Hay tres tipos de tecnologías de memoria en el computador:
- Memoria no volátil (ROM, EPROM, FLASH). No pierde la información cuando desparece la alimentación, pero es muy lenta. Se usa para la BIOS.
- Memoria cache (SRAM). Pierde la información cuando desaparece la alimentación, es muy cara, pero es muy rápida.
- Memoria principal (DRAM). Pierde la información cuando desaparece la alimentación y cuando no se refresca, tiene una velocidad intermedia, pero es muy barata.
La memoria principal se agrupa en módulos que contienen chips de memoria DRAM. Esto permite configurar y reparar la memoria principal de forma muy simple.
Los módulos de memoria se conectan al controlador de memoria del sistema, integrado en el Memory Hub Controller (MCH), soldado a la placa base o formando parte de la CPU. Los módulos de memoria actuales disponen de una pequeña memoria serie no volátil que permite la identificación de los parámetros del módulo. Este mecanismo de identifificación se denomina Serial Presence Detect (SPD). Por ejemplo, esta
información la usa el MCH para ajustar la frecuencia de trabajo del módulo.
Los módulos de memoria más empleados incorporan memoria Double Data Rate (DDR2).
Cada módulo de memoria dispone de 64 líneas de datos. En el mercado hay módulos de memoria DDR2 y módulos DDR. Los primeros son una versión mejorada de los últimos. No
obstante, la filosofía de funcionamiento es la misma.
1. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2
Se trata de resumir las características de los módulos de memoria DDR y DDR2 mediante unos parámetros, de tal forma que sea sencilla la elección correcta o comparación de módulos.Dentro de los parámetros destacan:
Geometría y número de contactos, encapsulado de chips de memoria, número de bancos, capacidad, velocidad, detección y corrección de errores, registro de señales, tensión de alimentación y consumo de energía.
1.1. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Geometría y Número de Contactos
• La geometría de los módulos DDR y DDR2 permite distinguirlos de otros módulos de memoria y distinguir además diferentes tipos de módulos DDR entre sí.
• Los módulos de memoria y sus ranuras de conexión tienen una geometría que impide conectar módulos equivocados.
• La geometría y número de contactos depende de:
- El espacio disponible en el computador. Hay módulos de tamaño DIMM (los habituales), SO-DIMM (portátiles), MiniDIMM(blade servers) MicroDIMM (portátiles pequeños).
- Si el módulo es de tipo registered o unbuffered.
- Si el módulo incluye lógica de detección y corrección de errores (ECC).
- Si el módulo es DDR o DDR2.
• Comparación de un módulo DIMM DDR2 y un módulo DIMM DDR.
1.2. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Encapsulado
• El encapsulado de los chips DRAM del módulo permite distinguir fácilmente un módulo DDR de uno DDR2.
1.3. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Número de Bancos del Módulo
• Los módulos pueden tener 1, 2 ó 4 bancos, cada uno de los cuales es capaz de proporcionar 64 ó 72 bits.
• El empleo de 2 o más bancos es común en servidores para disponer de módulos de mayor capacidad.
• Cada banco requiere una señal de selección de chip, por lo que el empleo de módulos de dos o más bancos requiere compatibilidad con la placa base.
1.4. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Capacidad
• La capacidad es un parámetro fundamental de cualquier dispositivo de almacenamiento, como es un módulo de memoria.
• La capacidad suele expresarse en MBytes o Gigabytes.
• En la actualidad, la capacidad de los módulos de memoria DDR varía entre 128 Mbytes y 2 Gigabytes.
1.5. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Velocidad
• La velocidad suele expresarse en función de la velocidad de transferencia teórica y la latencia.
• La velocidad de transferencia teórica indica la velocidad máxima del módulo (en Gigabytes por segundo) en condiciones ideales durante una ráfaga.
• Los módulos DDR y DDR2 acceden a dos datos de 64 bits cada uno en cada ciclo de reloj (se trata de memorias síncronas).
• Un módulo con frecuencia de 200 MHz accede en condiciones ideales a 200 M x 2 datos cada segundo => una velocidad de transferencia teórica de 3,2 GBytes/segundo.
• Los módulos de memoria DDR suelen nombrarse DDR-xxx, donde xxx es la frecuencia efectiva, medida en Mdatos/segundo. Ej: un módulo de frecuencia de reloj 200 MHz se denotaría DDR-400.
• Los módulos de memoria DDR también suelen nombrarse como PC-yyyy, donde yyyy indica la tasa de transferencia teórica en MBytes/segundo. Ej: un módulo DDR-400 se nombraría PC-3200.
• Para nombrar los módulos DDR2 se sigue un criterio similar. Por ejemplo, un módulo DDR2 de frecuencia de reloj 400 MHz se nombraría DDR2-800 o PC2-6400.
• La latencia indica los tiempos máximos necesarios para acceder al módulo de memoria fuera de una ráfaga.
• La latencia suele indicarse mediante tres valores, ej: 3-4-4. Cada uno de estos valores indica un número de ciclos de reloj del módulo de memoria (los módulos DDR y DDR2 son síncronos) y son por tanto relativos a su frecuencia de reloj.
• Lo interesante es que sean lo más bajos posibles, principalmente el primero de ellos, denominado CAS latency.
• En la actualidad es habitual usar los módulos en modo multicanal para aumentar la velocidad de la memoria.
• Trabajando en modo bicanal (2 canales), el controlador de memoria puede acceder a dos módulos a la vez, mejorando la latencia y la velocidad de transferencia teórica. Ej: empleando dos módulos DDR2-800 en modo bicanal, la velocidad de
transferencia pasa de 6,4 Gbytes/segundo a 12,8 Gbytes/segundo.
• Los módulos de memoria en modo multicanal son los de siempre, lo único que cambia es el controlador de memoria.
• Para trabajar en modo multicanal el controlador de memoria suele requerir que los módulos sean iguales, pero hay controladores que no plantean esta restricción.
1.6. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Detección y Corrección de Errores
• Característica presente en los módulos de memoria empleados en servidores y en la memoria cache.
• Los módulos de memoria está sujetos a errores transitorios que afectan a una o varias celdas sin causar daño físico. Las causas son:
- Rayos cósmicos (partículas subatómicas de alta energía).
- Partículas alfa (emitidas por materiales radioactivos).
- Interferencias de radiofrecuencia.
- Variaciones en la tensión de alimentación.
• La frecuencia de aparición es proporcional a la capacidad del módulo. En los módulos actuales puede llegar a ser inferior a un mes.
• Alguna de las causas, como los rayos cósmicos, son difícilmente evitables: hay que convivir con los errores.
• Para detectar y corregir errores suelen emplearse códigos ECC (Error Correcting Code).
• Los códigos ECC empleados en los módulos de memoria actuales son capaces de detectar dos bits erróneos de entre los 64 bits de datos y corregir un bit erróneo. Esto requiere 8 bits más.
• Los módulos de memoria que incorporan ECC tienen 72 líneas de datos en lugar de 64.
• La detección y corrección de errores es transparente al módulo, pues es el controlador de memoria, el encargado de generar a partir de los 64 bits de datos los 8 bits adicionales durante una escritura, y comprobar los 8 bits adicionales frente a los 64 de datos durante la lectura.
• La inclusión de ECC incrementa el precio del módulo.
1.6. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Registro de Señales
• Se trata de una característica que incorporan los módulos de memoria empleados en servidores.
• Cuando los módulos de memoria contienen gran cantidad de chips de memoria (para tener una gran capacidad) aparecen problemas eléctricos, y es necesario emplear un registro para cada señal de direcciones y control que recibe el módulo.
• El registro de señales incrementa las latencias en un ciclo de reloj del módulo.
• Los módulos de memoria que llevan a cabo el registro de señales se denominan registered.
• Los módulos de memoria más habituales no incorporan esta característica y se denominan unbuffered.
• El registro de señales incrementa el precio del módulo.
1.7. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Tensión de Alimentación
• Característica que indica la modernidad del módulo de memoria.
• Los módulos de memoria DDR emplean 2,5 voltios, mientras que los DDR-2 emplean 1,84 voltios.
1.8. Parámetros de los Módulos DDR y DDR2: Consumo de Energía
• Los módulos DDR2 consumen aproximadamente la mitad de energía que los módulos DDR de igual capacidad y frecuencia de reloj.
• Por ejemplo, un módulo de memoria DDR-400 de 512 Mbytes puede llegar a consumir unos 20 vatios.
• La refrigeración de los módulos de memoria debe tenerse en consideración.
2. Selección de los Módulos de Memoria
• La geometría (DIMM, SO-DIMM, etc.) viene dada por el tipo de computador.
• El controlador de memoria limita en gran medida las características de los módulos que se pueden emplear.
• En servidores y sistemas críticos deben emplearse siempre módulos del tipo registered DIMM.
• En la actualidad se recomienda usar memoria DDR2.
• La frecuencia de trabajo depende del grado de implantación. Actualmente la más usada en los equipos nuevos es la memoria DDR2-667, por lo que tiene la mejor relación calidad/precio.
• El empleo de placas base con chipset que soporta modos multicanal incrementa sensiblemente la velocidad de la memoria. No obstante, suele obligar a emplear módulos idénticos dentro del mismo canal.
0 comentarios:
Publicar un comentario