2.3 Tipos de memorias

No obstante, una computadora trabaja con cuatro tipos de memorias diferentes, que sirven para realizar diversas funciones. Estas son la memoria RAM, la memoria ROM, la memoria SRAM o Caché y la memoria Virtual o de Swap.

Tipos de memoria:

La memoria RAM

La más importante es la denominada memoria RAM (Random Access Memory), ya que nuestra computadora no podría funcionar sin su existencia.

En la RAM se guarda distinto tipo de información, desde los procesos temporales como modificaciones de archivos, hasta las instrucciones que posibilitan la ejecución de las aplicaciones que tenemos instaladas en nuestra PC.

Por tal motivo, es utilizada constantemente por el microprocesador, que accede a ella para buscar o guardar temporalmente información referente a los procesos que se realizan en la computadora.

Dentro de las memorias RAM existen distintos tipos de tecnologías que se diferencian principalmente por su velocidad de acceso y su forma física. Entre ellas encontramos las DRAM, SDRAM, RDRAM, entre otras.

Las denominadas DRAM (Dynamyc Random Acces Memory) han sido utilizadas en las computadoras desde los primeros años de la década de los 80’s, y aún en la actualidad continúan utilizándose. Se trata de uno de los tipos de memorias más económicas, aunque su mayor desventaja está relacionada con la velocidad de proceso, ya que es una de las más lentas, lo que ha llevado a los fabricantes a modificar su tecnología para ofrecer un producto mejor.

En cuanto al tipo de tecnología SDRAM, derivada de la primera, comenzó a comercializarse a finales de la década de los 90’s, y gracias a este tipo de memoria se lograron agilizar notablemente los procesos, ya que puede funcionar a la misma velocidad que la motherboard a la que se encuentra incorporada.

Por su parte, la tecnología RDRAM es una de las más costosas debido a su complejidad de fabricación, y sólo se utilizan en procesadores grandes, tales como los Pentim IV y superiores.

Otra de las diferencias entre las distintas memorias RAM se halla en el tipo de módulo del que se trate, que pueden ser SIMM (Single in line Memory Module), DIMM (Double Memory Module) y RIMM (Rambus in line Memory Module), dependiendo de la cantidad de pines que contenga y del tamaño físico del módulo.

La memoria ROM

Además de la memoria RAM, las computadoras trabajan con la memoria denominada ROM, Read Only Memory, que como su nombre lo indica se trata de una memoria sólo de lectura, ya que la mayoría de estas memorias no pueden ser modificadas debido a que no permiten su escritura.

La memoria ROM viene incorporada a la motherboard y es utilizada por la PC para dar inicio a la BIOS, lo cual es básicamente un programa que posee las instrucciones adecuadas para guiar a la computadora durante el arranque.

Entre sus funciones, la BIOS comienza con el proceso denominado POST (Power On Self Test) durante el cual inspeccionará todo el sistema para corroborar que todos sus componentes funcionan adecuadamente para dar lugar al arranque.

Para ello, la BIOS consulta un registro en el que se halla toda la información referente al hardware que tenemos instalado en nuestra PC, para comprobar que todo se encuentre en orden. Dicho registro es denominado CMOS Setup.

Si bien mencionamos que en muchos casos la memoria ROM no puede ser modificada, en la actualidad gran cantidad de motherboards incorporan nuevos modelos de ROM que permiten su escritura, para que el usuario pueda realizar cambios en la BIOS con el fin de mejorar su funcionamiento.

La diferencia fundamental que existe entre la memoria RAM y la ROM radica en la velocidad, ya que la ROM al tratarse de un tipo de memorial secuencial necesita recorrer todos los datos hasta hallar la información que está buscando, mientras que la RAM trabaja de manera aleatoria, lo que hace que acceda a la información específica de manera directa.

Este factor hace que la velocidad de la RAM sea notablemente superior. Asimismo, la capacidad de ésta es mayor a la de la memoria ROM, y a diferencia de esta última, la RAM no viene integrada al motherboard, lo que permite que el usuario pueda expandir la cantidad de memoria RAM de su PC.

La memoria caché

Otro de los tipos de memoria utilizados por las computadoras es la denominada SRAM, más conocida como memoria Caché.

Tanto el procesador como el disco rígido y la motherboard poseen su propia memoria caché, que básicamente resguarda distintas direcciones que son utilizadas por la memoria RAM para realizar diferentes funciones, tales como ejecutar programas instalados en la PC.

El proceso que realiza la memoria caché es guardar las ubicaciones en el disco que ocupan los programas que han sido ejecutados, para que cuando vuelvan a ser iniciados el acceso a la aplicación logre ser más rápido.

Existen tres tipos de caché diferentes:

– El caché L1 que se encuentra en el interior del procesador y funciona a la misma velocidad que éste, y en el cual se guardan instrucciones y datos.

– El caché L2 que suelen ser de dos tipos: interno y externo. El primero se encuentra dentro de la motherboard, mientras que el segundo se halla en el procesador pero de manera externa, lo que lo hace más lento que el caché L1.

– El caché L3 que sólo vienen incorporado a algunos de los microprocesadores más avanzados, lo que resulta en una mayor velocidad de procesos.

La memoria de Swap

En algunas computadoras, sobre todo en aquellas que poseen sistema operativo Microsoft Windows o Linux, también encontraremos la denominada memoria virtual o de Swap.

Este tipo de memoria, que funciona de manera similar a la caché, es creada por Windows o Linux para ser utilizada exclusivamente por el sistema operativo. En el caso de Linux esta denominada memoria swap generalmente está ubicada en una partición diferente del disco, mientras que en el sistema de Microsoft es un archivo dentro del sistema operativo mismo.

En muchas ocasiones la memoria virtual suele producir ciertos problemas que ocasionan que la PC se cuelgue, ya que este tipo de memoria ha sido creada por el sistema dentro del disco rígido y a veces puede llegar a superar la capacidad de proceso.

En la ejecución de programas mediante la memoria virtual, sólo obtendremos como resultado que nuestra PC se vuelva más lenta, ya que le resta velocidad de proceso al disco rígido.

La mejor forma de evitar este inconveniente es expandir la cantidad de memoria RAM de nuestra PC, para que el sistema no necesite de la creación de memoria virtual extra, y por ende relentice los procesos durante nuestro trabajo.

Tipos de memorias RAM

De acuerdo al tipo de placa madre que utilicemos en nuestra PC, ésta estará provista de diferentes tipos de zócalos según su antigüedad, y puede que utilice memoria RAM DDR, DDR2, DDR3 ó DDR4.

Las siglas DDR son utilizadas para abreviar el concepto “Double Data Rate”, cuya definición es memoria de doble tasa de transferencia, y se trata de una serie de módulos que están compuestos por memorias síncronas, llamadas SDRAM, y si bien tienen el mismo tamaño de los DIMM de SDRAM, las DDR-SDRAM poseen mayor cantidad de conectores, ya que mientras la SDRAM normal tiene 168 pines, la DDR-SDRAM posee 184.

Las memorias DDR trabajan transfiriendo datos a través de dos canales diferentes, de manera simultánea y en un mismo ciclo de reloj con una transferencia de un volumen de información de 8 bytes en cada ciclo de reloj. No obstante son compatibles con procesadores más potentes en cuanto a ciclos de reloj.

En lo que respecta a la memoria DDR2 se trata básicamente de la segunda generación de DDR SDRAM, que ha logrado mejorar ciertos aspectos brindando mayor rapidez en los procesos simultáneos.

Al ser una tecnología más moderna, las DDR2 poseen notables diferencias con sus antecesoras, entre las cuales la más significativa tiene que ver con el valor de transferencia mínima, ya que mientras que en las DDR tradicionales es de 1600Mbps, en las DDR2 se duplica a 3200Mbps.

Esto le permite un mayor ancho de banda en los procesos, ya que las memorias DDR2 tienen mayor latencia porque trabajan con 4 bits por ciclo (2 de ida y 2 de vuelta)dentro de un mismo ciclo y bajo la misma frecuencia de una DDR convencional.

Lamentablemente las DDR y las DDR2 no son compatibles, por lo que si tienes una PC cuya motherboard posee zócalos para DDR no podrás utilizar Memorias DDR2, ya que estás últimas tienen 240 pines, lo que permite reducir su voltaje a 1.8V, mientras que las DDR utilizan un voltaje de 2.5V.

La reducción del voltaje en la segunda generación de memorias DDR han incorporado una gran mejora, debido a que de esta manera se reduce considerablemente el consumo de energía y por ende la generación de calor.

El avance en el desarrollo de la tecnología de este tipo de memorias RAM produjo los módulos DDR3, cuyo fabricante más importante hasta el momento ha sido la empresa Samsung Electronics.

DDR3 incorpora importantes mejoras en el campo de las memorias DDR SDRAM, entre las que se destaca el hecho de que puede transferir datos a una tasa de reloj efectiva de 800-1600 Mhz, superando en gran medida a las DDR anteriores, ya que las DDR2 tienen una tasa de 533-800 MHz y las DDR de 200-400 MHz.

Esto permite un mayor ancho de banda en los procesos, significativamente notable en el funcionamiento de la PC, además de haber duplicado su latencia a 8 bits, con el fin de aumentar su rendimiento, y duplicar su tasa de transferencia mínima a 6400Mbps, en comparación a las DDR2 que poseen una tasa de 3200Mbps.

Las DDR3 consumen sólo 1.5V, gracias a la implementación de la tecnología de fabricación de 80 nanómetros. Este cambio reduce el consumo de energía y la generación de calor, por lo que aumenta la velocidad en los procesos.

En cuanto al aspecto físico, si bien las DDR3 poseen 240 pines, es decir la misma cantidad que las DDR2, ambos tipos de memorias son incompatibles, ya que los pines han sido ubicados de manera diferente.

Las memorias DDR4 poseen una velocidad de 2.667 Mhz y su tasa de transferencia es de 21.300 Mbps.

La memoria ROM

La memoria ROM es quizás el elemento de hardware más importante de computadoras y dispositivos portátiles como celulares, teléfonos inteligentes y tablets, entre muchos otros, ya que en este pequeño componente electrónico se almacena toda la información necesaria para que el dispositivo arranque y pueda cumplir con su función.

El término ROM es una abreviatura del término sajón “Read Only Memory” que en español significa “Memoria de solo lectura”, y como su nombre lo indica, este tipo de memoria almacena información a la cual sólo puede ser accedida, es decir no puede escribirse con nuevos datos, salvo mediante procedimientos especiales como cuando estamos actualizando una BIOS.

Qué es la memoria ROM?

Básicamente, una memoria ROM es un chip que en su interior almacena la información necesaria para poder arrancar un dispositivo electrónico como una computadora o un smartphone, y cuya principal característica es la de tener la capacidad de conservar los datos que contiene aun cuando no existan energía que la alimente, al contrario que las memorias RAM, las cuales si no son energizadas, pierden inmediatamente su contenido.

El término ROM en la actualidad se utiliza por convención, y provienen básicamente de cuando las memorias ROM se desarrollaban y salían de la factoría ya con los datos almacenados en ellas, y no existía ninguna forma de poder escribirlas.

Hoy en día es posible encontrar memorias que cumplen con la misma función de las antiguas ROM pero que sí se pueden escribir, llamadas EPROM y Flash EEPROM, sin embargo escribir en este tipo de memorias es una tarea complicada y que no se puede hacer directamente, salvo con herramientas y procedimientos especiales, que la mayoría de las veces no están al alcance del usuario promedio.

Estas memorias EPROM y Flash EEPROM pueden escribirse multitud de veces, lo que favorece, por ejemplo, que actualizar la BIOS de una computadora pueda ser una tarea frecuente y que no presente problemas. Tal es la adopción de este tipo de memorias para cumplir con el rol de ROM que prácticamente no podremos encontrar en el mercado dispositivos que contenga ROM del tipo más antiguo desde finales de la primera década del siglo XXI.

Para qué sirve la memoria ROM

Las memorias ROM en los dispositivos cumplen con la importante función de almacenar en su interior el código que se necesita para arrancar los diferentes módulos que componen una computadora, es decir todo lo que se requiere para comenzar a trabajar con ella. Asimismo la  memoria ROM cumple con la función de iniciar el sistema operativo de la PC en que se encuentra instalado.

Además de utilizarse para la gestión del proceso de arranque de la PC, la memoria ROM se usa para el chequeo inicial del sistema y diversas rutinas de control de dispositivos de entrada y salida.

La capacidad que ofrece la memoria ROM de poder conservar los datos aunque no se encuentre energizada, la hace ideal para el trabajo de iniciar una computadora, ya que los datos almacenados en la memoria ROM no se alterna ni degradan en ausencia de electricidad que la alimente, es decir siempre son los mismos, por lo cual el dispositivo que gestionan siempre se comportará de la misma manera.

Tipos de memoria ROM

Con el paso de los años, las memorias ROM han ido evolucionando para adaptarse a las nuevas tecnologías. En la actualidad, existen tres tipos básicos de memoria ROM.

ROM (Read Only Memory)

Este tipo de memoria ROM o “Memoria de solo lectura” fue la primera que se desarrolló y fabricó, y la información que debía almacenarse en ella se grababa usando un procedimiento que implicaba la utilización de una placa de silicona y una máscara. Este tipo de memorias ROM ya no se utilizan, siendo reemplazadas por las memorias que se detallan a continuación.

PROM (Programmable Read Only Memory)

Las memorias PROM, también conocidas como “Memoria Programable de Sólo Lectura”, vieron la luz a fines de los 70s, y su programación, es decir la carga de los datos que debían contener, se efectuaba quemando unos determinados componentes electrónicos, llamados diodos, con una sobrecarga de tensión mediante un dispositivo conocido como “Programador ROM”. Los diodos afectados con la carga corresponden a “0”, mientras que los demás corresponden a “1”.

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

Las memorias del tipo EPROM, también conocidas como “Memoria Programable y Borrable de Sólo Lectura”, son básicamente memorias del tipo PROM pero que tienen la particularidad de poder borrarse. El modo de programar estas memorias es a través de rayos de luz ultravioleta que penetran en el circuito a través de una ventana en el encapsulado del chip. En el momento en que el chip se somete a la luz ultravioleta, todos los bit vuelven a su estado ”1”.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)

Las memorias EEPROM conocidas también por el nombre “Memoria Programable de Sólo Lectura Borrable Eléctricamente”, son, al igual que las memorias PROM, borrables, sin embargo este procedimientos en las memorias EEPROM es más sencillo, ya que se puede realizar mediante una determinada corriente eléctrica.

Cabe destacar que las memorias EEPROM ofrecen una variante llamada Flash EEPROM, que utiliza menos componentes, específicamente un solo transistor, en lugar de los 2 ó 3 que utiliza la memoria EPROM. Además ofrece la posibilidad de leer registro por registro, en vez de una lectura de página completa como la memoria EEPROM.

Diferencias entre memorias RAM y ROM

Como sabemos, existen dos tipos de memoria en una computadora, la memoria ROM y la memoria RAM, y cada una de ellas cumple con una función muy distinta. La memoria RAM, o memoria de acceso aleatorio, es aquella memoria a la que accede el sistema operático para buscar los datos que están usando tanto el usuario como el sistema operativo, ya que es un método mucho más rápido que buscarlos en el disco rígido.

La memoria RAM se puede leer y escribir múltiples veces, sin embargo la RAM es temporal, ya que los datos que contiene se borran inmediatamente ante la falta de energía, es decir cuando pierde el suministro eléctrico.

En cambio, la memoria ROM no es afectada por el suministro eléctrico, lo que convierte a este tipo de memoria en el medio ideal para almacenar los datos necesarios para que un dispositivo funcione. Además, la condición de no ser escribible, por lo menos por los medios habituales que tiene disponible el usuario promedio, garantiza que mantendrá los datos que contiene en cualquier situación, por lo cual el dispositivo siempre encenderá y seguirá la misma rutina.

La memoria Caché

La memoria cache nació cuando se descubrió que las memorias ya no eran capaces de acompañar a la velocidad del procesador, haciendo que muchas veces este último se quedara “esperando” por los datos que debía entregar la memoria RAM para poder concluir sus tareas, perdiendo mucho rendimiento.
Si en la época del 386, año 1991, la velocidad de las memorias ya era un factor limitante, imagina este problema hoy, con los procesadores que tenemos actualmente.

Para solucionar este problema, se comenzó a usar la memoria cache, un tipo ultra-rápido de memoria que sirve para almacenar los datos que son más frecuentemente utilizados por el procesador, evitando, la mayoría de las veces, tener que recurrir a la comparativamente lenta memoria RAM.

Sin la memoria cache, la performance del sistema estaría limitada a la velocidad de la memoria, pudiendo caer hasta un 95%!.

Memoria flash.

La memoria flash derivada de la memoria EEPROM permite la lectura y escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Gracias a ello, la tecnología flash, siempre mediante impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento muy superiores frente a la tecnología EEPROM primigenia, que sólo permitía actuar sobre una única celda de memoria en cada operación de programación. Se trata de la tecnología empleada en los dispositivos denominados memoria USB.