

Para datos

Para instrucciones Puente

norte

Núcleo

del

procesador

Memoria

Caché

de datos

L1 Memoria

Caché

L2Memoria

Caché de

instrucción

L1

Memoria

RAM

Pablo Turmero

Page 24: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

NIVELES DE LA MEMORIA CACHÉ

Memoria caché L2

Mayor que la L1 y unificada (256kB o 512 kB).

Lee constantemente cantidades de datos ligeramente

mayores de la RAM, disponibles para la memoria caché L1.

Anteriormente fuera del chip, actualmente integrada en el

interior del chip.

Puente

norte

Núcleo

del

procesador

Memoria

Caché

de datos

L1 Memoria

Caché

L2Memoria

Caché de

instrucción

L1

Memoria

RAM

Pablo Turmero

Page 25: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

TIPOS DE MEMORIA RAM MÁS USADAS

Tipo de

memoria

DRAM

Num. de

contactos

Ancho

SDRAM 168 64 bits

DDR RAM 184 64 bits

(128 bits)

Rambus

DRAM

184 16 bits

(32 bits)

Pablo Turmero

Page 26: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

SDRAM

(SYNCHRONOUS DYNAMIC RAM)

Se implementa en los módulos DIMM.

Pablo Turmero

Page 27: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

SDRAM

(SYNCHRONOUS DYNAMIC RAM)

Utiliza un reloj para sincronizar la lectura y la escritura en un chip de memoria.

El reloj está sincronizado con el reloj interno del microprocesador, mejorando el rendimiento en lectura/escritura entre microprocesador y memoria

Pueden alcanzar frecuencias de acceso superiores a los 100 MHz. Velocidad de refresco es de 20 ns o menor.

Pablo Turmero

Page 28: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

DDR-SDRAM (DOBLE DATA RATE)

Similar a la SDRAM, con la diferencia que dobla

la velocidad de transferencia, pasando a ser dos

veces por ciclo.

Envía los datos 2 veces por cada señal de reloj,

una vez en cada flanco de la señal (el ascendente

y el descendente), en lugar de enviar datos sólo

en la parte ascendente de la señal.

Pablo Turmero

Page 29: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

MEMORIAS DDR2-DDR3-DDR4

Las memorias DDR2-DDR3-DDR4 son una

versión mejorada de las memorias DDR , que

permiten que los búferes de entrada/salida

trabajen a mayor velocidad de la frecuencia del

núcleo, permitiendo que durante cada ciclo de

reloj se realicen más transferencias.

Operan tanto en el flanco alto del reloj como en el

bajo.

Menor consumo de energía

Pablo Turmero

Page 30: MEMORIAS - sagitario.itmorelia.edu.mxsagitario.itmorelia.edu.mx/actelleza/DDV/U3-1.pdf · Conjunto de bits que puede leerse o escribirse ... Cuantos bits pueden almacenarse en un

MEMORIA OPTANE

Nueva memoria de almacenamiento que usa

tecnología 3D Xpoint, hasta mil veces más

rápida que los SSD actuales.

Es muy similar a la de un usuario con un

computador de disco de estado sólido (SSD).

Puede usarse como RAM cuando

la RAM convencional se llena, e incluso como

una RAM definitiva aunque no es una memoria

RAM propiamente dicha.