La memoria. RAM, ROM, caché, BIOS (I)

La velocidad de procesamiento de los microprocesadores modernos es bastante mayor que el ancho de banda de las memorias (velocidad de transferencia de los datos por unidad de tiempo). Para evitar cuellos de botella y que el procesador se quede esperando los datos e instruccciones de la memoria se articula lo que viene a llamarse "memoria caché". Una cache es una memoria rápida situada entre la CPU y la RAM, que gracias a los principio de localidad espacial y temporal suele contener los próximos datos e instrucciones a ejecutar.

En la segunda parte de esta entrada, se verán detalles de esta memoria caché.

En principio podemos distinguir dos tipos de memoria principal, la RAM y la ROM.

MEMORIA RAM (Random Access Memory)

Constituye la mayor parte de la memoria principal y es una memoria sobre la cual se puede leer y escribir. Es una memoria volátil es decir, la información que contiene desaparece cuando cesa la alimentación.

La tecnología de RAM se divide en dos variantes: estáticas y dinámicas

Las Memorias Estáticas (SRAM) son más rápidas porque no consumen ciclos de refresco, pero son más caras. Se utilizan en las memorias caché y de vídeo.

Las Memorias Dinámicas (DRAM) son más baratas pero más lentas que las anteriores puesto que consumen ciclos de refresco.

La memoria RAM como dispositivo lo podemos dividir en dos partes:

El área de control: encargada de localizar la posición de memoria que se corresponde con la dirección que se envía por el bus de direcciones.Consta de un Registro de Direcciones de Memoria y un Decodificador que tiene como entrada los n bits del bus de direcciones y 2 elevado a n salidas para cada una de las posiciones de memoria.

El área de almacenamiento: está formada por una matriz de celdas básicas de forma que cada fila se corresponde con una posición de memoria. Cada celda básica está formada por un dispositivo de almacenamiento binario que puede mantener un estado lógico (0 ó 1) durante un tiempo limitado y cuyo valor se transmitirá al Registro de Intercambio de Datos cuando la fila se activa para una operación de lectura. Cuando la operación es de escritura, el proceso es inverso, es decir, el contenido del Registro de Intercambio de Datos pasa a la posición de memoria activada.

El Registro de Intercambio de Datos es el utilizado por el bus de Datos del ordenador para tomar y dejar los datos que se leen y escriben en memoria.


MEMORIA ROM (Read Only Memory)

La ROM es una memoria de sólo lectura. Algunas ROM son programables, es decir, parte de la información que contienen puede cambiarse por el usuario y por tanto, necesita estar alimentada constantemente. Para ello se utiliza una pila que actúe como fuente de alimentación.Esta pila funciona mientras el ordenador está apagado y utiliza la alimentación de la red para recargarse cuando el ordenador está conectado. De esta forma, la pila puede durar indefinidamente (salvo problemas de humedad, cortocircuito, etc). Actualmente los ordenadores no emplean chips de memoria ROM pura, han sido reemplazados por las memorias EEPROM (Memorias ROM eléctricamente borrables y programables).


La Bios

La Bios es el elemento encargado de establecer la conexión entre el hardware y el software. Cuando se enciende el ordenador hay que establecer cuáles son los recursos disponibles y donde se encuentra el software del Sistema Operativo. Estas funciones las realiza la BIOS (Subrutinas Básicas de Entrada/Salida) a partir de cierta información que está almacenada de forma permanente en la placa base. La BIOS está dividida en varios chips que se reparten entre los distintos elementos hardware del ordenador:

- La ROM BIOS es la BIOS del sistema. Se trata de un chip que se encuentra en la placa base y que contiene un pequeño programa de arranque que chequea los recursos disponibles. También contiene las rutinas de E/S que permiten al procesador comunicarse con el exterior mediante el mecanismo de las interrupciones.

- La RAM CMOS es la parte configurare de la BIOS. Contiene información básica sobre algunos recursos del sistema que son susceptibles de ser modificados como el disco duro el tipo de disco flexible, etc. Esta información es almacenada en una RAM con tecnología CMOS (bajo consumo) alimentación por una pila que se encuentra en la placa base.

procesadores mas actuales y mas usados

Sempron
Centrándonos en las características de dicho procesador, cabe nombrar que las versiones iniciales estaban basadas en el
núcleo Thoroughbred/Thorton del Athlon XP, con una caché de 256KB y un bus de 333 Mhz (FSB 166 Mhz).
La evolución del procesador Sempron fue el cambio de núcleo hacia el de tipo Barton, del Athlon XP. Se veía así
aumentada la caché a 512KB.
Estos Sempron basados en Athlon XP son compatibles con placas base con zócalo de procesador Socket A (462 pines),
actualmente reemplazado por Socket 754.
En resumen, este tipo de microprocesador sería el adecuado para destinar a equipos personales de un precio reducido y
que no pida demasiada potencia. Un ordenador económico para tareas de ofimática y uso de Internet.
Opteron
El microprocesador de AMD, Opteron, cuenta entre sus virtudes con que es capaz de ejecutar aplicaciones tanto de 64
bits como de 32 bits sin ninguna penalización de velocidad. Fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que
usó conjunto de instrucciones AMD64. Su objetivo era el de competir con procesadores para servidores, en el mismo
segmento que el Intel Xeon.
Entre sus características se encuentra un controlador de memoria DDR SDRAM (memoria RAM dinámica de acceso
síncrono de tasa de datos simple), lo que viene ser usual en la construcción de procesadores AMD, evitando así la
necesidad de un circuito auxiliar puente norte.
La segunda generación de estos procesadores cuenta con la capacidad para actualizar a Cuádruples Núcleos.
Sería una buena opción para un servidor por su capacidad de funcionar tanto en 64 como en 32 bits y en el que se
ejecutase un Linux, pues dicen que Opteron con Linux funciona mucho mejor que Xeon. No lo usaría para un
ordenador personal de poca actividad. Los de tercera generaciñón poseen 3 niveles de memoria caché
Turion
La principal característica de los procesadores Turion de la empresa AMD es su bajo consumo. Es una versión del
AMD Athlon 64 destinado a portátiles y es la respuesta de dicha empresa al Centrino de Intel.
Este procesador es compatible con el Socket 754 y dispone de 512 o 1024 KB de caché.
Las velocidades del procesador oscilan entre los 1,6 y los 2,4 GHz
Por su bajo consumo es bueno para ordenadores portátiles.
Centrino
Con 2MB de memoria caché L2, un bus de datos a 533 MHz, soporta memoria RAM DDR2 a 533 MHz comenzó la
primera versión con nombre Sonoma para luego evolucionar a Centrino Duo, basadas en CPU Core Duo y Core 2 Duo.
Este tipo de procesador suele usarse mucho también en portátiles por su bajo consumo y se enfrenta en el mercado con
el Turion de AMD. Este procesador al ser diseñado para portátiles lo hace una muy buena opción, ya que AMD solo
adapta sus procesadores para hacerlos compatibles en portátiles.
Core2Duo/Quad/i7
Estos procesadores son los más recientes que están en el mercado. Cuentan con varios procesadores en su interior lo que
los hace aumentar su potencia.
En el caso del más reciente, el i7, tiene una velocidad de proceso de entre 2.66 y 3,2GHz y sobre 8MB de memoria
caché. Como novedad de éste, Intel abandona su idea del FSB y se apunta al diseño AMD implementando un
controlador de memoria dentro del mismo procesador(i7 necesita un Socket nuevo)
Los Core2Duo(Continuación de los Core Duo) (2 a 6MB de caché)tienen una velocidad de entre 1,6 y 3,33GHz y un
FSB de entre 667 a 1333Mhz. Lo forman dos procesadores. Los Quad están entre los 2,4 y 3,20Ghz y un FSB de entre
1066 y 1600MHz.
En general, estos procesadores son para unidades con una cantidad grande de procesos que llevar a cabo, así que tienen
mucha utilidad en servidores o en ordenadores para el tratamiento de contenido multimedia.
Athlon 64 X2 / Phenom
Estos fueron los primeros procesadores de AMD de 3 y 4 núcleos. Rondan entre los 2,2 y los 2,8GHz y es una buena
opción para centros multimedia
Xeon
Procesador de Intel que se enfrenta con el Opteron de AMD. Su fin principal son los procesadores PC y Mac. Frente a
los Opteron, éste sale ganando en compresión, aunque en los foros se discute mucho sobre cual es mejor en
prestaciones.
Celeron
Son la alternativa de procesadores de bajo coste que AMD tiene bajo Sempron. La diferencia con otros procesadores es
su menos memoria caché y algunas opciones avanzadas vienen desactivadas, por lo que no es una buena opción para un
centro multimedia o para un usuario que ejecute juegos 3D con mucha petición de procesamiento. Las velocidades en
las que se puede encontrar este procesador están entre los 266MHZ y los 3,6GHz y cuentan con un FSB no muy potente
de entre 66 y 800MHz

mother board

1)mother board:
es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan las demás partes de la computadora. Tiene instalados una serie de circuitos integrados , entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el procesador, la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos.





componentes:

Una placa base típica admite los siguientes componentes:

• Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores, una alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes necesarios para su funcionamiento.
• El zócalo de CPU (a menudo llamado socket): es un receptáculo que recibe el micro-procesador y lo conecta con el resto de la microcomputadora.
• Los conectores de memoria RAM (ranura de memoria, en inglés memory slot), en número de 2, 3 o 4 en las placas base comunes, e incluso 6.
• El chipset: uno o más circuitos electrónicos, que gestiona las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (microprocesador, memoria, disco duro, etc.).
• Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos.
• La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.
• La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito.
• La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la tarjeta y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), registradas en un disco duro, cuando arranca el
• El bus (también llamado bus interno o en inglés (Front Side Bus (FSB)): conecta el microprocesador al chipset.
• El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.
• El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.
• Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores incluyen:
  • Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
  • Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.
  • Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes.
  • Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.
  • Los conectores VGA, para la conexión del monitor de la computadora.
  • Los conectores IDE o Serial ATA I o II, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros y discos ópticos.
  • Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófono.
• Los conectores (slots) de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo, un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D en el monitor). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.

Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de expansión.

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