1

IES-SEP La Guineueta. Professor: Cefe Yuste.

UF1: MEMÒRIES RAM.

1. Introducció. La memòria principal de l’ordinador és l’espai d'Entrada / Sortida (E/S) que permet emmagatzemar informació en la màquina o en dispositius electrònics en general. És un dels elements més importants del maquinari d’un ordinador. Actualment, quan es parla de memòria a seques ens referim a la memòria RAM, un tipus de memòria basada en els semiconductors i caracteritzada per un accés ràpid, però d’emmagatzematge temporal. Igualment, quan parlem d’emmagatzematge normalment ens referim a dispositius d’emmagatzematge massiu, dispositius més lents que la memòria RAM, però d’una naturalesa més permanent, per exemple: dispositius magnètics com els discs durs, discs òptics, etc. Històricament, a la memòria i a l’emmagatzematge se’ls anomenava respectivament emmagatzematge primari i emmagatzematge secundari. La memòria RAM, de l’anglès Random Access Memory (Memòria d’accés aleatori), és un tipus de memòria informàtica, caracteritzada per un accés directe en qualsevol ordre (aleatori) en un temps constant, sense distinció de la posició on es trobi la informació ni de la posició de l’anterior lectura. Els mòduls de RAM es componen d’integrats soldats sobre un circuit imprès. La frase memòria RAM es fa servir per a referir-se als mòduls de memòria. Això contrasta amb altres mecanismes d’emmagatzemament, com les cintes magnètiques o els discos (magnètics i òptics), en els què es depèn de la posició del capçal mòbil de lectura. En aquests dispositius el moviment triga més que la mateixa transferència de dades i el temps d’accés depèn de la posició física del següent element. La paraula RAM s’associa amb tipus de memòria volàtils (com els mòduls de memòria DRAM), on la informació es perd quan l’alimentació s’apaga. Avui en dia, la memòria RAM és utilitzada com a memòria principal en tots els ordinadors personals. És la memòria des d’on el processador rep les instruccions i guarda els resultats i també és l’àrea de treball per a la major part del programari d’un ordinador. Existeix una memòria intermitja entre el processador i la RAM anomenada memòria cau (“caché”), però aquesta només és una còpia (d’accés ràpid) de la memòria principal (típicament discs durs) emmagatzemada en els mòduls de RAM. Per exemple, en el SO Windows Vista, gràcies al servei ‘ReadyBoost’, és possible assignar memòria flash d’un dispositiu extern USB com a memòria cau i, així, millorar la velocitat de l’equip a causa a la major velocitat de les memòries Flash respecte al disc dur. La frase memòria RAM s’utilitza sovint per referir-se als mòduls de memòria emprats en els ordinadors personals i servidors. En el sentit estricte, aquests dispositius contenen un tipus entre diversos de memòria d’accés aleatori, ja que les ROM, memòries Flash (NOR-Flash), memòria cau (SRAM), els registres en processadors i altres unitats de processament també tenen la qualitat de presentar retards d’accés iguals per a qualsevol posició.

2

2. Història. Un dels primers tipus de memòria d’accés aleatori que es van utilitzar van ser les matrius de nuclis de ferrita, que es van desenvolupar entre 1949 i 1952. Aquestes van formar part de la majoria de les computadores fins que es van desenvolupar els circuits integrats de memòries estàtiques i dinàmiques de tipus RAM cap a finals de 1960- 1970.

Detall d’una matriu de nuclis magnètics. Integrat de silici de 64 bits sobre un sector de

Distància entre els nuclis d’aprox.1mm. memòria de nucli (finals dels 60).

Abans de l’aparició de les memòries basades en nuclis magnètics les computadores utilitzaven altres tipus de dispositius per implementar les funcions de memòria principal (de l’ordre d’uns milers de bits), algunes solucions eren d’accés aleatori i d’altres no (es van utilitzar relés, línies de retard o alguns tipus de vàlvules de buit). També s’havien utilitzat latchs (un tipus de dispositiu biestable multivibrador) muntats amb tríodes, i més tard amb transistors, per tal d’aconseguir memòries més petites i més ràpides per als registres o els bancs de registres d’accés aleatori. Abans del desenvolupament dels circuits integrats de les ROM, les memòries permanents (només de lectura) d’accés aleatori es construïen habitualment utilitzant matrius de díodes de tipus semiconductor manegades per un descodificador d’adreces.

3. Tipus de memòries. Generalment, la memòria d’un sistema s’encarrega d’emmagatzemar les dades de forma que aquestes siguin accessibles per a la CPU. El sistema de memòria dels ordinadors d’avui en dia consta de diverses seccions amb diferents tasques:

a) Memòries de treball o RAM (Random Access Memory). És la memòria principal de la màquina que es pot llegir i escriure amb molta rapidesa. És volàtil, és a dir, perd les dades si s’apaga l’ordinador.

b) Memòria cau. És més ràpida que la RAM i s’utilitza per accelerar la transferència de dades de la màquina. En aquesta s’emmagatzemen dades de la memòria principal als que accedirà el “micro” pròximament. Existeixen tres nivells: L1, L2 (solen estar dins la CPU) i L3 (sol estar en la placa base).

c) Memòria CMOS. Emmagatzema dades de configuració física de l’equip. Al executar el programa “Setup” es poden canviar les dades emmagatzemades allà.

d) Memòria ROM (Read Only Memory). Encara que sigui només de lectura, alguns tipus de memòries ROM es poden modificar un cop o més. Les BIOS actuals estan gravades en una ROM (EEPROM o Flash-ROM) que permet actualitzar-les a nivell usuari o administrador del sistema.

e) Memòria gràfica o de vídeo. Dedicada a la targeta gràfica (integrada o no). Només dir que, algunes targetes de baix nivell utilitzen memòria RAM per algunes aplicacions i jocs 3D.

3

4. Paràmetres a tenir en compte en la memòria.

• Velocitat: Actualment, es mesura en MHz (unitat de freqüència (F)). Per exemple, si una memòria és de 800 MHz, això significa que amb ella es poden fer 800 milions d’operacions (lectures i escriptures) en un segon. � F = 1 / T (on T = temps). • Ample de banda o taxa de transferència de dades: És la màxima quantitat de memòria que pot transferir per segon, s’expressa en Mb per segon (Mbps) o en Gb per segon (Gbps). • Dual Channel: Permet a la CPU treballar amb dos canals independents de manera simultània per accedir a les dades. Això duplica l’ample de banda, però és imprescindible omplir els bancs de memòria amb dos mòduls idèntics. • Temps d’accés: És el temps que tarda la CPU en accedir a la memòria RAM. Aquest temps d’accés es mesura en nano segons (ns). • Latència: És el retard produït al accedir als diferents components de la RAM. • Latència CAS o CL: (Cas Latency � Column Address Strobe o Column

Address Select) Indica el temps (en número de cicles de rellotge) que passa des de que el controlador de memòria envia una petició per llegir una posició de memòria, fins que les dades són enviades als “pins” de sortida del mòdul. Quant menor sigui aquesta latència, més ràpida serà la màquina. • ECC: (Error Checking and Correction) Totes les memòries RAM experimenten errors degut a factors com: interferències, components defectuosos, fluctuacions d’energia, etc. Les memòries ECC són capaces de detectar i corregir alguns d’aquests errors, es solen muntar en servidors i tenen un preu força elevat. • Temps RAS (Row Address / Access Strobe) és el temps que triga a situar la memòria en una determinada fila. Encara que aquest temps té molta menys importància que la latència CAS també pot ser motiu d'incompatibilitats. • Taula SPD (Serial Presence Detect) és un estàndard per a proporcionar informació automàticament sobre un mòdul de memòria RAM. Si aquesta taula està danyada o és diferent entre dos mòduls és més que possible (gairebé segur) que només va a funcionar un. Les taules SPD permeten la configuració automàtica de la memòria. • Els mòduls de paritat treballen a 9bits en comptes de 8 bits (8 de dades + 1 de paritat). No es poden barrejar mòduls de paritat i mòduls sense paritat. En l'actualitat la paritat ha estat substituïda pel sistema ECC.

- Controlador de memòria: Dispositiu electrònic encarregat de gestionar les peticions de dades de la memòria realitzades pel “micro” o altres elements del PC. Està situat dins del xipset (northbridge), encara que alguns ho porten integrat, com per exemple el model AMD Athlon 64.

5. Tipus de RAM. Un dels majors problemes que es produeixen amb els mòduls de memòria RAM quan volem ampliar aquesta és el problema de les incompatibilitats. Anem a veure realment quines són les causes d'aquestes incompatibilitats. Cal aclarir dos punts: Ni la diferència de capacitat de les memòries ni fins i tot la diferència de velocitat dels mòduls (sempre que la placa base suport les velocitats) són causa d'incompatibilitat. Podem barrejar sense problemes mòduls de 256MB, 512MB i de 1GB sense que es produeixi cap incompatibilitat entre ells. Fins i tot podem barrejar mòduls PC-333 i mòduls PC-400, que mentre que la placa base suport ambdós tipus tampoc tindrem problemes (encara que, el sistema es regirà sempre per la velocitat del mòdul més lent).

4

Però aquí acaba la llista dels paràmetres d'una memòria que no són (o poden ser) causa d'incompatibilitat entre mòduls.

Els mòduls de memòria RAM són targetes de circuit imprès que tenen soldats circuits integrats de memòria DRAM per una o dues cares. La implementació DRAM es basa en una topologia de circuit elèctric que permet assolir densitats elevades de memòria per quantitat de transistors, aconseguint integrats de centenars o milers de quilobits. A més de DRAM, els mòduls tenen un integrat que permeten la identificació del mateixos davant l'ordinador per mitjà del protocol de comunicació SPD. La connexió amb els altres components es realitza per mitjà d'un àrea de pins en un dels talls del circuit imprès, que permeten que el mòdul en ser instal lat en un sòcol apropiat de la placa base, tingui bona connexió elèctrica amb els controladors de memòria i les fonts d'alimentació. Els primers mòduls comercials de memòria eren SIPP de format propietari, és a dir no hi havia un estàndard entre diferents marques. La necessitat de fer intercanviable els mòduls i d'utilitzar integrats de diferents fabricants va conduir a l'establiment d'estàndards de la indústria com els JEDEC.

• Mòduls SIMM. És un format usat en ordinadors antics que tenien un bus de dades de 16 o 32 bits.

• Mòduls DIMM. Usat en ordinadors d'escriptori; es caracteritzen per tenir un bus de dades de 64 bits.

• Mòduls SO-DIMM. Usat en ordinadors portàtils; és un format miniaturitzat de DIMM.

Format SO-DIMM

Relació amb la resta del sistema:

Dins de la jerarquia de memòria RAM es troba en un nivell després dels registres del processador i de les caus. És una memòria relativament ràpida i d’una capacitat mitjana: en l’actualitat , és bastant fàcil trobar memòries principals amb velocitats de més 800Mhz o més de 1GHz. La memòria RAM continguda en els mòduls, es connecta a un controlador de memòria que s’encarrega de gestionar els senyals entrants i sortints dels integrats DRAM. Algunes senyals són les mateixes que s’utilitzen per utilitzar qualsevol memòria: Adreces de les posicions, dades emmagatzemades i senyals de control.

5

Diagrama de l’arquitectura d’un ordinador

El controlador de memòria ha de ser dissenyat basant-se en una tecnologia de memòria, generalment suporta només una, però hi ha excepcions de sistemes els controladors suporten dues tecnologies (per exemple EDO-RAM i SDR-SDRAM o SDR i DDR), això passa en les èpoques d’entrada d'un nou tipus de RAM. Els controladors de memòria en sistemes com PC i servidors es troben inclosos en l’anomenat NorthBridge o dins del mateix processador (en el cas dels processadors AMD Athlon i Intel Core i7) i són els encarregats de gestionar la majoria d’informació que entra i surt del processador.

Els senyals bàsiques en el mòdul estan dividides en dos busos i un conjunt miscel·lani de línies de control i alimentació. Entre totes formen el bus de memòria:

• Bus de dades. Són les línies que porten informació entre els integrats i el controlador. En general estan agrupats en octet sent de 8,16,32 i 64 bits, quantitat que ha d’igualar l’amplada del bus de dades del processador. En el passat, alguns formats de mòdul, no tenien una amplada de bus igual al del processador. En aquest cas havia de muntar mòduls en parells o en situacions extremes 4 mòduls, per completar el que es denominava banc de memòria, de altra manera el sistema no funciona. Aquesta és la principal raó d’haver augmentar el nombre de pins en els mòduls, igualant l’ample de bus de processadors com el Pentium de 64 bits a principis dels 90.

• Bus d’adreces. És un bus en el qual es col·loquen les adreces de memòria a les que es requereix accedir. No és igual al bus d’adreces de la resta del sistema, ja que està multiplexat de manera que la direcció s’envia en dues etapes. Per això al controlador realitza temporitzacions i utilitza les línies de control. A cada estàndard de mòdul s’estableix una mida màxim en bits d’aquest bus, establint un límit teòric de la capacitat màxima per mòdul.

• Senyals miscel·lànies, entre les quals hi ha les de l’alimentació (Vdd, VSS) que s’encarreguen de lliurar potència als integrats. Estan les línies de comunicació per al integrat de presència que dóna informació clau sobre el mòdul. També hi ha les línies de control entre les quals es troben les anomenades RAS i CAS que controlen el bus d’adreces i els senyals de rellotge (clock) en les memòries sincròniques SDRAM.

6

Entre les característiques sobresortints del controlador de memòria, està la capacitat d’utilitzar la tecnologia de canal doble (Dual channel) o tres canals, on el controlador es maneja bancs de memòria de 128 bits. Encara que l’ample del bus de dades del processador continua sent de 64 bits, el controlador de memòria pot lliurar les dades de manera intercalada, optant per un o altre canal, reduint les latències vistes pel processador. La millora en l’acompliment és variable i depèn de la configuració i ús de l’equip. Aquesta característica ha promogut la modificació dels controladors de memòria, resultant en l’aparició de nous xipsets (la sèrie 865 i 875 d'Intel) o de nous sòcols de processador en els AMD (el 939 amb canal doble, reemplaçament al 754 de canal senzill ). Els equips de gamma mitjana i alta en general es fabriquen basats en xipsets o sòcols que suporten doble canal.

Analitzant els diferents paràmetres d'una memòria que sí que són (o poden ser) causa d'incompatibilitat, tot i que cal deixar ben clar que aquestes incompatibilitats depenen en gran mesura dels marges de tolerància de la placa base, de manera que dos mòduls poden treballar perfectament en una determinada PB i ser incompatibles en una altra. a) SRAM (Static Random Access Memory). Memòria estàtica que manté l’informació sempre que no s’interrompi l’alimentació. Ocupen més mida, tenen menys capacitat i són més cares i ràpides que les DRAM. No es solen utilitzar com a memòria principal sinó per a memòries cau del micro i la placa base. b) DRAM (Dynanmic Random Access Memory). És una memòria dinàmica que consisteix en la memòria principal dels PC. S’anomena dinàmica, ja que el seu contingut es reescriu contínuament degut a que està construïda mitjançant condensadors i aquests necessiten refrescar-se (‘refresh’) cada cert temps. c) SDRAM (Synchronous DRAM � síncrona). Actualment, és el sistema més comú. Es sincronitza amb el rellotge del sistema per llegir i escriure en mode ràfega. Pot suportar velocitats de la placa base de fins a 100 i 133 MHz. A més, si aquesta memòria té un ample de bus de dades de 64 bits (cada Hz o cicle de rellotge envia 64 bits o 8 bytes), es pot calcular els bytes que s’envien per segon, és a dir, la taxa de transferència de dades, per exemple:

- Per a la PC100: 8 bytes/Hz x 100 MHz = 800 Mbps (Mb/s). - Per a la PC133: 8 bytes/Hz z 133 MHz = 1066 Mbps (Mb/s).

d) DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM o SDRAM II, és a dir, DDR ó memòria de doble velocitat de dades). És una memòria de doble taxa de transferència de dades que permet la transferència de dades per dos canals diferents simultàniament en un mateix cicle de rellotge. Suposa una millora respecte a la SDRAM, ja que aconsegueix duplicar la velocitat d’operació fins als 200 ó 266 MHz. Normalment són subministrades en mòduls DIMM amb 184 pins amb una sola ranura. Per exemple:

- Per PC1600 (DDR200) � Velocitat d’operació 200 MHz, taxa de transferència de dades 1600 Mbps i 8 bytes � 8bytes/Hz x 200 MHz = 1600 Mbps.

- Per PC2100 (DDR266) � Velocitat d’operació 266MHz i taxa de transferència de dades 2100 Mbps � 8 bytes/Hz x 266 MHz = 2128 Mbps (aprox. 2100 Mbps).

e) DDR2 SDRAM. Segona versió que millora respecte la DDR, ja que funciona força més ràpida i necessita menys voltatge, amb el que es redueix el consum d’energia i es genera menys calor. La taxa de transferència de dades va de 400 fins a 1024 Mbps i permet capacitats de fins a 2 Gb (per mòdul). Té l’inconvenient de les latències, que són més altes que en les DDR. Normalment, són subministrades en mòduls DIMM amb 240 pins i una sola ranura.

7

Encara que això no es pot fer sempre, veieu l’exemple:

- PC2-3200 (DDR400) � 8 bytes/Hz x 400 MHz = 3200 Mbps.

f) DDR3 SDRAM. Suposa una millora respecte a la DDR2: major taxa de transferència de dades, menor consum degut a la seva tecnologia de fabricació i permet mòduls de fins a 8 Gb. També té els seus inconvenients, ja que les latències són més altes que en les DDR2. També són subministrades en mòduls DIMM de 240 pins, però són incompatibles amb les DDR2. g) VRAM (Video Random Access Memory). És un tipus de memòria RAM utilitzada per la targeta gràfica per poder manegar la informació visual que li envia la CPU. Aquest tipus de memòria permet a la CPU emmagatzemar informació en ella mentre es llegeixen les dades que seran visualitzades al monitor. h) La memòria de la VGA ( targeta gràfica o de vídeo ) no té res a veure amb les memòries RAM. Així doncs, es pot tenir una memòria RAM DDR2 i una VGA amb memòria DDR5.

6. Mòduls de memòria. Els mòduls de memòria són petites plaques de circuit imprès on van integrats els diversos xips de memòria. Existeixen diferents tipus:

Evolució de les memòries RAM fins el mòdul DDR (model PC-2700 de 256 MB).

8

• DIMM (Dual In-Line Memory Module � DIMM SDRAM). Mòdul de memòria en línia doble. El format DIMM és similar al SIMM, però físicament és més gran i té 168 contactes. Es distingeix per tenir una osca (“muesca”) als dos costats i altres dos en la fila de contactes. Es munta en els sòcols de manera diferent als SIMM. Existeixen mòduls DIMM de 32, 64, 128, 256, 512 Mb i de 1, 2, 4 i més Gb.

Mòdul de memòria DIMM (esquerra) i esquema de muntatge de la memòria RAM (dreta).

• DIMM DDR. Són els que han anat substituint als DIMM estàndards. Tenen 184 contactes en lloc dels 168 dels DIMM. Els mòduls semblen iguals, però els DIMM DDR tenen una única osca en la fila de contactes.

Els mòduls DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) són una evolució dels mòduls SDR. Es tracta de mòduls del tipus DIMM, de 184 contactes i 64bits, amb una velocitat de bus de memòria d’entre 100MHz i 200MHz, però en fer dos accessos per cicle de rellotge les velocitats efectives de treball se situen entre els 200MHz i els 400MHz. Aquest és un punt que a vegades porta a una certa confusió, ja que tant les plaques base com els programes d'informació de sistemes les reconeixen unes vegades per la seva velocitat nominal i altres per la seva velocitat efectiva. Comencen a utilitzar-se amb la sortida dels Pentium 4 i AThlon XP, després de l'fracassat intent per part d'Intel d'imposar per als P4 un tipus de memòria anomenat Rimmer, que va passar amb més pena que glòria i tan sols va arribar a utilitzar-se en les primeres versions d'aquest tipus de processadors (Pentium 4 Willamette amb socket 423).

S'han fet proves amb mòduls a majors velocitats, però per sobre dels 200MHz (400MHz efectius) sol baixar la seva efectivitat. Això, unit al cost ia la sortida dels mòduls del tipus DDR2, ha fet que en la pràctica només es comercialitzin mòduls DDR de fins a 400MHz (efectius).Aquestes memòries tenen un consum d'entre 0 i 2.5 volts. Aquest tipus de mòduls s'està abandonant, sent substituït pels mòduls del tipus DDR2.

• Els mòduls DIMM DDR2 tenen 240 pins i una osca en una posició diferent als DIMM DDR. També les ranures d’inserció són diferents.

Mòdul de memòria DIMM DDR2.

9

Els mòduls DDR2 SDRAM són una evolució dels mòduls DDR SDRAM. Es tracta de mòduls del tipus DIMM, en aquest cas de 240 contactes i 64bits. Tenen unes velocitats de bus de memòria real d'entre 100MHz i 266MHz, encara que els primers no es comercialitzen. La principal característica d'aquests mòduls és que són capaços de realitzar quatre accessos per cicle de rellotge (dos d'anada i dos de tornada), el que fa que la seva velocitat de bus de memòria efectiva sigui el resultat de multiplicar la seva velocitat de bus de memòria real per 4. Això duplica la velocitat en relació amb una memòria del tipus DDR, però també fa que els temps de latència siguin bastant més alts (poden arribar a ser el doble que en una memòria DDR). El consum d'aquestes memòries es situa entre els 0 i 1.8 volts, és a dir, gairebé la meitat que una memòria DDR. Tant les memòries DDR com les memòries DDR2 se solen denominar de dues formes diferents, o bé sobre la base de la seva velocitat de bus de memòria efectiva (DDR-266, DDR-333, DDR-400, DDR2-533, DDR2-667, DDR2 -800) o bé per la seva amplada de banda teòric, és a dir, per la seva màxima capacitat de transferència (PC-2100, PC-2700 i PC-3200 en el cas dels mòduls DDR i PC-4200, PC-5300 i PC -6400 en el cas dels mòduls DDR2). El Ample de banda dels mòduls DDR i DDR2 es pot calcular multiplicant la seva velocitat de bus de memòria efectiva per 8 (DDR-400 per 8 = PC-3200).

• L'últim i més recent tipus de memòries és el DDR3. Els mòduls DIMM DDR3 tenen el mateix nombre de pins que els DIMM DDR2, però són física i elèctricament incompatibles, ja que l’osca es situa en diferent posició.

Mòduls de memòria RAM DDR3.

Mòdul de memòria RAM de 512 PC2-4200 per a PC portàtil.

10

Mòdul de memòria RAM 512 MB PC2-5300 per a PC portàtil.

• RIMM (Mòduls Rambus directes). Són semblants als DIMM, però lleugerament més grans i recoberts per un dissipador de calor. Inicialment van aparèixer amb 168 contactes i actualment fan servir 232 pins. Encara que siguin més ràpids que els anteriors, el seu preu es més elevat i són utilitzats en les memòries RDRAM.

Mòdul de memòria RIMM de 256 MB ECC.

Els mòduls RIMM (Rambus Inline Memory Module) van sortir al mercat com el tipus de memòria dissenyat per Pentium 4. Utilitzen una tecnologia es anomenada RDRAM, desenvolupada a mitjans dels 90 per Rambus Inc. Tenen 184 pins i un bus de dades de 16 bits per a unes velocitats de 300 MHz (PC-600), 356 Mhz (PC-700), 400 Mhz (PC -800) i 533 MHz (PC-1066). Generaven unes molt altes temperatures, per la qual cosa sempre anaven amb difusor de temperatura (com pot observar a la imatge). Aquestes velocitats eren molt superiors als 100 MHz i 133MHz de les SDRAM i els 200Mhz de les primeres DDR, encara que al tenir un bus de només 16 bits i uns temps de latència molt alts, les fa 4 vegades més lentes que una DDR actual. Rambus Inc. només va donar llicència de fabricació a algunes empreses, sent la més important Samsung. A això cal afegir uns preus molt alts, de manera que Intel deixo de fabricar plaques per a aquests mòduls, tornant als SDRAM i DDR.

• FB-DIMM (Fully Buffered DIMM). Utilitzats en servidors. Les dades entre el mòdul i el controlador de memòria es transmeten en sèrie, amb el que el nombre de línies de connexió és inferior. Això proporciona grans millores en quant a la velocitat i a la capacitat de memòria. Té com a principal desavantatge el seu elevat cost, el calor que genera degut a l’augment de velocitat i, també, l’augment de la latència. Aquests mòduls tenen 240 pins de connexions (com els DDR2, encara que la posició de les osques és diferent.

• GDDR. Són xips de memòria inserits en algunes targetes gràfiques o en plaques base on la targeta gràfica està integrada. Són memòries molt ràpides, controlades pel processador de la targeta gràfica. També se les coneix com RAM DDR per gràfics. Consoles de vídeo jocs com la Xbox 360 o la PlayStation 3 (64 bits) utilitzen aquest tipus de memòries.

11

• SO-DIMM i Micro DIMM. Com ja s’ha mencionat anteriorment, són mòduls DIMM de memòria per portàtils. El segon té un format més petit que el primer. Els SO-DIMM per memòries DDR i DDR2 tenen l’osca en diferent posició.

• Mòduls Buffered i Unbuffered:

- Buffered o Registered, tenen registres incorporats (circuits que asseguren l’estabilitat encara que perdin rendiment) que actuen com emmagatzematge intermedi entre la CPU i la memòria. Aquest tipus de memòria augmenta la fiabilitat del sistema, però també retarda els temps de transferència de dades entre aquesta i el sistema. Es solen utilitzar en servidors, on és molt més important l’integritat de les dades, que la velocitat. Els mòduls Registered es diferencien dels Unregistered per tenir buits xips de petites mides. Inclouen detecció i correcció d’errors (ECC).

- Unbuffered o Unregistered, es comuniquen directament amb el Northbridge de la placa base, cosa que fa que la memòria sigui més ràpida, encara que menys segura que la Registered.

La memòria Unbuffered (també coneguda com Unregistered), com s’ha mencionat anteriorment, es comunica directament amb el Northbridge de la placa base, en comptes d'usar un sistema store-and-forward com fa la memòria Registered. Això fa que la memòria Unregistered sigui més ràpida, encara que menys segura que la Registered.

Els mòduls del tipus Buffered (també coneguts com Registered) tenen registres incorporats en les seves línies de direcció i del control. Un registre és una àrea d'acció temporal molt petita (generalment de 64 bits) per a les dades. Aquests registres actuen com magatzems intermedis entre la CPU i la memòria. L'ús de la memòria Registered augmenta la fiabilitat del sistema, però també retarda mateix. Aquest tipus de memòria es sol usar sobretot en servidors. No totes les plaques solen suportar aquests mòduls. No es poden barrejar mòduls d'ambdós tipus de memòria.

7. FUNCIONAMENT I ALLIBERAMENT DE MEMÒRIA RAM: Quan les aplicacions s'executen, primerament han de ser carregades en memòria RAM. El processador llavors efectua accessos a aquesta memòria per carregar instruccions i enviar o recollir dades. Reduir el temps necessari per accedir a la memòria, ajuda a millorar les prestacions del sistema. La diferència entre la RAM i altres tipus de memòria d'emmagatzematge, com els disquets o discs durs, és que la RAM és molt més ràpida, i s'esborra en apagar l'ordinador. És una memòria dinàmica, el que indica la necessitat de "recordar" les dades ala memòria cada petits períodes de temps, per impedir que aquesta perdi l’informació. Això es diu Refresc. Quan es perd l'alimentació, la memòria perd totes les dades. "Random Access", accés aleatori, indica que cada posició de memòria pot ser llegida o escrita en qualsevol ordre. El contrari seria el accés seqüencial, en el qual les dades han de ser llegits o escrits en un ordre predeterminat. Les memòries tenen l'avantatge de comptar amb una major velocitat, major capacitat d'emmagatzematge i un menor consum. En contra partida presenten el CPU, memòria i disc dur. Les dades d'ús quan es carrega un programa, es carrega en memòria. (DMA). L'inconvenient és que necessiten una electrònica especial per a la seva utilització, la funció d'aquesta electrònica és generar el refresc de la memòria.

12

La necessitat dels refrescs de les memòries dinàmiques es deu al funcionament de les mateixes, ja que aquest es basa en generar durant un temps la informació que conté. Transcorregut aquest lapse, el senyal que contenia la cèl·lula biestable es va perdent. Perquè no passi aquesta pèrdua, cal que abans que transcorri el temps màxim que la memòria pot mantenir el senyal es faci una lectura del valor que té i es recarregui aquesta. Cal considerar que a cada bit de la memòria li correspon un petit condensador al que li apliquem una petita càrrega elèctrica i que mantenen durant un temps en funció de la constant de descàrrega. Generalment el refresc de memòria es realitza cíclicament que aquesta treballant el DMA. El refresc de la memòria en mode normal està a càrrec del controlador del canal que també compleix la funció d'optimitzar el temps requerit per a l'operació del refresc. Possiblement, en més d'una ocasió a l'ordinador apareixen errors de a la memòria pel fet que les memòries que s'estan utilitzant són d'una velocitat inadequada que es descarreguen abans de poder ser refrescades. Les posicions de memòria estan organitzades en files i en columnes. Quan es vol accedir a la RAM s'ha de començar especificant la fila, després la columna i finalment s'ha d'indicar si desitgem escriure o llegir en aquesta posició. En aquest moment la RAM posa les dades d'aquesta posició en la sortida, si l'accés és de lectura o agafa les dades i els emmagatzema en la posició seleccionada, si l'accés és d'escriptura. La quantitat de memòria RAM del nostre sistema afecta notablement a les prestacions, fonamentalment quan s'utilitzen sistemes operatius actuals. En general, i sobretot quan s'executen múltiples aplicacions, pot ser que la demanda de memòria sigui superior a la realment existent, de manera que el sistema operatiu força al processador a simular aquesta memòria amb el disc dur (memòria virtual). Una bona inversió per augmentar les prestacions serà per tant posar la major quantitat de RAM possible, de manera que minimitzarem els accessos al disc dur. Els sistemes avançats empren RAM entrellaçada, que redueix els temps d'accés mitjançant la segmentació de la memòria del sistema en dos bancs coordinats. Durant una sol licitud particular, un banc subministra la informació al processador, mentre que l'altre prepara dades per al següent cicle, en el següent accés, s'intercanvien els papers. Els mòduls habituals que es troben en el mercat, tenen uns temps d'accés de 60 i 70 ns (els de temps superiors han de ser rebutjats per lents). És convenient que tots els bancs de memòria estiguin constituïts per mòduls amb el mateix temps d'accés i si pot ser de 60 ns. Cal tenir en compte que el bus de dades del processador ha de coincidir amb el de la memòria, i en el cas que no sigui així, aquesta s'organitzarà en bancs, havent de tenir cada banc la quantitat necessària de mòduls fins a arribar a l'ample buscat. Per tant, l'ordinador només treballa amb bancs complets, i aquests només poden compondre de mòduls del mateix tipus i capacitat. Com hi ha restriccions a l'hora de posar els mòduls, cal tenir en compte que no sempre podem arribar a totes les configuracions de memòria. Hem d'omplir sempre el banc primer i després el banc número dos, però sempre omplint els dos sòcols de cada banc (en el cas que tinguem dues) amb el mateix tipus de memòria. Combinant diferents mides a cada banc es podrà posar la quantitat de memòria que es desitgi. Alliberar memòria RAM. Després d'haver executat una o múltiples aplicacions o jocs que facin ús intensiu dels recursos del sistema, haurem detectat que Windows queda una mica "tocat", molt més lent. Això és degut a que les restes de les aplicacions bloquegen part de la RAM que han utilitzat, ocasionant el que s'anomena "fragmentació de

memòria". Mitjançant un petit script podem alliberar aquesta memòria, forçant l'ordinador a descarregar el contingut de la memòria a l'arxiu d'intercanvi de manera que recarregui de nou tota la informació activa en la memòria i rebutgi la informació no útil.

13

8. QÜESTIONARI:

1. Llegeix el text anterior i fes-ne un resum explicatiu i/o esquemàtic d’un màxim de

3 fulls. Raona els comentaris que realitzis. 2. Quina és la taxa de transferència de dades dels següents models de RAM:

1.- PC-4200 (DDR533). 2.- PC2700 (DDR333) 3.- PC2-5400 (DDR2-667). 4.- PC2-6400 (DDR2-800). 5.- PC2-4300 (DDR2-533). 6.- PC2-8500 (DDR2-1066). 7.- PC2-3200 (DDR400). 8.- PC-2100 (DDR266). 9.- PC-1600 (DDR200). 10.- PC2-4200 (DDR533).

3. Per a les memòries RAM, és millor tenir una latència alta o baixa? Per què? Quina és la unitat de mesura d’aquest tipus de latència?

4. És el mateix latència que latència CAS o CL? Raona i explica-ho. 5. Explica diferències i semblances entre els termes explicats “velocitat” i “ample de

banda”. Què és un controlador de memòria i per a què es necessita? 6. Què és i en què consisteix el DMA? 7. Podem instal·lar qualsevol tipus de RAM a qualsevol tipus de PC i/o PB? Per què? 8. Què és i en què consisteix la detecció i correcció d’errors (ECC)? Qui la fa i qui

no? Per quins equips es sol muntar aquest tipus de memòria? 9. Explica els mòduls Buffered i Unbuffered. 10. Quin és el funcionament de la memòria RAM? Com s’allibera la memòria RAM i

per què?