Introducción a los Sistemas Informáticos 2023-2024 PDF

01. Sistemas informáticos: Hardware y Software Sistemas Informáticos - 1º DAM  CONTENIDOS DEL TEMA 1. Sistemas informáticos 6. Prevención, montaje y...

01. Sistemas informáticos: Hardware y Software Sistemas Informáticos - 1º DAM  CONTENIDOS DEL TEMA 1. Sistemas informáticos 6. Prevención, montaje y 4. Placa base, tarjeta gráfica y mantenimiento ▪ 1.1 Elementos de un ordenador digital buses ▪ 6.1 Prevenc ión de riesgos ▪ 1.2Software ▪ 4.1 Formatos de la pla ca base ▪ 6.2 Normas de seguridad 2. La CPU ▪ 4.2 Elementos de la pla ca base ▪ 6.3 Montaje de equipos ▪ 2.1 Componentes de la CPU ▪ 4.3 La tarjeta gráfic a ▪ 6.4 Puesta en marcha ▪ 2.2 Mic roproc esadores ▪ 4.4 Buses ▪ 6.5 Mantenimiento ▪ 2.3 Nomenclatura, análisis y 5. Periféricos y memorias comparativa ▪ 6.6 Averías secundarias 3. La memoria principal (RAM) ▪ 5.1 Periféric os de entrada ▪ 3.1 Composic ión de la memoria ▪ 5.2 Periféric os de salida ▪ 3.2 Tipos de memorias ▪ 5.3 Dispositivos de entrada/salida ▪ 3.3 Módulos de memoria ▪ 5.4 Memorias secundarias ▪ 3.4 Inspecc ionando la memoria  Introducción  Un sistema informático, puede definirse como un conjunto de partes interrelacionadas.  Un sistema en mayor o menor medida es precisamente esto, un conjunto de elementos hardware y software interconectados para el tratamiento de la información. El sistema informático más simple vendría dado por un ordenador PC., lejos tales como, las redes, sistemas de procesamiento paralelo, etc.  Ajustándonos al modelo más simple, el ordenador comentaremos en esta unidad cada uno de los elementos que lo componen, sus características, tipos, etc., atendiendo principalmente a los componentes físicos o elementos hardware propiamente dichos.  Introducción  El término hardware hace alusión a la parte física , que representa el ordenador, es decir, los elementos «tangibles» que lo componen, tales como el monitor y el teclado, así como los cables y chips que forman la máquina.  El término software se refiere al conjunto de aplicaciones y programas que permiten operar con el ordenador, así como controlar y coordinar los distintos elementos hardware. En definitiva, es la parte intangible que sabemos que se encuentra en el ordenador pero que solo podemos acceder a ella a través de los elementos de entrada y salida del sistema. Es el elemento lógico del ordenador.  Entre el software y el hardware existe otro concepto importante dentro de un sistema informático: el firmware que es la parte intangible (software) de los componentes hardware. Un ejemplo es el software con el que están programadas las memorias ROM, que son hardware.  1. SISTEMAS INFORMÁTICOS 1.1. ELEMENTOS DE UN ORDENADOR DIGITAL ▪ La arquitectura de un ordenador digital se basa en el modelo de Von Neumann (1945) ▪ Funcionamiento básico de la arquitectura Von Neumann: ▪ Para ejecutar un programa, primero hay que buscarlo en la memoria principal ▪ Una vez localizado el programa, se carga en la CPU instrucción a instrucción ▪ En la CPU se realizan todas las operaciones del programa ▪ Los resultados se envían a la memoria principal para ser almacenados 1.2. ELEMENTOS DE UN ORDENADOR DIGITAL 1.2. ELEMENTOS DE UN ORDENADOR DIGITAL Unidades funcionales del ordenador digital (2) ▪ Un ordenador se compone de las siguientes unidades funcionales: ▪ Unidades de entrada: reciben datos del exterior (teclado, ratón, micrófono…) ▪ Unidades de salida: devuelven el resultado de una operación (pantalla, impresora…) ▪ Unidades de entrada-salida: permiten recibir y devolver datos (tarjeta de red…) ▪ Memoria principal: almacena datos y los programas que se ejecutan en el ordenador ▪ Unidad aritmético-lógica (ALU): realiza operaciones aritmético-lógicas. ▪ Unidad de control (UC): se encarga de orquestar el resto de componentes Arquitectura de un ordenador digital  Arquitectura de Von Neumann. En la memoria principal se encuentran almacenadas las instrucciones y datos Arquitectura Harvard. El bus de direcciones se divide en bus de direcciones para las instrucciones y en bus de direcciones para los datos EL BUS DEL SISTEMA Un bus es una vía de comunicación que conecta dos o más dispositivos. La principal característica de un bus es que es un medio de transmisión compartido. Al bus se conectan múltiples dispositivos, y una señal transmitida por cualquiera de ellos puede ser recibida por todas las otras unidades conectadas. Funciones de un bus: 1. Soportar la información a transmitir. 2. Garantizar la correcta comunicación entre los elementos que comparten el bus. Se denomina bus del sistema al conjunto de circuitos encargados de la conexión y comunicación entre la UCP y el resto de unidades de la computadora. Para ello utiliza un conjunto de varias líneas eléctricas que permiten la transmisión de los datos en paralelo.  1.2 El software.  El Software de un sistema informático es el conjunto de elementos lógicos necesarios para que puedan realizar las tareas encomendadas al mismo. Se puede definir: El software es la parte lógica que dota al equipo físico de capacidad para realizar cualquier tipo de trabajos.  El elemento lógico de un sistema informático puede clasificarse como: Software básico (sistema operativo) Software programas Software de aplicaciones + Datos El software básico Es el conjunto de programas que el equipo físico necesita para tener la capacidad de trabajar. Estos programas en su conjunto configuran lo que se denomina el sistema operativo. Una definición muy general sería: El sistema operativo es el soporte lógico que controla el funcionamiento del equipo físico, ocultando los detalles del hardware y haciendo más sencillo el uso del ordenador.  Gestión de información Gestión de memoria Programas de control Gestión de entrada salida Gestión del procesador  Sistema operativo Gestión de trabajos Programas de utilidad LAS UNIDADES DE MEDIDA EN UNA INSTRUCCIÓN O INFORMACIÓN – El bit o dígito binario: un bit es la unidad de información más pequeña que el procesador manipula y físicamente se representa con un elemento como un pulso o un punto. Ocho bits constituyen un byte. – El byte o unidad de almacenamiento: cuenta con 8 bits. Equivale a un sólo carácter, como una letra o un número. – El kilobyte (kB): equivale a 1.024 bytes y a menudo es la unidad en la que se registra el almacenamiento de archivos pequeños como documentos de texto o imágenes en baja resolución. – El megabyte (MB): equivale a más de un millón de bytes, y comúnmente archivos de tamaño considerable se almacenan en esta unidad. Por ejemplo, imágenes en alta resolución, archivos, carpetas, documentos y hasta programas. – El gigabyte (GB): equivale a mil millones de bytes. Es la unidad que más típicamente se maneja hoy en día, y los ordenadores más comunes proveen de un espacio de más de 100 GB para memoria. Los archivos de todo un ordenador de tamaño considerable se miden en GB. – El terabyte (TB): equivale a 1024 Gigabytes y es una medida que se utiliza para referir a ordenadores de alta complejidad. Por su parte, las unidades de almacenamiento miden su capacidad en bytes. Un byte es una unidad de información equivalente a un conjunto ordenado de 8 bits o un octeto. Ejemplo: Hallar la capacidad de nuestro disco. 2. LA CPU Unidad Central de Proceso (CPU) ▪ Es el cerebro del sistema informático ▪ Se encarga de controlar todos los componentes hardware del ordenador ▪ Envía señales a todos los componentes indicándoles qué funciones deben realizar ▪ Componentes de la CPU: ▪ Unidad aritmético-lógica (ALU): realiza operaciones aritmético-lógicas ▪ Unidad de Control (UC): controla la ejecución de las instrucciones y el resto de dispositivos 18  La Unidad de proceso o procesador entre otras se divide en tres partes importantes:  Unidad de Control. Es la parte que interpreta las instrucciones del programa, generando información necesaria para controlar los dispositivos periféricos. Para realizar estas operaciones, la UC dispone de pequeños espacios de almacenamiento, denominados registros. ➔ El registro de instrucción: Contiene la instrucción que se está ejecutando. ➔ El registro contador de programas. Contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar. ➔ Controlador y decodificador. Controla el flujo de instrucciones de la CPU e interpreta la instrucción para su posterior procesamiento. Se encarga de extraer el código de la operación de la instrucción en curso. ➔ Secuenciador o multiplexor. Genera las microórdenes necesarias para ejecutar la instrucción. ➔ Reloj. Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes.  Unidad Aritmética lógica. Realiza operaciones matemáticas que le indica la unidad de control, almacenando los resultados en los registros de almacenamiento. Los elementos que componen la ALU son los que se indican a continuación:  Circuito operacional. Realiza las operaciones con los datos de los registros de entrada.  Registro de entrada. Contiene operandos de la operación.  Registro acumulador. Almacena los resultados de las operaciones.  Registro de estado. Registra las condiciones de la operación anterior.  Bus del sistema: es el bus que transporta los datos desde la memoria principal al procesador 2.2 MICROPROCESADORES ¿Qué es un microprocesador? ▪ Es una CPU grabada en un circuito impreso (PCB) ▪ Su elemento de fabricación es el silicio (semiconductor) ▪ Se parte de una oblea, donde se imprimen las CPU ▪ Existen alternativas al silic io: grafeno (Geim y Nososelov) ▪ Vídeo del proceso de fabricación ▪ https://www.youtube.com/watch?v=aWVywhzuHnQ Oblea de silic io Fuente: NASA 2.2 MICROPROCESADORES Un poco de historia (1) ▪ En sus inic ios, los ordenadores usaban válvulas de vacío ▪ Consumían mucha energía y disipaban bastante calor ▪ Elevado tamaño ▪ Poca fiabilidad y lentitud ▪ El transistor no aparece hasta 1956 ▪ Reducido tamaño Válvula de vacío ▪ Menor consumo y menor disipación de calor Fuente: RJB1 33 ▪ Mayor velocidad y fiabilidad 2.2 MICROPROCESADORES Un poco de historia (2) ▪ En 1964 aparecen los primeros circuitos integrados (CI) ▪ En 1965 se enuncia la Ley de Moore (Gordon Moore) ▪ Cada 18 meses se duplicará el número de transistores en un CI ▪ En 1971 aparece el primer microprocesador (Intel 4004) ▪ Existen diversos fabricantes punteros: Intel, AMD y ARM ▪ Cronología de procesadores Intel (enlace) Intel 4004 Fuente: Intel ▪ Cronología de procesadores AMD (enlace) 2.2 MICROPROCESADORES Funciones de un procesador 1. Almacenar las instrucciones que proceden de la RAM 2. Decodific ar las instrucciones 3. Ordenar al resto de dispositivos que realicen la instrucción 4. Generar pulsos de reloj para ejecutar las instrucciones 5. Efectuar operaciones aritmético-lógicas 6. Devolver los resultados a la memoria RAM Pentium 4 (microscopio) Fuente: Calvin University 24 2.2 MICROPROCESADORES Características de un procesador ▪ Frecuencia de reloj ▪ Indica el número de ciclos de reloj en un segundo Unidad Valor Equivalencia ¡4900 veces más! Kilohertzio (KHz) 1 KHz 1000 Hz Intel 4004 740 KHz Megahertzio (MHz) 1 MHz 1000 KHz Gigahertzio (GHz) 1 GHz 1000 MHz Intel Core i9-9900KF 3.6 GHz Terehertzio (THz) 1 THz 1000 GHz Petahertzio (PHz) 1 PHz 1000 THz 25 2.2 MICROPROCESADORES Características de un procesador (2) ▪ Velocidad interna ▪ Es la velocidad de trabajo del microprocesador son sus elementos internos: 1.6 GHz… ▪ Velocidad externa o de bus (FSB – Front Side Bus) ▪ Velocidad del bus que comunica el microprocesador con el resto de elementos de la placa: 800 MHz… ▪ Velocidad de ejecución de las instrucciones ▪ Depende del número de ciclos que necesiten las instrucciones para ejecutarse ▪ Las instrucciones pasan por varias fases durante su ejecución 28 2.2 MICROPROCESADORES Características de un procesador (3) ▪ Juego de instrucciones ▪ Indica el número de instrucciones del procesador (depende de arquitecturas CISC o RISC) ▪ Los conjuntos de instrucciones se agrupan con acrónimos (MMX, SSE, SSE2…) ▪ Ancho del bus de direcciones ▪ El bus de direcciones permite acceder a memoria ▪ Cuanto mayor sea, más capacidad de memoria podemos direccionar (arquitectura de 32 o 64 bits) ▪ Número de registros internos 29 ▪ Cantidad de registros del procesador (son muy rápidos y están dentro de la CPU) 2.2 MICROPROCESADORES Características de un procesador (4) ▪ Voltaje ▪ A mayor voltaje, mayor velocidad y mayor temperatura ▪ Podemos encontrar procesadores con diferentes voltajes (1-lógico, 0-lógico) ▪ Arquitectura ▪ Influye en el direccionamiento de memoria y la capacidad de los buses ▪ Arquitecturas de 32 o 64 bits (software x86 y x64) ▪ Multinúcleo 30 ▪ Subprocesos, capacidad de ejecutar más de un proceso a la vez (HyperThreading y SMT) 2.2 MICROPROCESADORES Estructura de un procesador (2) ▪ Memoria caché ▪ Almacena datos que son utilizados con mucha frecuencia ▪ El microprocesador consulta su contenido antes de acceder a la RAM ▪ Su tecnología es más rápida (y más cara) que la RAM ▪ Posee diferentes niveles (L1, L2 y L3) 31 2.2 MICROPROCESADORES Estructura de un procesador (3) ▪ Coprocesador matemático (FPU) ▪ Realiza cálculos matemáticos de alta precisión ▪ Anteriormente estaba ubicada fuera del procesador ▪ En la actualidad se utilizan las tarjetas gráficas, debido a su alta capacidad de computación ▪ Video GPU vs. CPU (Cazadores de Mitos) ▪ https://www.youtube.com/watch?v=-P28LKWTzrI ▪ Video explicación NVIDIA Cuda ▪ https://www.youtube.com/watch?v=Js9CE9FVyNU 2.2 MICROPROCESADORES Estructura de un procesador (4) ▪ Unidad de gestión de memoria (MMU) ▪ Traduce las direcciones virtuales a direcciones físicas ▪ Las direcciones virtuales son utilizadas por el gestor de memoria del Sistema Operativo ▪ El MMU se encarga de establecer la equivalencia real con la memoria RAM 33 2.2 MICROPROCESADORES Estructura de un procesador (5) ▪ Unidad MultiMedia eXtensions (MMX) ▪ Incorporada por Intel en 1997 desde el Pentium MMX ▪ Se incorporan instrucciones para el manejo de multimedia ▪ Unidad Streaming SMID Extensions (SSE) ▪ Incorporada por Intel en 1999 como una extensión de las MMX ▪ Incorporan el CODEC para decodificar video MPEG2 34 2.2 MICROPROCESADORES Estructura de un procesador (6) Diagrama de bloques Intel Core i7-6700K Processor Fuente: Intel 35 2.2 MICROPROCESADORES Encapsulado del microprocesador (1) DIP (Dual In-Line Package) PLCC (Plastic Lead Chip Carrier) SEC (Single Edge Connect) 36 Encapsulados Fuente: Wikipedia 2.2 MICROPROCESADORES Encapsulado del microprocesador (2) BGA (Ball Grid Array) PGA (Package Grid Array) 37 Encapsulados Fuente: Wikipedia 2.2 MICROPROCESADORES El zócalo (1) ▪ Es el elemento de la placa base donde se conecta el microprocesador ▪ Interconecta el microprocesador con el resto de componentes del PC ZIF (Zero Insertion Force) Slot A 38 2.2 MICROPROCESADORES El zócalo (2) ▪ Es el elemento de la placa base donde se conecta el microprocesador ▪ Interconecta el microprocesador con el resto de componentes del PC LGA (Land Grid Array) AM3, AM3+, AM4, FM2… 2.2 MICROPROCESADORES Refrigeración (1) ▪ Es importante seleccionar un sistema de refrigeración adecuado ▪ Interconecta el microprocesador con el resto de componentes del PC ▪ TDP (Thermal Design Power): es la máxima cantidad de calor que soporta la CPU 2.2 MICROPROCESADORES Refrigeración (2) ▪Diferentes mecanismos de refrigeración: ▪ Disipador: elemento pasivo que disipa el calor (se coloca sobre el procesador, fijado con pasta térmica) ▪ Ventilador: se coloca sobre el disipador (normalmente en la caja hay ventiladores adicionales) ▪ Heat-pipe (tubería de calor): tubo hueco con un fluido que se enfría y se condensa ▪ Refrigeración Peltier: célula Peltier (elevado consumo eléctrico) ▪ Sistemas de refrigeración líquida (¡cuidado con el mantenimiento!)  2.2 MICROPROCESADORES Refrigeración (3) Disipador con ventilador Célula Peltier Elementos de refrigeración 2.2 MICROPROCESADORES Overclocking ▪ Pretende que los componentes del ordenador alcancen un rendimiento mayor ▪ Se puede aplicar a microprocesadores y también al resto de componentes ▪ Se puede lograr con software específicos del fabricante, cambiando el firmware de la BIOS… ▪ El uso de estas técnica s si debe hacer con cautela y de forma precisa ▪ Se recomiendan sistemas de refrigeración líquida para disipar mejor el calor 55 2.3 NOMENCLATURA, ANÁLISIS Y COMPARATIVA Nomenclatura Intel y especificaciones ▪ Más información: enlace Nomenclatura Intel Fuente: Intel ▪ Especificaciones Intel (Intel ark): enlace 2.3 NOMENCLATURA, ANÁLISIS Y COMPARATIVA Nomenclatura AMD y especificaciones AMD FX 8370E AMD Ryzen 7 3700X FX – series name Ryzen – series name 8 – number of cores 7 – segment (3, 5, 7) 3 – generation number 3 – performance level (3, 5, 7) 70 – SKU number 00 – model number E – product suffix X – power suffix AMD FX 8370E Fuente: AMD ▪ Nomenclatura AMD (y parecidos con la nomenclatura Intel): enlace y enlace ▪ Especificaciones AMD: enlace CONTENIDOS DE LA SECCIÓN 3. La memoria principal (RAM) ▪ 3.1 Composic ión de la memoria ▪ 3.2 Tipos de memorias ▪ 3.3 Módulos de memoria ▪ 3.4 Inspecc ionando la memoria 3. LA MEMORIA PRINCIPAL (RAM) ¿Qué entendemos por memoria RAM? (Random Access Memory) ▪ La memoria principal se encarga de almacenar el programa que va a ser ejecutado ▪ La memoria es de acceso aleatorio (Random), podemos acceder a una posición concreta ▪ El contenido de la memoria se transfiere a la CPU, para ejecutar las instrucciones ▪ Los resultados de la CPU se retornan y se almacenan en la memoria principal ▪ En esencia, la memoria almacena una serie de 0 y 1 (almacena datos eléctricos) ▪ La memoria se organiza en celdas (lo estudiaremos más adelante) 47 3.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMORIA Diferentes composiciones de la memoria ▪Biestable (SRAM – static RAM) ▪ Un biestable es el circuito secuencial más pequeño ▪ La salida depende de la entrada y las salidas anteriores ▪ El biestable puede almacenar un bit mientras exista corriente eléctrica ▪ Diferentes tecnologías (asíncronos, síncronos, RS) Esquema celda SRAM Fuente: Polsko-Japońska Akademia Technik 66 Komputerowych 3.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMORIA Diferentes composiciones de la memoria ▪ Condensadores y transistor MOS (DRAM – Dynamic RAM) ▪ Necesita menos transistores MOS que los biestables ▪ Su composición es más barata ▪ Las memorias son más pequeñas en tamaño ▪ El condensador determina el estado del bit en cada momento ▪ Para mantener el valor de la celda se utiliza un circuito de refresco Esquema celda DRAM Fuente: Wikipedia 3.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMORIA Jerarquía de memoria (1) + Nivel 0. Registros de la CPU Preci - o T. acceso Nivel 1. Caché (SRAM) Memoria Nivel 2. Memoria principal (DRAM) interna - Nivel 3. Discos duros (magnéticos o SSD) Memoria Precio externa + Nivel 4. Discos ópticos y cintas magnéticas T. acceso 3.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMORIA Jerarquía de memoria (2) ▪ El nivel 0 de la memoria lo constituyen los registros, con un tiempo de acceso de 0,25-0,5 ns ▪ El nivel 1 es la memoria caché (L1, L2 y L3), con un tiempo de acceso de hasta 10 ns ▪ El nivel 2 es la memoria RAM, con un tiempo de acceso de 30 a 200 ns ▪ Los dos últimos niveles están formados por las unidades de almacenamiento masivo ▪ Si un dato se encuentra en un nivel, también está en los inferiores (propiedad de inclusión) 3.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMORIA Organización de la memoria Columna Acceso aleatorio Celda Fila Matriz 3.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMORIA Características de las memorias (1) ▪ Ciclo de reloj (velocidad de bus) ▪ Se utiliza en las memorias SDRAM (síncronas) ▪ Estas memorias realizan lecturas y escrituras en función de los ciclos de reloj del procesador ▪ A mayor frecuencia, mayor número de operaciones ▪ Velocidad efectiva (MHz efectivos o GT/s) Ciclo ▪ Marcan los tiempos para ejecutar operaciones ▪ Flancos de subida y de bajada ▪ Las memorias utilizan cada flanco para las operaciones ▪ Desde las memorias SDRAM se expresa en MHz 3.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMORIA Características de las memorias (2) ▪ Ancho de banda (MB/s o GB/s) ▪ Hace referencia al número de palabras transferidas entre la RAM y la CPU ▪ Capacidad (GB) ▪ Cantidad de información que almacena la memoria ▪ Tiempo de acceso (para lectura y escritura) ▪ Máximo que se tarda en leer una posición de memoria o en leer en ella ▪ Voltaje (V) ▪ Cuanto mayor sea, mayor consumo y más calor (aunque proporciona un mejor rendimiento) 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (1) ▪ Se pueden clasificar las memorias según diferentes aspectos ▪ Uno de ellos es si son de solo lectura o de lectura y escritura ▪ Memorias de solo lectura ▪ Solo se escriben una vez (aunque las más modernas pueden ser reescritas) ▪ Si se corta la corriente no se pierde la información ▪ Memorias de lectura y escritura ▪ Cuando se corta la corriente se pierden la información (se resetean) 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (2) ▪ Memoria ROM (Read-Only Memory) ▪ Son las más antiguas y baratas ▪ Se programan en el proceso de fabricación ▪ Se usan para alojar el firmware de los dispositivos Memoria ROM ▪ Se basan en la tecnología MOS (transistores MOS o MOSFET) Fuente: Andrew Dunn 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (3) ▪ PROM (Programmable Read-Only Memory) ▪ Se basan en la tecnología de las memorias ROM ▪ Son programables por el usuario ▪ Se utiliza un hardware especializado para programarlas Memoria PROM ▪ La electricidad estática puede dañarlas con facilidad Fuente: Bill Bertram 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (4) ▪ EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) ▪ Pueden borrarse y volver a escribirse ▪ La escritura se realiza de manera electrónica ▪ Los transistores pueden cambiar su polaridad (0 o 1 lógico) ▪ Cuando se quieren reprogramar se borran y se escriben de nuevo ▪ Suelen borrarse usando la luz ultravioleta Memoria EPROM Fuente: C marcante 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (5) ▪EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) ▪ Pueden borrarse y volver a escribirse de manera eléctrica ▪ Se puede realizar un borrado parcial o total de la información ▪ Utilizan la tecnología de las memorias EPROM como base ▪ Pueden reprogramarse desde la placa base o el sistema operativo Memoria EEPROM Fuente: BricoGeek 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (6) ▪ SRAM (Static Random Access Memory) ▪ Memoria RAM estátic a ▪ Construidas a base de biestables ▪ Existen diversos tipos: ▪ Sync RAM (Synchronous Static Random Access Memory) ▪ PB SRAM (Pipeline Burst Static Random Access Memory) Esquema celda SRAM 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (7) ▪ DRAM (Dynamic Random Access Memory) ▪ Memoria RAM dinámic a ▪ Construidas a base de condensadores (necesitan refresco) ▪ Existen diversos tipos: ▪ FPM (Fast Page Mode): en desuso (la señal RAS se mantenía activada) ▪ EDO y BEDO: usada en Pentium y Pentium MMX, las BEDO casi no se usaron Esquema celda DRAM ▪ SDRAM: sustituyeron a las memorias BEDO, sincronía con el reloj de la CPU Fuente: Wikipedia ▪ DDR SDRAM (Double Data SDRAM): aprovechan los dos flancos de reloj 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (8) ▪ DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) ▪ Aprovechan los dos flancos de reloj (trabajan por ráfagas) ▪ La velocidad de operación se ve duplicada ▪ Existen dos velocidades: efectiva y real ▪ Nomenclatura: DDR + velocidad efectiva ▪ Ejemplo: DDR400 Módulo DDR SDRAM ▪ Velocidad real: 200 MHz Fuente: Crucial ▪ Velocidad efectiva: 400 MHz (400 millones operaciones / segundo) 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (9) ▪ Comparativa DDR SDRAM DDR DDR2 DDR3 DDR4 Palabras por ciclo 2 4 8 8 Pines (DIMM) 184 240 240 288 Pines (SO-DIMM) 200 200 204 256 Pines (micro-DIMM) 172 214 214 No existe Voltaje 2,5v 1,8v 1,5v 1,05-1,35v Tamaño de módulo 1 GB 2 GB 8 GB 32 GB Velocidad máxima 200 MHz 533 MHz 1066 MHz+ 2133 MHz+ Ancho de banda 3200 MB/s 8528 MB/s 19200 MB/s 19200 MB/s+ 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (10) ▪ Comparativa DDR SDRAM Evolución memorias DDR Fuente: Crucial 3.2 TIPOS DE MEMORIAS Clasificación de las memorias (11) ▪ Mejoras DDR5 (2020) ▪ Frecuencia base de 4800 MHz ▪ Ancho de banda de 51200 MB/s (51,2 GB/s) ▪ Módulos de 128 GB o 256 GB Módulo DDR5 ▪ Voltaje de 1.1 v Fuente: Xataka ▪ La adopción de este estándar está siendo rápida ▪ En 2025 se espera una transición a DDR6 3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Tipos de módulos de memoria (1) ▪ En ciertas placas, los módulos RAM están soldados en la placa ▪ En otras, se insertan en ranuras ▪ Existen tres tipos de módulos: ▪ Módulos SIMM (Single In-line Memory Module) ▪ Módulos DIMM (Double In-line Memory Module) y SO-DIMM para portátiles ▪ Módulos RIMM (Rambus In-line Memory Module) para memorias RAMBUS 3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Tipos de módulos de memoria (2) Tipo de módulo Pines Bus (bits) Memoria SIMM 30 8 DRAM o FPM SIMM 72 32 FPM o EDO DIMM 168 64 SDRAM DIMM 184 64 DDR DIMM 240 64 DDR2 o DDR3 DIMM 288 64 DDR4 RIMM 184 16 RDRAM (RAMBUS) RIMM 232 32 RDRAM (RAMBUS) 67 3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Tipos de módulos de memoria (3) Tipo de módulo Pines Memoria SO-DIMM 72 FPM o EDO SO-DIMM 144 SDRAM SO-DIMM 200 DDR o DDR2 SO-DIMM 200 DDR3 SO-DIMM 260 DDR4 UNIDIMM 260 DDR-DDR4 SO-DIMM 160 RDRAM MICRODIMM 144 SDRAM MICRODIMM 172 DDR MICRODIMM 214 DDR2 o DDR3  3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Tipos de módulos de memoria (4) Diferencias módulos DDR Fuente: HardZone 3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Tipos de módulos de memoria (5) Módulos RAM Fuente: DeskDecode 3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Tipos de módulos de memoria (6) ▪ Módulos Registered, Buffered y con paridad (ECC) ▪ Incluyen registros o buffers para evitar la pérdida de datos ▪ Estos elementos hacen que estos módulos sean un poco más lentos, pero más estables ▪ Se suelen usar en servidores, generalmente ▪ Son mucho más caras que las memorias convencionales ▪ Módulos Registered: su nomenclatura es RDIMM ▪ Módulos ECC con paridad: usan un bit de paridad para el control de errores (ECC) ▪ Chip Kill: permite detectar y aislar un error o un fallo generalizado de un chip de la memoria 3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Tipos de módulos de memoria (7) ▪ Algunas recomendaciones sobre los módulos de memoria ▪ Usar módulos de las mismas características y, a ser posible, del mismo fabricante ▪ El sistema se adaptará a las características de la memoria más lenta ▪ Se debe tener el menor número de memorias disponibles y no usar todos los bancos de memoria ▪ Todas las placa base tienen un protocolo o esquema para colocar las memorias ▪ Los servidores tienen una secuencia concreta para colocar los módulos de memoria 72 3.3 MÓDULOS DE MEMORIA Configuración Dual Channel, Triple Channel y Quad Channel ▪Permite duplicar, triplicar o cuadriplicar el ancho de banda ▪Los accesos se efectúan de forma simultánea (2, 3 o 4 módulos) ▪Módulos del mismo fabricante y mismas características ▪Las latencias de los módulos deben ser la misma ▪Cada placa tiene una secuencia para colocar los módulos Ranuras RAM Dual Channel en placa base Fuente: Culturacion 73