Tecnologias Memoria Ram

Arquitectura de Computadores

Clase 17

Tecnologías de Memorias

IIC 2342Semestre 2008-2

Rubén Mitnik

Pontificia Universidad Católica de ChileEscuela de IngenieríaDepartamento de Ciencia de la Computación

ObjetivosCapítulo 5 : Sistemas de Memoria

Conocer los tipos de empaquetamiento de las memorias RAM

Entender la organización interna de los bancos de memoria

Entender el funcionamiento, ventajas y desventajas de las

memorias SRAM y DRAM

Objetivos

R.Mitnik 2 Arquitectura de Computadores

R.Mitnik Arquitectura de Computadores3

Índice

5.1 Sistemas de almacenamiento5.1 Sistemas de almacenamiento5.2 Jerarquías de memoria5.2 Jerarquías de memoria5.3 Tecnologías de memorias5.3 Tecnologías de memorias5.4 Representación y formato de datos.5.5 Memorias caché.5.6 Memoria virtual.

Capítulo 5 : Sistemas de Memoria



Corresponde al diseño e interfaz física de una memoria, incluyendo tipo de conectores y tamaño de los componentes.

EmpaquetamientoEmpaquetamiento

Capítulo 5 : Sistemas de Memoria – Tecnologías de Memorias


Empaquetamiento

Tipos de empaquetamiento: DIP (Dual Inline Package),



Empaquetamiento

Tipos de empaquetamiento: SIPP (Single Inline Pin Package)



Empaquetamiento

Tipos de empaquetamiento: SIMM (Single Inline Memory Module)



Empaquetamiento

Tipos de empaquetamiento: DIMM (Dual Inline Memory Module)

Ocupado en la actualidad en PCs de escritorio



Empaquetamiento

Tipos de empaquetamiento: SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module,

SODIMM.jpg) Ocupados en notebooks.



Empaquetamiento

Las principales razones para los distintos tipos de empaquetados son:

Tamaño de los transistores cada vez más pequeños configuraciones óptimas de las celdas

cambian

Tamaño del bus de datos ha aumentado Se necesitan más conectores




Chip de memoria: Estructurado internamente como grilla de

celdas Cada celda almacena un bit (no un byte) Celdas accesibles mediante la fila y

columna en que está Permite reducir el tamaño de las

unidades de memoria Módulos más compactos

OrganizaciónOrganización



Organización

Módulo de memoria: Para almacenar bytes completos se agrupan 8 chips, conectados a un

mismo bus de dirección y datos Para almacenar palabras se agrupan N chips según corresponda

Una byte de memoria está compuesta por las 8 posiciones (i,j) de las grillas asociadas a cada chips



Organización

Acceso a Datos: En la mayoría de los casos, cuando se

accede a un dato, se adquieren también los datos vecinos localidad de referencia, Ej. en vez de acceder a una palabra de 8

bits, se acceden a 32 bits que incluyen esa palabra y tres más.

Para realizar esto, los módulos de memoria están agrupados en bancos de memoria



Tipos de Memorias VolátilesCapítulo 5 : Sistemas de Memoria – Tecnologías de Memorias

Memorias volátiles:Memorias volátiles:

SRAM y DRAMSRAM y DRAM


Tipos de Memorias Volátiles

Memoria volátil basada en semiconductores. Cada celda utiliza 6 o más transistores para almacenar

un bit de información. Mientras los transistores estén alimentados mantienen

la información indefinidamente.

SRAM (Static Random Access Memory)SRAM (Static Random Access Memory)




Es muy rápida, pero debido a ocupar varios transistores por celda, es menos densa y más cara que DRAM.

Se ocupa habitualmente como caché.

Lectura en SRAM: Colocar dirección del dato a leer en el bus de direcciones. Activar CS (chip select) para indicar que vamos a ocupar

este chip. Desactivar OE (output enable negado) para indicarle a la

SRAM que se va a leer el dato (OE no se muestra en el diagrama anterior).

La memoria coloca el dato en el pin Data Out.





Escritura en SRAM: Colocar dirección donde se escribirá en el bus de direcciones Colocar bit a escribir en Data In Activar CS Activar WE (write enable) para indicarle a la SRAM que se escribirá





Memoria volátil basada en semiconductores y condensadores

Celda compuesta por un transistor y un condensador Condensador almacena la información como carga Es necesario un circuito que refresque la carga actual

Las hace más lentas que las SRAM.

Un solo transistor celdas de mucho menor tamaño que SRAM Mayor densidad y menor costo.

Usualmente usada como memoria principal

DRAM: (Dynamic Random Access Memory)DRAM: (Dynamic Random Access Memory)








Para la misma capacidad, requiere de la mitad de entradas de dirección que una SRAM

Para leer se envía primero una mitad de la dirección (la fila) en el siguiente ciclo la segunda (la columna)

Razón: Aprovechar densidad de celdas sin tener que

aumentar significativamente el número de entradas de dirección mantener la cantidades de pines por chip baja

Se ocupan señales de control especiales que indican si se está accediendo a la fila o la columna (CAS y RAS)





Lectura en DRAM La dirección de la fila se coloca en los pines de

dirección a través del bus de dirección.

Se activa la señal de control RAS (Row Address Selector) haciendo que la dirección recibida se almacene en el latch de dirección de fila

El decodificador de fila, selecciona la fila correspondiente a la dirección recibida

Se desactiva el WE para indicar que no se va a escribir (o sea, que si se va a leer)





Lectura en DRAM (cont.) La dirección de la columna se coloca en los pines de

dirección a través del bus de dirección.

Se activa la señal de control CAS (Column Address Selector) haciendo que la dirección recibida se almacene el latch de dirección de columna

Cuando se estabiliza la señal de CAS, se ocupa esta misma como Output Enable colocando el dato en el pin Data Out




DRAM

Síncrona (SDRAM) Espera la señal del clock antes de responder a señales de control.

Asincrona (ADRAM) Responde ante señales de control lo más rápido posible.

Tipos de DRAMTipos de DRAM



Dentro de las SDRAM se encuentran los siguientes tipos: SDR (Single Data Rate) SDRAM:

Puede recibir un comando y transferir una palabra por clock. Frecuencias de clock típicas: 66 MHz, 100 Mhz, 133 Mhz

DDR (Double Data Rate) SDRAM: Puede recibir un comando y transferir dos palabras por clock Frecuencias de clock típicas: 133 MHz, 166 MHz, 200 MHz

DDR2, DDR3, DDR4: Sucesores de DDR, mantienen las mismas características pero

aumentando la velocidad de acceso Frecuencias de clock hasta 800 MHz

DRAM

Tipos de DRAMTipos de DRAM




ZRAM (Zero Capacitor RAM) y TTRAM (Twin Transistor RAM): Tecnología en desarrollo Ocupa un transistor (ZRAM) o dos (TTRAM),

a diferencia de la DRAM no necesita de un condensador para almacenar los datos usa la capacitancia de las capas semiconductoras del propio transistor para

almacenar el bit .

Prometen lograr mayor densidad que DRAM y velocidades comparables a SRAM

Otros tipos de RAMOtros tipos de RAM



Sistemas de almacenamiento

Memoria Flash Tipo de EEPROM que es borrada y programada en bloques grandes Basada en semiconductores NOR flash:

Basada en compuertas NOR Permite acceso aleatorio (RAM) Tiempos elevados de escritura y borrado

NAND flash: Basada en compuertas NAND No permite acceso aleatorio, sólo por bloques Menores tiempos de escritura y borrado Menor tamaño de celdas, menor costo/bit que NOR

Tipos de Memorias NO VolátilesTipos de Memorias NO Volátiles


Resumen

Tipos de empaquetamiento

Organización de: Chip de memoria Módulo de memoria Banco de memoria

Memorias SRAM, DRAM, y SDRAM Ventajas Funcionamiento

Memorias no volátilesR.Mitnik 30 Arquitectura de Computadores

Resumen


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