El procesador (también denominado microprocesador) no es más que el cerebro del ordenador. Ejecuta programas a partir de un conjunto de instrucciones. El procesador se caracteriza por su frecuencia, es decir la velocidad con la cual ejecuta las distintas instrucciones. Esto significa que un procesador de 800 MHz puede realizar 800 millones de operaciones por segundo.
La placa madre posee una ranura (a veces tiene varias en las placas madre de multiprocesadores) en la cual se inserta el procesador y que se denomina socket del procesador o ranura.
· Ranura: Se trata de un conector rectangular en el que se inserta un procesador de manera vertical.
· Socket: Además de resultar un término general, también se refiere más específicamente a un conector cuadrado con muchos conectores pequeños en los que se inserta directamente el procesador.
Dentro de estos dos grandes grupos, se utilizan diferentes versiones, según del tipo de procesador. Más allá del tipo de socket o ranura que se utilice, es esencial que el procesador se inerte con suavidad para que no se doble ninguna clavija (existen cientos de ellas). Para insertarlos con mayor facilidad, se ha creado un concepto llamado ZIF (Fuerza de inserción nula). Los sockets ZIF poseen una pequeña palanca que, cuando se levanta, permite insertar el procesador sin aplicar presión. Al bajarse, ésta mantiene el procesador en su lugar.
Por lo general, el procesador posee algún tipo de dispositivo infalible con la forma de una esquina con muescas o marcas coloridas, que deben ser alineadas con las marcas respectivas del socket.
Dado que el procesador emite calor, se hace necesario disiparlo afín de evitar que los circuitos se derritan. Esta es la razón por la que generalmente se monta sobre un disipador térmico (también llamado ventilador o radiador), hecho de un metal conductor del calor (cobre o aluminio) a fin de ampliar la superficie de transferencia de temperatura del procesador. El disipador térmico incluye una base en contacto con el procesador y aletas para aumentar la superficie de transferencia de calor. Por lo general, el enfriador está acompañado de un ventilador para mejorar la circulación de aire y la transferencia de calor. La unidad también incluye un ventilador que expulsa el aire caliente de la carcasa, dejando entrar el aire fresco del exterior.
Conectores de la RAM
La RAM (Memoria de acceso aleatorio) se utiliza para almacenar datos mientras se ejecuta el ordenador; sin embargo, los contenidos se eliminan al apagarse o reiniciarse el ordenador, a diferencia de los dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros, que mantienen la información de manera segura, incluso cuando el ordenador se encuentra apagado. Esta es la razón por la que la memoria RAM se conoce como "volátil".
Entonces, ¿por qué debería uno utilizar la RAM, cuando los discos duros cuestan menos y posen una capacidad de almacenamiento similar? La respuesta es que la RAM es extremadamente rápida a comparación de los dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros. Tiene un tiempo de respuesta de alrededor de unas docenas de nanosegundos (cerca de 70 por DRAM, 60 por EDO RAM y 10 por SDRAM; sólo 6 ns por DDR SDRAM) a diferencia de unos pocos milisegundos en los discos duros.
La memoria RAM se presenta en forma de módulos que se conectan en los conectores de la placa madre.
Ranuras de expansión
Las Ranuras de expansión son compartimientos en los que se puede insertar tarjetas de expansión. Éstas son tarjetas que ofrecen nuevas capacidades o mejoras en el rendimiento del ordenador. Existen varios tipos de ranuras:
· Ranuras ISA (Arquitectura estándar industrial): permiten insertar ranuras ISA. Las más lentas las de 16 bits.
· Ranuras VLB (Bus Local Vesa): este bus se utilizaba para instalar tarjetas gráficas.
· Ranuras PCI (Interconexión de componentes periféricos): se utilizan para conectar tarjetas PCI, que son mucho más rápidas que las tarjetas ISA y se ejecutan a 32 bits.
· Ranura AGP (Puerto gráfico acelerado): es un puerto rápido para tarjetas gráficas.
· Ranuras PCI Express (Interconexión de componentes periféricos rápida): es una arquitectura de bus más rápida que los buses AGP y PCI.
· Ranura AMR (Elevador de audio/módem): este tipo de ranuras se utiliza para conectar tarjetas miniatura construidas para PC.
Los conectores de entrada y salida.
La placa madre contiene un cierto número de conectores de entrada/salida reagrupados en el panel trasero.
La mayoría de las placas madre tienen los siguientes conectores:
· Un puerto serial que permite conectar periféricos antiguos;
· Un puerto paralelo para conectar impresoras antiguas;
· Puertos USB (1.1 de baja velocidad o 2.0 de alta velocidad) que permiten conectar periféricos más recientes;
· Conector RJ45 (denominado LAN o puerto Ethernet) que permiten conectar el ordenador a una red. Corresponde a una tarjeta de red integrada a la placa madre;
· Conector VGA (denominado SUB-D15) que permiten conectar el monitor. Este conector interactúa con la tarjeta gráfica integrada;
· Conectores de audio (línea de entrada, línea de salida y micrófono), que permiten conectar altavoces, o bien un sistema de sonido de alta fidelidad o un micrófono. Este conector interactúa con la tarjeta de sonido integrada
Tipos de memorias
El rol de la memoria
El término "memoria" se aplica a cualquier componente electrónico capaz de almacenar datos en forma temporal. Existen dos categorías principales de memorias:
· La memoria interna que almacena datos en forma temporal mientras los programas se están ejecutando. La memoria interna utiliza microconductores, es decir circuitos electrónicos rápidos especializados. La memoria interna corresponde a lo que llamamos memoria de acceso aleatorio (RAM).
· La memoria auxiliar (llamada también memoria física o memoria externa) que almacena información a largo plazo, incluso después de apagar el equipo. La memoria auxiliar corresponde a los dispositivos magnéticos de almacenamiento como por ejemplo el disco duro, dispositivos ópticos de almacenamiento como los CD-ROM y DVD-ROM, y a las memorias de sólo lectura.
Características técnicas
Las principales características de una memoria son las siguientes:
· Capacidad, que representa el volumen global de información (en bits) que la memoria puede almacenar.
· Tiempo de acceso, que corresponde al intervalo de tiempo entre la solicitud de lectura/escritura y la disponibilidad de los datos.
· Tiempo de ciclo, que representa el intervalo de tiempo mínimo entre dos accesos sucesivos.
· Rendimiento, que define el volumen de información intercambiado por unidad de tiempo, expresado en bits por segundo.
· No volatilidad, que caracteriza la capacidad de una memoria para almacenar datos cuando no recibe más electricidad.
La memoria ideal posee una gran capacidad con tiempos de acceso y tiempos de ciclo muy restringidos, un rendimiento elevado y no es volátil.
Sin embargo, las memorias rápidas también son las más costosas. Ésta es la razón por la cual se utilizan en un equipo memorias que usan diferentes tecnologías, interconectadas entre sí y organizadas de manera jerárquica.
Las memorias más rápidas están ubicadas en pequeñas cantidades cerca del procesador. Las memorias auxiliares, que no son tan rápidas, se utilizan para almacenar información permanentemente.
Tipos de memorias
Memoria de acceso aleatorio
La memoria de acceso aleatorio, llamada generalmente RAM es la memoria principal del sistema, es decir, un espacio que permite almacenar datos temporalmente mientras un programa se está ejecutando.
A diferencia del almacenamiento de datos en una memoria auxiliar como un disco duro, RAM es volátil, lo que significa que solamente almacena datos mientras recibe electricidad. Por lo tanto, cada vez que el equipo se apaga, todos los datos de la memoria se borran irremediablemente.
Memoria de sólo lectura
La memoria de sólo lectura, llamada ROM, es un tipo de memoria que permite guardar la información contenida en ella aun cuando la memoria no recibe electricidad. Básicamente, este tipo de memoria tiene únicamente acceso de sólo lectura. Sin embargo, es posible guardar información en algunos tipos de memoria ROM.
Memoria flash
La memoria flash es un punto intermedio entre las memorias de tipo RAM y ROM. La memoria flash posee la no volatilidad de las memorias ROM mientras que provee acceso a la lectura y escritura. En contrapartida, los tiempos de acceso de las memorias flash son más prolongados que los de RAM.
Memoria de sólo lectura (ROM)
Existe un tipo de memoria que almacena información sin necesidad de corriente eléctrica; se trata de la ROM (Read Only Memory, o Memoria de Sólo Lectura), a veces denominada memoria no volátil, dado que no se borra cuando se apaga el sistema.
Este tipo de memoria permite almacenar la información necesaria para iniciar el ordenador. De hecho, no es posible almacenar esta información en el disco duro, dado que los parámetros del disco (vitales para la inicialización) forman parte de dicha información y resultan esenciales para el arranque. Existen diferentes memorias de tipo ROM que contienen dichos datos esenciales para iniciar el ordenador, entre ellas:
· El BIOS,es un programa que permite controlar las principales interfaces de entrada-salida, de ahí el nombre BIOS ROM que a veces se le da al chip de la memoria de sólo lectura de la placa madre que lo aloja.
· El cargador de bootstrap: programa para cargar memoria (de acceso aleatorio) al sistema operativo y ejecutarla. Éste, generalmente busca el sistema operativo de la unidad de disquetes y luego el disco duro, lo que permite que el sistema operativo se ejecute desde el sistema de disquetes en el caso de que ocurra algún desperfecto en el sistema instalado en el disco duro.
· La Configuración CMOS es la pantalla que se visualiza al iniciarse el ordenador. Se utiliza para modificar los parámetros del sistema (a menudo erróneamente llamada BIOS).
· La Auto-prueba de Encendido (POST) es un programa que se ejecuta automáticamente cuando arranca el sistema, permitiendo de esta manera probar dicho sistema (razón por la cual el sistema "cuenta" la RAM en el inicio).
Dado que las memorias ROM son mucho más lentas que las RAM (el tiempo de acceso en el caso de la ROM es de unos 150 ns, mientras que para la SDRAM es de unos 10 ns), las instrucciones suministradas en la ROM a veces se copian a la RAM en el inicio; proceso denominado respaldo, aunque a menudo se le llama memoria de respaldo).
Tipos de ROM
Las memorias ROM han evolucionado gr
adualmente desde memorias fijas de sólo lectura hasta convertirse en memorias que pueden programarse y reprogramarse.
ROM
Las primeras memorias ROM se fabricaron utilizando un procedimiento que escribe directamente la información binaria en una placa de silicona mediante una máscara. Este procedimiento hoy en día es obsoleto.
PROM
Las memorias PROM (Programmable Read Only Memory, o Memoria Programable de Sólo Lectura), fueron desarrolladas a fines de la década del 70 por una compañía llamada Texas Instruments. Dichas memorias consisten en chips que comprimen miles de fusibles (o diodos) capaces de "quemarse" mediante un dispositivo denominado "programador ROM", aplicando un alto voltaje (12V) a las cajas de memoria a marcar. Los fusibles quemados corresponden a 0 y los demás a 1.
EPROM
Las memorias EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory, o Memoria Programable y Borrable de S
ólo Lectura), son memorias PROM que se pueden eliminar. Estos chips disponen de un panel de vidrio que deja entrar los rayos ultra-violeta. Cuando el chip es sometido a rayos ultra-violeta de una determinada longitud de onda, se reconstituyen los fusibles, lo que implica que todos los bits de memoria vuelven a 1. Por esta razón, este tipo de PROM se denomina borrable.
EEPROM
Las memorias EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, o Memoria Programable de Sólo Lectura Borrable Eléctricamente) también son memorias PROM borrables, pero a diferencia de éstas, se pueden borrar mediante una sencilla corriente eléctrica, es decir, incluso si se encuentran en posición en el ordenador.
Existe una variante de estas memorias, conocida como memoria flash (también Flash ROM o Flash EPROM). A diferencia de las memorias EEPROM clásicas, que utilizan 2 o 3 transistores por cada bit a memorizar, la memoria EPROM Flash utiliza un solo transistor. Además, la memoria EEPROM puede escribirse y leerse palabra por palabra, mientras que la Flash únicamente puede borrarse por páginas (el tamaño de las páginas disminuye constantemente).
Por último, la memoria Flash es más densa, lo que implica que pueden producirse chips que contengan cientos de megabytes. De esta manera, las memorias EEPROM son preferibles a la hora de tener que memorizar información de configuración, mientras que la memoria Flash se utiliza para código programable (programas de IT).
Tipos de memoria de acceso aleatorio
Memoria de acceso aleatorio
La memoria de acceso aleatorio, llamada generalmente RAM es la memoria principal del sistema, es decir, un espacio que permite almacenar datos temporalmente mientras un programa se está ejecutando.
A diferencia del almacenamiento de datos en una memoria auxiliar como un disco duro, RAM es volátil, lo que significa que solamente almacena datos mientras recibe electricidad. Por lo tanto, cada vez que el equipo se apaga, todos los datos de la memoria se borran irremediablemente.
Memoria de sólo lectura
La memoria de sólo lectura, llamada ROM, es un tipo de memoria que permite guardar la información contenida en ella aun cuando la memoria no recibe electricidad. Básicamente, este tipo de memoria tiene únicamente acceso de sólo lectura. Sin embargo, es posible guardar información en algunos tipos de memoria ROM.
Memoria flash
La memoria flash es un punto intermedio entre las memorias de tipo RAM y ROM. La memoria flash posee la no volatilidad de las memorias ROM mientras que provee acceso a la lectura y escritura. En contrapartida, los tiempos de acceso de las memorias flash son más prolongados que los de RAM.
Memoria de sólo lectura (ROM)
Existe un tipo de memoria que almacena información sin necesidad de corriente eléctrica; se trata de la ROM (Read Only Memory, o Memoria de Sólo Lectura), a veces denominada memoria no volátil, dado que no se borra cuando se apaga el sistema.
Este tipo de memoria permite almacenar la información necesaria para iniciar el ordenador. De hecho, no es posible almacenar esta información en el disco duro, dado que los parámetros del disco (vitales para la inicialización) forman parte de dicha información y resultan esenciales para el arranque. Existen diferentes memorias de tipo ROM que contienen dichos datos esenciales para iniciar el ordenador, entre ellas:
· El BIOS,es un programa que permite controlar las principales interfaces de entrada-salida, de ahí el nombre BIOS ROM que a veces se le da al chip de la memoria de sólo lectura de la placa madre que lo aloja.
· El cargador de bootstrap: programa para cargar memoria (de acceso aleatorio) al sistema operativo y ejecutarla. Éste, generalmente busca el sistema operativo de la unidad de disquetes y luego el disco duro, lo que permite que el sistema operativo se ejecute desde el sistema de disquetes en el caso de que ocurra algún desperfecto en el sistema instalado en el disco duro.
· La Configuración CMOS es la pantalla que se visualiza al iniciarse el ordenador. Se utiliza para modificar los parámetros del sistema (a menudo erróneamente llamada BIOS).
· La Auto-prueba de Encendido (POST) es un programa que se ejecuta automáticamente cuando arranca el sistema, permitiendo de esta manera probar dicho sistema (razón por la cual el sistema "cuenta" la RAM en el inicio).
Dado que las memorias ROM son mucho más lentas que las RAM (el tiempo de acceso en el caso de la ROM es de unos 150 ns, mientras que para la SDRAM es de unos 10 ns), las instrucciones suministradas en la ROM a veces se copian a la RAM en el inicio; proceso denominado respaldo, aunque a menudo se le llama memoria de respaldo).
Tipos de ROM
Las memorias ROM han evolucionado gr
adualmente desde memorias fijas de sólo lectura hasta convertirse en memorias que pueden programarse y reprogramarse.ROM
Las primeras memorias ROM se fabricaron utilizando un procedimiento que escribe directamente la información binaria en una placa de silicona mediante una máscara. Este procedimiento hoy en día es obsoleto.
PROM
Las memorias PROM (Programmable Read Only Memory, o Memoria Programable de Sólo Lectura), fueron desarrolladas a fines de la década del 70 por una compañía llamada Texas Instruments. Dichas memorias consisten en chips que comprimen miles de fusibles (o diodos) capaces de "quemarse" mediante un dispositivo denominado "programador ROM", aplicando un alto voltaje (12V) a las cajas de memoria a marcar. Los fusibles quemados corresponden a 0 y los demás a 1.
EPROM
Las memorias EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory, o Memoria Programable y Borrable de S
ólo Lectura), son memorias PROM que se pueden eliminar. Estos chips disponen de un panel de vidrio que deja entrar los rayos ultra-violeta. Cuando el chip es sometido a rayos ultra-violeta de una determinada longitud de onda, se reconstituyen los fusibles, lo que implica que todos los bits de memoria vuelven a 1. Por esta razón, este tipo de PROM se denomina borrable. EEPROM
Las memorias EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, o Memoria Programable de Sólo Lectura Borrable Eléctricamente) también son memorias PROM borrables, pero a diferencia de éstas, se pueden borrar mediante una sencilla corriente eléctrica, es decir, incluso si se encuentran en posición en el ordenador.
Existe una variante de estas memorias, conocida como memoria flash (también Flash ROM o Flash EPROM). A diferencia de las memorias EEPROM clásicas, que utilizan 2 o 3 transistores por cada bit a memorizar, la memoria EPROM Flash utiliza un solo transistor. Además, la memoria EEPROM puede escribirse y leerse palabra por palabra, mientras que la Flash únicamente puede borrarse por páginas (el tamaño de las páginas disminuye constantemente).
Por último, la memoria Flash es más densa, lo que implica que pueden producirse chips que contengan cientos de megabytes. De esta manera, las memorias EEPROM son preferibles a la hora de tener que memorizar información de configuración, mientras que la memoria Flash se utiliza para código programable (programas de IT).
Tipos de memoria de acceso aleatorio
En términos generales, existen dos grandes categorías de memoria de acceso aleatorio:
· La memorias DRAM (Módulo de Acceso Aleatorio Dinámico), las cuales son menos costosas. Se utilizan principalmente para la memoria principal del ordenador
· Las memorias SRAM (Módulo de Acceso Aleatorio Estático), rápidas pero relativamente costosas. Las memorias SRAM se utilizan en particular en la memoria caché del procesador
Funcionamiento de la memoria de acceso aleatorio
La memoria de acceso aleatorio consta de cientos de miles de pequeños capacitadores que almacenan cargas. Al cargarse, el estado lógico del capacitador es igual a 1; en el caso contrario, es igual a 0, lo que implica que cada capacitador representa un bit de memoria.
Teniendo en cuenta que se descargan, los capacitadores deben cargarse constantemente (el término exacto es actualizar) a intervalos regulares, lo que se denomina ciclo de actualización. Las memorias DRAM, por ejemplo, requieren ciclos de actualización de unos 15 nanosegundos (ns).
Cada capacitador está acoplado a un transistor (tipo MOS), lo cual posibilita la "recuperación" o modificación del estado del capacitador. Estos transistores están dispuestos en forma de tabla (matriz), de modo que se accede a la caja de memoria (también llamada punto de memoria) mediante una línea y una columna.
Cada punto de memoria se caracteriza así por una dirección que corresponde a su vez a un número de fila y a un número de columna. Este acceso no es instantáneo; el período de tiempo que lleva se denomina tiempo de latencia. En consecuencia, el tiempo necesario para acceder a la información en la memoria es igual al tiempo del ciclo más el tiempo de latencia.
De este modo, en el caso de la memoria DRAM, por ejemplo, el tiempo de acceso es de 60 nanosegundos (35 ns del tiempo del ciclo más 25 ns del tiempo de latencia). En el ordenador, el tiempo del ciclo corresponde al opuesto de la frecuencia de reloj; por ejemplo, en un ordenador con una frecuencia de 200 MHz, el tiempo del ciclo es de 5 ns (1/200*106).
En consecuencia, en un ordenador con alta frecuencia, que utiliza memorias con un tiempo de acceso mucho más prolongado que el tiempo del ciclo del procesador, se deben producir estados de espera para que se permita el acceso a la memoria. En el caso de un ordenador con una frecuencia de 200 MHz que utiliza memorias DRAM (y con un tiempo de acceso de 60 ns), se generan 11 estados de espera para un ciclo de transferencia. El rendimiento del ordenador disminuye a medida que aumenta el número de estados de espera, por lo que es recomendable implementar el uso de memorias más rápidas.
Formatos de módulos RAM
Existen diferentes tipos de memoria de acceso aleatorio. Estas se presentan en forma de módulos de memoria que pueden conectarse a la placa madre.
Las primeras memorias fueron chips denominados DIP (Paquete en Línea Doble). Hoy en día, las memorias por lo general se suministran en forma de módulos, es decir, tarjetas que se colocan en conectores designados para tal fin. En términos generales, existen tres tipos de módulos RAM:
· módulos en formato SIMM (Módulo de Memoria en Línea Simple): se trata de placas de circuito impresas, con uno de sus lados equipado con chips de memoria. Existen dos tipos de módulos SIMM, según el número de conectores:
o Los módulos SIMM con 30 conectores (de 89x13mm) son memorias de 8 bits que se instalaban en los PC de primera generación (286, 386).
o Los módulos SIMM con 72 conectores (sus dimensiones son 108x25mm) son memorias capaces de almacenar 32 bits de información en forma simultánea. Estas memorias se encuentran en los PC que van desde el 386DX hasta los primeros Pentiums. En el caso de estos últimos, el procesador funciona con un bus de información de 64 bits, razón por la cual, estos ordenadores necesitan estar equipados con dos módulos SIMM. Los módulos de 30 clavijas no pueden instalarse en po
siciones de 72 conectores, ya que la muesca (ubicada en la parte central de los conectores) imposibilitaría la conexión.
· Los módulos en formato DIMM (Módulo de Memoria en Línea Doble), son memorias de 64 bits, lo cual explica por qué no necesitan emparejamiento. Los módulos DIMM poseen chips de memoria en ambos lados de la placa de circuito impresa, y poseen a la vez, 84 conectores de cada lado, lo cual suma un total de 168 clavijas. Además de ser de mayores dimensiones que los módulos SIMM (130x25mm), estos módulos poseen una segunda muesca que evita confusiones.
Cabe observar que los conectores DIMM han sido mejorados para facilitar su inserción, gracias a las palancas ubicadas a ambos lados de cada conector.
También existen módulos más pequeños, conocidos como SO DIMM (DIMM de contorno pequeño), diseñados para ordenadores portátiles. Los módulos SO DIMM sólo cuentan con 144 clavijas en el caso de las memorias de 64 bits, y con 77 clavijas en el caso de las memorias de 32 bits.
· Los módulos en formato RIMM (Módulo de Memoria en Línea Rambus, también conocido como RD-RAM o DRD-RAM) son memorias de 64 bits desarrolladas por la empresa Rambus. Poseen 184 clavijas. Dichos módulos poseen dos muescas de posición, con el fin de evitar el riesgo de confusión con módulos previos.
Dada la alta velocidad de transferencia de que disponen, los módulos RIMM poseen una película térmica cuyo rol es el mejorar la transferencia de calor.
Al igual que con los módulos DIMM, también existen módulos más pequeños, conocidos como SO RIMM (RIMM de contorno pequeño), diseñados para ordenadores portátiles. Los módulos SO RIMM poseen sólo 160 clavijas.
DRAM PM
La DRAM (RAM Dinámica) es el tipo de memoria más común en estos tiempos. Se trata de una memoria cuyos transistores se disponen en forma de matriz, en forma de filas y columnas. Un transistor, acoplado con un capacitador, proporciona información en forma de bits. Dado que un octeto contiene 8 bits, un módulo de memoria DRAM de 256 Mo contendrá por lo tanto 256 * 2^10 * 2^10 = 256 * 1024 * 1024 = 268.435.456 octetos = 268.435.456 * 8 = 2.147.483.648 bits = 2.147.483.648 transistores. De esta manera, un módulo de 256 Mo posee una capacidad de 268.435.456 octetos, o 268 Mo. Los tiempos de acceso de estas memorias son de 60 ns.
Además, el acceso a la memoria en general se relaciona con la información almacenada consecutivamente en la memoria. De esta manera, el modo de ráfaga permite el acceso a las tres partes de información que siguen a la primera parte, sin tiempo de latencia adicional. De este modo, el tiempo necesario para acceder a la primera parte de la información es igual al tiempo del ciclo más el tiempo de latencia, mientras que el tiempo necesario para acceder a las otras tres partes de la información sólo es igual al tiempo de ciclo; los cuatro tiempos de acceso se expresan, entonces, en la forma X-Y-Y-Y. Por ejemplo, 5-3-3-3 indica que la memoria necesita 5 ciclos del reloj para acceder a la primera parte de la información, y 3 para acceder a las subsiguientes.
· La memorias DRAM (Módulo de Acceso Aleatorio Dinámico), las cuales son menos costosas. Se utilizan principalmente para la memoria principal del ordenador
· Las memorias SRAM (Módulo de Acceso Aleatorio Estático), rápidas pero relativamente costosas. Las memorias SRAM se utilizan en particular en la memoria caché del procesador
Funcionamiento de la memoria de acceso aleatorio
La memoria de acceso aleatorio consta de cientos de miles de pequeños capacitadores que almacenan cargas. Al cargarse, el estado lógico del capacitador es igual a 1; en el caso contrario, es igual a 0, lo que implica que cada capacitador representa un bit de memoria.
Teniendo en cuenta que se descargan, los capacitadores deben cargarse constantemente (el término exacto es actualizar) a intervalos regulares, lo que se denomina ciclo de actualización. Las memorias DRAM, por ejemplo, requieren ciclos de actualización de unos 15 nanosegundos (ns).
Cada capacitador está acoplado a un transistor (tipo MOS), lo cual posibilita la "recuperación" o modificación del estado del capacitador. Estos transistores están dispuestos en forma de tabla (matriz), de modo que se accede a la caja de memoria (también llamada punto de memoria) mediante una línea y una columna.
Cada punto de memoria se caracteriza así por una dirección que corresponde a su vez a un número de fila y a un número de columna. Este acceso no es instantáneo; el período de tiempo que lleva se denomina tiempo de latencia. En consecuencia, el tiempo necesario para acceder a la información en la memoria es igual al tiempo del ciclo más el tiempo de latencia.
De este modo, en el caso de la memoria DRAM, por ejemplo, el tiempo de acceso es de 60 nanosegundos (35 ns del tiempo del ciclo más 25 ns del tiempo de latencia). En el ordenador, el tiempo del ciclo corresponde al opuesto de la frecuencia de reloj; por ejemplo, en un ordenador con una frecuencia de 200 MHz, el tiempo del ciclo es de 5 ns (1/200*106).
En consecuencia, en un ordenador con alta frecuencia, que utiliza memorias con un tiempo de acceso mucho más prolongado que el tiempo del ciclo del procesador, se deben producir estados de espera para que se permita el acceso a la memoria. En el caso de un ordenador con una frecuencia de 200 MHz que utiliza memorias DRAM (y con un tiempo de acceso de 60 ns), se generan 11 estados de espera para un ciclo de transferencia. El rendimiento del ordenador disminuye a medida que aumenta el número de estados de espera, por lo que es recomendable implementar el uso de memorias más rápidas.
Formatos de módulos RAM
Existen diferentes tipos de memoria de acceso aleatorio. Estas se presentan en forma de módulos de memoria que pueden conectarse a la placa madre.
Las primeras memorias fueron chips denominados DIP (Paquete en Línea Doble). Hoy en día, las memorias por lo general se suministran en forma de módulos, es decir, tarjetas que se colocan en conectores designados para tal fin. En términos generales, existen tres tipos de módulos RAM:
· módulos en formato SIMM (Módulo de Memoria en Línea Simple): se trata de placas de circuito impresas, con uno de sus lados equipado con chips de memoria. Existen dos tipos de módulos SIMM, según el número de conectores:
o Los módulos SIMM con 30 conectores (de 89x13mm) son memorias de 8 bits que se instalaban en los PC de primera generación (286, 386).
o Los módulos SIMM con 72 conectores (sus dimensiones son 108x25mm) son memorias capaces de almacenar 32 bits de información en forma simultánea. Estas memorias se encuentran en los PC que van desde el 386DX hasta los primeros Pentiums. En el caso de estos últimos, el procesador funciona con un bus de información de 64 bits, razón por la cual, estos ordenadores necesitan estar equipados con dos módulos SIMM. Los módulos de 30 clavijas no pueden instalarse en po
siciones de 72 conectores, ya que la muesca (ubicada en la parte central de los conectores) imposibilitaría la conexión.· Los módulos en formato DIMM (Módulo de Memoria en Línea Doble), son memorias de 64 bits, lo cual explica por qué no necesitan emparejamiento. Los módulos DIMM poseen chips de memoria en ambos lados de la placa de circuito impresa, y poseen a la vez, 84 conectores de cada lado, lo cual suma un total de 168 clavijas. Además de ser de mayores dimensiones que los módulos SIMM (130x25mm), estos módulos poseen una segunda muesca que evita confusiones.
Cabe observar que los conectores DIMM han sido mejorados para facilitar su inserción, gracias a las palancas ubicadas a ambos lados de cada conector.
También existen módulos más pequeños, conocidos como SO DIMM (DIMM de contorno pequeño), diseñados para ordenadores portátiles. Los módulos SO DIMM sólo cuentan con 144 clavijas en el caso de las memorias de 64 bits, y con 77 clavijas en el caso de las memorias de 32 bits.
· Los módulos en formato RIMM (Módulo de Memoria en Línea Rambus, también conocido como RD-RAM o DRD-RAM) son memorias de 64 bits desarrolladas por la empresa Rambus. Poseen 184 clavijas. Dichos módulos poseen dos muescas de posición, con el fin de evitar el riesgo de confusión con módulos previos.
Dada la alta velocidad de transferencia de que disponen, los módulos RIMM poseen una película térmica cuyo rol es el mejorar la transferencia de calor.
Al igual que con los módulos DIMM, también existen módulos más pequeños, conocidos como SO RIMM (RIMM de contorno pequeño), diseñados para ordenadores portátiles. Los módulos SO RIMM poseen sólo 160 clavijas.
DRAM PM
La DRAM (RAM Dinámica) es el tipo de memoria más común en estos tiempos. Se trata de una memoria cuyos transistores se disponen en forma de matriz, en forma de filas y columnas. Un transistor, acoplado con un capacitador, proporciona información en forma de bits. Dado que un octeto contiene 8 bits, un módulo de memoria DRAM de 256 Mo contendrá por lo tanto 256 * 2^10 * 2^10 = 256 * 1024 * 1024 = 268.435.456 octetos = 268.435.456 * 8 = 2.147.483.648 bits = 2.147.483.648 transistores. De esta manera, un módulo de 256 Mo posee una capacidad de 268.435.456 octetos, o 268 Mo. Los tiempos de acceso de estas memorias son de 60 ns.
Además, el acceso a la memoria en general se relaciona con la información almacenada consecutivamente en la memoria. De esta manera, el modo de ráfaga permite el acceso a las tres partes de información que siguen a la primera parte, sin tiempo de latencia adicional. De este modo, el tiempo necesario para acceder a la primera parte de la información es igual al tiempo del ciclo más el tiempo de latencia, mientras que el tiempo necesario para acceder a las otras tres partes de la información sólo es igual al tiempo de ciclo; los cuatro tiempos de acceso se expresan, entonces, en la forma X-Y-Y-Y. Por ejemplo, 5-3-3-3 indica que la memoria necesita 5 ciclos del reloj para acceder a la primera parte de la información, y 3 para acceder a las subsiguientes.
DRAM FPM
Para acelerar el acceso a la DRAM, existe una técnica, conocida como paginación, que permite acceder a la información ubicada en una misma columna, modificando únicamente la dirección en la fila, y evitando de esta manera, la repetición del número de columna entre lecturas por fila. Este proceso se conoce como DRAM FPM (Memoria en Modo Paginado). El FPM alcanza tiempos de acceso de unos 70 u 80 nanosegundos, en el caso de frecuencias de funcionamiento de entre 25 y 33 Mhz.
DRAM EDO
La DRAM EDO (Salida de Información Mejorada, a veces denominada "híper- página") se introdujo en 1995. La técnica utilizada en este tipo de memoria implica direccionar la columna siguiente mientras paralelamente se está leyendo la información de una columna anterior. De esta manera, se crea un acceso superpuesto que permite ahorrar tiempo en cada ciclo. El tiempo de acceso de la memoria EDO es de 50 a 60 nanosegundos, en el caso de una frecuencia de funcionamiento de entre 33 y 66 Mhz.
De modo que la RAM EDO, cuando se utiliza en modo ráfaga, alcanza ciclos 5-2-2-2, lo cual representa una ganancia de 4 ciclos al acceder a 4 partes de información. Dado que la memoria EDO no funcionaba con frecuencias mayores a 66 Mhz, se suspendió su uso en favor de la SDRAM.
SDRAM
La SDRAM (DRAM Sincrónica), introducida en 1997, permite la lectura de la información sincronizada con el bus de la placa madre, a diferencia de lo que ocurre con las memorias EDO y FPM (conocidas como asincrónicas), las cuales poseen reloj propio. La SDRAM elimina de esta manera, los tiempos de espera ocasionados por la sincronización con la placa madre. Gracias a esto se logra un ciclo de modo ráfaga de 5-1-1-1, con una ganancia de 3 ciclos en comparación con la RAM EDO. La SDRAM puede, entonces, funcionar con una frecuencia mayor a 150 MHz, logrando tiempos de acceso de unos 10 ns.
DR-SDRAM (Rambus DRAM)
La DR-SDRAM (DRAM Directa de Rambus), es un tipo de memoria que permite la transferencia de datos a un bus de 16 bits y a una frecuencia de 800 Mhs, lo que proporciona un ancho de banda de 1,6 GB/s. Al igual que la SDRAM, este tipo de memoria está sincronizada con el reloj del bus, a fin de mejorar el intercambio de información. Sin embargo, la memoria RAMBUS es un producto de tecnología patentada, lo que implica que cualquier empresa que desee producir módulos RAM que utilicen esta tecnología deberá abonar regalías, tanto a RAMBUS como a Intel.
DDR-SDRAM
La DDR-SDRAM (SDRAM de Tasa Doble de Transferencia de Datos) es una memoria basada en la tecnología SDRAM, que permite duplicar la tasa de transferencia alcanzada por ésta utilizando la misma frecuencia.
La información se lee o ingresa en la memoria al igual que un reloj. Las memorias DRAM estándares utilizan un método conocido como SDR (Tasa Simple de Transferencia de Datos), que implica la lectura o escritura de información en cada borde de entrada.
La DDR permite duplicar la frecuencia de lectura/escritura con un reloj a la misma frecuencia, enviando información a cada borde de entrada y a cada borde posterior.
Las memorias DDR por lo general poseen una marca, tal como PCXXXX, en la que "XXXX" representa la velocidad en MB/s.
DDR2-SDRAM
Las memorias DDR2 (o DDR-II) alcanzan velocidades dos veces superiores a las memorias DDR con la misma frecuencia externa.
El acrónimo QDR (Tasa Cuádruple de Transferencia de Datos o con Quad-pump) designa el método de lectura y escritura utilizado. De hecho, la memoria DDR2 utiliza dos canales separados para los procesos de lectura y escritura, con lo cual es capaz de enviar o recibir el doble de información que la DDR.
La DDR2 también posee más conectores que la DDR clásica (la DDR2 tiene 240, en comparación con los 184 de la DDR).
cuadro de resumen
El siguiente cuadro muestra la equivalencia entre la frecuencia de la placa madre (FSB), la frecuencia de la memoria (RAM) y su velocidad:
Memoria
Nombre
Frecuencia (RAM)
Frecuencia (RAM)
Velocidad
DDR200
PC1600
200 MHz
100 MHz
1,6 GB/s
DDR266
PC2100
266 MHz
133 MHz
2,1 s
DDR333
PC2700
333 MHz
166 MHz
2,7 s
DDR400
PC3200
400 MHz
200 MHz
3,2 s
DDR433
PC3500
433 MHz
217 MHz
3,5 s
DDR466
PC3700
466 MHz
233 MHz
3,7 s
DDR500
PC4000
500 MHz
250 MHz
4 s
DDR533
PC4200
533 MHz
266 MHz
4,2 s
DDR538
PC4300
538 MHz
269 MHz
4,3 s
DDR550
PC4400
550 MHz
275 MHz
4,4 s
DDR2-400
PC2-3200
400 MHz
100 MHz
3,2 s
DDR2-533
PC2-4300
533 MHz
133 MHz
4,3 s
DDR2-667
PC2-5300
667 MHz
167 MHz
5,3 s
DDR2-675
PC2-5400
675 MHz
172,5 MHz
5,4 s
DDR2-800
PC2-6400
800 MHz
200 MHz
6,4 s
Sincronización (tiempos)
No es poco común ver valores como "3-2-2-2" ó "2-3-3-2" para describir los parámetros de la memoria de acceso aleatorio. Esta sucesión de cuatro cifras describe la sincronización de la memoria (tiempo); es decir, la secuencia de ciclos de reloj necesaria para acceder a la información almacenada en la RAM. Las cuatro cifras corresponden, en orden, a los siguientes valores:
· demora de CAS o latencia de CAS (CAS significa Señalizador de Direccionamiento en Columna): es el número de ciclos de reloj que transcurre entre el envío del comando de lectura y la llegada de la información. En otras palabras, es el tiempo necesario para acceder a una columna.
· Tiempo de precarga de RAS (conocido como tRP; RAS significa Señalizador de Direccionamiento en Fila): es el número de ciclos de reloj transcurridos entre dos instrucciones de RAS, es decir, entre dos accesos a una fila.
· demora de RAS a CAS (a veces llamada tRCD): es el número de ciclos de reloj correspondiente al tiempo de acceso de una fila a una columna.
· tiempo activo de RAS (a veces denominado tRAS): es el número de ciclos de reloj correspondiente al tiempo de acceso a una columna.
Las tarjetas de memoria están equipadas con un dispositivo llamado SPD (Detección de Presencia en Serie), el cual permite al BIOS averiguar los valores de ajuste nominales definidos por el fabricante. Se trata de una EEPROM, cuya información puede cargarse en el BIOS si el usuario elige el ajuste "auto".
Corrección de errores
Algunas memorias poseen mecanismos de corrección de errores, con el fin de garantizar la integridad de la información que contienen. Este tipo de memoria se utiliza por lo general en sistemas que trabajan con información esencial, motivo por el cual este tipo de memoria se encuentra en servidores.
Bit de paridad
Los módulos con bits de paridad garantizan que los datos contenidos en la memoria sean los necesarios. Para obtener esto, uno de los bits de cada octeto almacenado en la memoria se utiliza para almacenar la suma de los bits de datos. El bit de paridad vale 1 cuando la suma de los bits de información arroja un número impar, y 0 en el caso contrario.
De este modo, los módulos con bit de paridad permiten la integración de los datos que se verificarán, aunque por otro lado, no prevén la corrección de errores. Además, de 9 Mo de memoria sólo 8 se emplearán para almacenar datos, dado que el último mega-octeto se utiliza para almacenar los bits de paridad.
Compact Flash
La memoria Compact Flash (a veces denominada CCM) es un tipo de tarjeta de memoria creada en el año 1994 por la compañía SanDisk. Compact Flash está compuesta por un controlador de memoria y un chip de memoria flash ambos ubicados dentro de un gabinete minúsculo (42,8 mm de ancho por 36,4 mm de altura), más pequeño que una caja de fósforos y que pesa sólo 11,4 gramos.
Existen dos tipos de tarjetas Compact Flash, de distintas dimensiones:
· Las tarjetas Compact Flash Tipo I, de 3,3 mm de espesor;
· Las tarjetas Compact Flash Tipo II, de 5 mm de espesor.
Las tarjetas CompactFlash cumplen con la norma PCMCIA/ATA aunque el conector tienen 50 clavijas en lugar de las 68 que caracterizan a las tarjetas PCMCIA. Es por este motivo que se puede insertar una tarjeta CompactFlash en una ranura pasiva de tarjeta PCMCIA Tipo II
Tarjeta de memoria
La tarjeta de memoria (también denominada MS o tarjeta MS) es un tipo de tarjeta de memoria creada conjuntamente por Sony y SanDisk en enero de 2000.
La arquitectura de las tarjetas de memoria se basa en circuitos de memoria flash NAND (EEPROM).
Las tarjetas de memoria son muy pequeñas (21,5 mm x 50 mm x 2,8 mm), lo que equivale a la medida de una caja chica de fósforos, y pesa sólo 4 gramos.
Se puede acceder a los datos por medio de un conector de borde con 10 clavijas para un rendimiento de hasta 14,4 Mb/s (hasta un máximo de 19,6 Mb/s).
Existen dos tipos de tarjetas de memoria: la tarjeta de memoria "normal" y la "Magic Gate", que protege los documentos protegidos por derechos de autor.
MMC - Tarjetas multimedia
La tarjeta de memoria multimedia (abreviada MMC) es un tipo de tarjeta de memoria creada conjuntamente por SanDisk y Siemens en noviembre de 1997.
Su arquitectura se basa en una combinación de memoria de sólo lectura (ROM) para aplicaciones de sólo lectura y memoria flash para las necesidades de lectura/escritura.
Las tarjetas multimedia son muy pequeñas (24 mm x 32 mm x 1,4 mm), lo que equivale al tamaño de una estampilla postal, y pesan tan sólo 2,2 gramos.
Existen dos tipos de tarjetas MMC que poseen diferentes voltajes:
· MMC 3,3 V, con una muesca en la esquina superior izquierda
· MMC 5 V, con una muesca en la esquina superior derecha
Se puede acceder a los datos por medio de un conector de borde con 7 clavijas para un rendimiento de hasta 2 Mb/s (quizás hasta 2,5 Mb/s).
Secure Digital
La memoria Secure Digital (también conocida como SD o Tarjeta SD) es un tipo de tarjeta de memoria creada por Matsushita Electronic, SanDisk y Toshiba en enero de 2000. La memoria SD está específicamente desarrollada para cumplir con los requisitos de seguridad en el campo de los dispositivos electrónicos de video y audio. Por lo tanto, incluye un sistema de protección de derechos de autor que cumple con la norma SDMI (Iniciativa Musical de Secure Digital).
La arquitectura de las tarjetas SD está basada en los circuitos de memoria flash de tipo NAND (EEPROM).
La memoria SD es de dimensiones reducidas (24,0 x 32,0 x 2,1 mm), equivale al tamaño de una estampilla postal, y pesa tan sólo 2 gramos.
El acceso a los datos se realiza mediante un conector lateral de 9 clavijas que alcanza una velocidad de transferencia de 2 Mb/s con la posibilidad de alcanzar hasta 10 MB/s.
El tiempo de acceso de la memoria SD es de 25µs aproximadamente para el primer acceso y ciclos de 50 ns para los ciclos subsiguientes.
SmartMedia
La memoria SmartMedia es un tipo de tarjeta de memoria creada por Toshiba y Samsung.
Su arquitectura está basada en los circuitos de memoria flash de tipo NAND (EEPROM).
La memoria SmartMedia posee un tamaño muy reducido, equivalente a una estampilla postal (45,0 x 37,0 x 0,76 mm) y pesa sólo 2 gramos.
Existen dos tipos de tarjeta SmartMedia con diferentes voltajes:
· Las tarjetas SmartMedia de 3,3 V poseen una muesca a la derecha
· Las tarjetas SmartMedia de 5 V poseen una muesca a la izquierda
El acceso a los datos se lleva a cabo mediante un chip con 22 clavijas. Más allá de cuál sea la capacidad de la tarjeta SmartMedia, sus dimensiones lo mismo que la ubicación del chip son las mismas.
El tiempo de acceso de la memoria es de aproximadamente 25µs para el primer acceso y ciclos de 50 ns para los siguientes.
Compatibilidad
Existen dos adaptadores que permiten insertar una tarjeta SmartMedia en una ubicación PCMCIA, y permitir la transferencia de datos directamente desde una tarjeta SmartMedia o desde un ordenador portátil.
La memoria de Imagen xD (que significa Digital extremo) es un tipo de tarjeta de memoria creada por Fuji y Olympus en agosto del 2002.
La arquitectura de las tarjetas xD está basada en los circuitos de memoria flash de tipo NAND (EEPROM).
La tarjeta de memoria de imagen xD es más pequeña que una estampilla postal (20,0 x 25,0 x 1,7 mm) y pesa sólo 2 gramos.
El acceso a los datos se lleva a cabo mediante un conector lateral con 18 clavijas, que puede alcanzar una velocidad de transferencia de 1,3 Mb/s y potencialmente hasta 3 Mb/s para la escritura y alrededor de 5 Mb/s para la lectura.
Con el paso del tiempo, se espera que las tarjetas de imagen xD alcancen una capacidad de 8 Gb.
Introducción al concepto de bus
Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.
El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".
En el caso en que sólo dos componentes de hardware se comuniquen a través de la línea, podemos hablar de puerto hardware ( puerto serial o puerto paralelo).
Características de un bus
Un bus se caracteriza por la cantidad de información que se transmite en forma simultánea. Este volumen se expresa en bits y corresponde al número de líneas físicas mediante las cuales se envía la información en forma simultánea. Un cable plano de 32 hilos permite la transmisión de 32 bits en paralelo. El término "ancho" se utiliza para designar el número de bits que un bus puede transmitir simultáneamente.
Por otra parte, la velocidad del bus se define a través de su frecuencia (que se expresa en Hercios o Hertz), es decir el número de paquetes de datos que pueden ser enviados o recibidos por segundo. Cada vez que se envían o reciben estos datos podemos hablar de ciclo.
De esta manera, es posible hallar la velocidad de transferencia máxima del bus (la cantidad de datos que puede transportar por unidad de tiempo) al multiplicar su ancho por la frecuencia. Por lo tanto, un bus con un ancho de 16 bits y una frecuencia de 133 MHz, tiene una velocidad de transferencia de:
Bus de expansión
Los buses de expansión (a veces denominados buses periféricos) son buses que poseen conectores que permiten agregar tarjetas de expansión (periféricos) a un equipo. Existen diferentes tipos de buses internos estándar que se caracterizan por:
· su forma
· el número de clavijas del conector
· los tipos de señales (frecuencia, datos, etc.)
Bus ISA
La versión original del bus ISA (Arquitectura estándar de la industria) que apareció en 1981 con PC XT fue un bus de 8 bits con una velocidad de reloj de 4,77 MHz.
En 1984, con la aparición de PC AT (el procesador Intel 286), el bit se expandió a un bus de 16 bits y la velocidad de reloj pasó de 6 a 8 MHz y finalmente a 8,33 MHz, ofreciendo una velocidad de transferencia máxima de 16 Mb/s (en la práctica solamente 8 Mb/s porque un ciclo de cada dos se utilizó para direccionar).
El bus ISA admitió el bus maestro, es decir, permitió que los controladores conectados directamente al bus se comunicaran directamente con los otros periféricos sin tener que pasar por el procesador. Una de las consecuencias del bus maestro es sin dudas el acceso directo a memoria (DMA). Sin embargo, el bus ISA únicamente permite que el hardware direccione los primeros 16 megabytes de RAM.
Hasta fines de la década de 1990, casi todos los equipos contaban con el bus ISA, pero fue progresivamente reemplazado por el bus PCI, que ofrecía un mejor rendimiento.
· Conector ISA de 8 bits:
· Conector ISA de 16 bits:
Bus MCA
El bus MCA (Arquitectura de microcanal) es un bus exclusivo mejorado diseñado por IBM en 1987 para utilizar en su línea de equipos PS/2. Este bus de 16 a 32 bits no era compatible con el bus ISA y podía alcanzar un rendimiento de 20 Mb/s.
Bus EISA
El bus EISA (Arquitectura estándar industrial extendida) fue desarrollado en 1988 por un grupo de compañías (AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith) para competir con el bus exclusivo MCA lanzado por IBM el año anterior. El bus EISA utilizaba conectores cuyo tamaño era la mitad del conector ISA pero con 4 filas de contactos en lugar de 2, para direccionar 32 bits.
Los conectores EISA eran más profundos y las filas de contactos adicionales se encontraban ubicadas debajo de las filas de contactos ISA. Por lo tanto, era posible conectar una tarjeta de expansión ISA en un conector EISA. Sin embargo, el calce en el conector no era demasiado profundo (debido a los biseles) y sólo se utilizaban las filas de contactos superiores (ISA).
Bus local
Los buses E/S tradicionales, tales como ISA, MCA o nuestros buses EISA, se conectan directamente al bus principal y deben funcionar en la misma frecuencia. Sin embargo, algunos periféricos de E/S necesitan un ancho de banda muy bajo mientras que otros necesitan un ancho de banda superior. Por lo tanto, existen cuellos de botellas en el bus. Para resolver este problema, la arquitectura "bus local" ofrece aprovechar el bus del sistema, o bus frontal (FSB), al interactuar directamente con él.
Bus VLB
En 1992, el bus local de VESA (VLB) fue desarrollado por VESA (Asociación para estándares electrónicos y de video patrocinado por la compañía NEC) para ofrecer un bus local dedicado a sistemas gráficos. El VLB es un conector ISA de 16 bits con un conector de 16 bits agregado:
El bus VLB es un bus de 32 bits inicialmente diseñado para permitir un ancho de banda de 33 MHz (el ancho de banda del primer PC 486 en aquel momento). El bus local VESA se utilizó en los siguientes 486 modelos (40 y 50 MHz respectivamente) así como en los primeros procesadores Pentium, pero fue reemplazado rápidamente por el bus PCI. Este documento intitulado « Equipos - Buses ISA, MCA y VLB » de Kioskea (es.kioskea.net) esta puesto a diposición bajo la licencia Creative Commons. Puede copiar, modificar bajo las condiciones puestas por la licencia, siempre que esta nota sea visible.
Conectores PCI
Por lo general, las placas madre cuentan con al menos 3 ó 4 conectores PCI, identificables generalmente por su color blanco estándar.
La interfaz PCI existe en 32 bits con un conector de 124 clavijas o en 64 bits con un conector de 188 clavijas. También existen dos niveles de señalización de voltaje:
· 3,3 V para los ordenadores portátiles
· 5 V para los equipos de escritorio
El voltaje señalizado no es igual al voltaje de la fuente de alimentación de la placa madre, sino que es el umbral de voltaje necesario para el cifrado digital de los datos.
Existen 2 tipos de conectores de 32 bits:
· conector PCI de 32 bits, 5 V:
· conector PCI de 32 bits, 3,3 V:
Introducción al Bus AGP
El bus AGP (la sigla corresponde a Accelerated Graphics Port que en español significa puerto de gráficos acelerado) apareció por primera vez en mayo de 1997 para los chipsets Slot One. Luego se lanzó para los chips Super 7, con el objetivo de administrar los flujos de datos gráficos que se habían vuelto demasiado grandes como para ser controlados por el Bus PCI. De esta manera, el bus AGP se conecta directamente al FSB (Front Side Bus [Bus Frontal]) del procesador y utiliza la misma frecuencia, es decir, un ancho de banda más elevado.
La interfaz AGP se ha creado con el único propósito de conectarle una tarjeta de video. Funciona al seleccionar en la tarjeta gráfica un canal de acceso directo a la memoria (DMA, Direct Memory Access), evitado así el uso del controlador de entradas/salidas. En teoría, las tarjetas que utilizan este bus de gráficos necesitan menos memoria integrada ya que poseen acceso directo a la información gráfica (como por ejemplo las texturas) almacenadas en la memoria central. Su costo es aparentemente inferior.
La versión 1.0 del bus AGP, que funciona con 3.3 voltios, posee un modo 1X que envía 8 bytes cada dos ciclos y un modo 2X que permite transferir 8 bytes por ciclo.
En 1998, la versión 2.0 del bus AGP presenta el AGP 4X que permite el envío de 16 bytes por ciclo. La versión 2.0 del bus AGP funciona con una tensión de 1.5 voltios y con conectores AGP 2.0 "universales" que pueden funcionar con cualquiera de los dos voltajes.
La versión 3.0 del bus AGP apareció en 2002 y permite duplicar la velocidad del AGP 2.0 proponiendo un modo AGP 8X.
Características del bus AGP
El puerto AGP 1X funciona a una frecuencia de 66 MHz, a diferencia de los 33 MHZ del Bus PCI, lo que le provee una tasa máxima de transferencia de 264 MB/s (en contraposición a los 132 MB/s que comparten las diferentes tarjetas para el bus PCI). Esto le proporciona al bus AGP un mejor rendimiento, en especial cuando se muestran gráficos en 3D de alta complejidad.
Con la aparición del puerto AGP 4X, su tasa de transferencia alcanzó los 1 GB/s. Esta generación de AGP presentó un consumo de 25 vatios. La generación siguiente se llamó AGP Pro y consumía 50 vatios.
El AGP Pro 8x ofrece una tasa de transferencia de 2 GB/s.
Las tasas de transferencia para los diferentes estándares AGP son las siguientes:
· AGP 1X : 66,66 MHz x 1(coef.) x 32 bits /8 = 266,67 MB/s
· AGP 2X : 66,66 MHz x 2(coef.) x 32 bits /8 = 533,33 MB/s
· AGP 4X : 66,66 MHz x 4(coef.) x 32 bits /8 = 1,06 GB/s
· AGP 8X : 66,66 MHz x 8(coef.) x 32 bits /8 = 2,11 GB/s
Se debe tener en cuenta que las diferentes normas AGP son compatibles con la versión anterior, lo que significa que las tarjetas AGP 4X o AGP 2X pueden insertarse en una ranura para AGP 8X.
Conectores AGP
Las placas madre más recientes poseen un conector AGP general incorporado identificable por su color marrón. Existen tres tipos de conectores:
· Conector AGP de 1,5 voltios:
· Conector AGP de 3,3 voltios:
· Conector AGP universal:
Resumen
Esta tabla resume las especificaciones técnicas de cada versión y modo AGP:
AGP
Voltaje
Modo
AGP 1.0
3,3 voltios
1x, 2x
AGP 2.0
1,5 voltios
1x, 2x, 4x
AGP 2.0 Universal
1,5 v y 3,3 v
1x, 2x, 4x
AGP 3.0
1,5 voltios
4x, 8x
Más información
Para acelerar el acceso a la DRAM, existe una técnica, conocida como paginación, que permite acceder a la información ubicada en una misma columna, modificando únicamente la dirección en la fila, y evitando de esta manera, la repetición del número de columna entre lecturas por fila. Este proceso se conoce como DRAM FPM (Memoria en Modo Paginado). El FPM alcanza tiempos de acceso de unos 70 u 80 nanosegundos, en el caso de frecuencias de funcionamiento de entre 25 y 33 Mhz.
DRAM EDO
La DRAM EDO (Salida de Información Mejorada, a veces denominada "híper- página") se introdujo en 1995. La técnica utilizada en este tipo de memoria implica direccionar la columna siguiente mientras paralelamente se está leyendo la información de una columna anterior. De esta manera, se crea un acceso superpuesto que permite ahorrar tiempo en cada ciclo. El tiempo de acceso de la memoria EDO es de 50 a 60 nanosegundos, en el caso de una frecuencia de funcionamiento de entre 33 y 66 Mhz.
De modo que la RAM EDO, cuando se utiliza en modo ráfaga, alcanza ciclos 5-2-2-2, lo cual representa una ganancia de 4 ciclos al acceder a 4 partes de información. Dado que la memoria EDO no funcionaba con frecuencias mayores a 66 Mhz, se suspendió su uso en favor de la SDRAM.
SDRAM
La SDRAM (DRAM Sincrónica), introducida en 1997, permite la lectura de la información sincronizada con el bus de la placa madre, a diferencia de lo que ocurre con las memorias EDO y FPM (conocidas como asincrónicas), las cuales poseen reloj propio. La SDRAM elimina de esta manera, los tiempos de espera ocasionados por la sincronización con la placa madre. Gracias a esto se logra un ciclo de modo ráfaga de 5-1-1-1, con una ganancia de 3 ciclos en comparación con la RAM EDO. La SDRAM puede, entonces, funcionar con una frecuencia mayor a 150 MHz, logrando tiempos de acceso de unos 10 ns.
DR-SDRAM (Rambus DRAM)
La DR-SDRAM (DRAM Directa de Rambus), es un tipo de memoria que permite la transferencia de datos a un bus de 16 bits y a una frecuencia de 800 Mhs, lo que proporciona un ancho de banda de 1,6 GB/s. Al igual que la SDRAM, este tipo de memoria está sincronizada con el reloj del bus, a fin de mejorar el intercambio de información. Sin embargo, la memoria RAMBUS es un producto de tecnología patentada, lo que implica que cualquier empresa que desee producir módulos RAM que utilicen esta tecnología deberá abonar regalías, tanto a RAMBUS como a Intel.
DDR-SDRAM
La DDR-SDRAM (SDRAM de Tasa Doble de Transferencia de Datos) es una memoria basada en la tecnología SDRAM, que permite duplicar la tasa de transferencia alcanzada por ésta utilizando la misma frecuencia.
La información se lee o ingresa en la memoria al igual que un reloj. Las memorias DRAM estándares utilizan un método conocido como SDR (Tasa Simple de Transferencia de Datos), que implica la lectura o escritura de información en cada borde de entrada.
La DDR permite duplicar la frecuencia de lectura/escritura con un reloj a la misma frecuencia, enviando información a cada borde de entrada y a cada borde posterior.
Las memorias DDR por lo general poseen una marca, tal como PCXXXX, en la que "XXXX" representa la velocidad en MB/s.
DDR2-SDRAM
Las memorias DDR2 (o DDR-II) alcanzan velocidades dos veces superiores a las memorias DDR con la misma frecuencia externa.
El acrónimo QDR (Tasa Cuádruple de Transferencia de Datos o con Quad-pump) designa el método de lectura y escritura utilizado. De hecho, la memoria DDR2 utiliza dos canales separados para los procesos de lectura y escritura, con lo cual es capaz de enviar o recibir el doble de información que la DDR.
La DDR2 también posee más conectores que la DDR clásica (la DDR2 tiene 240, en comparación con los 184 de la DDR).
cuadro de resumen
El siguiente cuadro muestra la equivalencia entre la frecuencia de la placa madre (FSB), la frecuencia de la memoria (RAM) y su velocidad:
Memoria
Nombre
Frecuencia (RAM)
Frecuencia (RAM)
Velocidad
DDR200
PC1600
200 MHz
100 MHz
1,6 GB/s
DDR266
PC2100
266 MHz
133 MHz
2,1 s
DDR333
PC2700
333 MHz
166 MHz
2,7 s
DDR400
PC3200
400 MHz
200 MHz
3,2 s
DDR433
PC3500
433 MHz
217 MHz
3,5 s
DDR466
PC3700
466 MHz
233 MHz
3,7 s
DDR500
PC4000
500 MHz
250 MHz
4 s
DDR533
PC4200
533 MHz
266 MHz
4,2 s
DDR538
PC4300
538 MHz
269 MHz
4,3 s
DDR550
PC4400
550 MHz
275 MHz
4,4 s
DDR2-400
PC2-3200
400 MHz
100 MHz
3,2 s
DDR2-533
PC2-4300
533 MHz
133 MHz
4,3 s
DDR2-667
PC2-5300
667 MHz
167 MHz
5,3 s
DDR2-675
PC2-5400
675 MHz
172,5 MHz
5,4 s
DDR2-800
PC2-6400
800 MHz
200 MHz
6,4 s
Sincronización (tiempos)
No es poco común ver valores como "3-2-2-2" ó "2-3-3-2" para describir los parámetros de la memoria de acceso aleatorio. Esta sucesión de cuatro cifras describe la sincronización de la memoria (tiempo); es decir, la secuencia de ciclos de reloj necesaria para acceder a la información almacenada en la RAM. Las cuatro cifras corresponden, en orden, a los siguientes valores:
· demora de CAS o latencia de CAS (CAS significa Señalizador de Direccionamiento en Columna): es el número de ciclos de reloj que transcurre entre el envío del comando de lectura y la llegada de la información. En otras palabras, es el tiempo necesario para acceder a una columna.
· Tiempo de precarga de RAS (conocido como tRP; RAS significa Señalizador de Direccionamiento en Fila): es el número de ciclos de reloj transcurridos entre dos instrucciones de RAS, es decir, entre dos accesos a una fila.
· demora de RAS a CAS (a veces llamada tRCD): es el número de ciclos de reloj correspondiente al tiempo de acceso de una fila a una columna.
· tiempo activo de RAS (a veces denominado tRAS): es el número de ciclos de reloj correspondiente al tiempo de acceso a una columna.
Las tarjetas de memoria están equipadas con un dispositivo llamado SPD (Detección de Presencia en Serie), el cual permite al BIOS averiguar los valores de ajuste nominales definidos por el fabricante. Se trata de una EEPROM, cuya información puede cargarse en el BIOS si el usuario elige el ajuste "auto".
Corrección de errores
Algunas memorias poseen mecanismos de corrección de errores, con el fin de garantizar la integridad de la información que contienen. Este tipo de memoria se utiliza por lo general en sistemas que trabajan con información esencial, motivo por el cual este tipo de memoria se encuentra en servidores.
Bit de paridad
Los módulos con bits de paridad garantizan que los datos contenidos en la memoria sean los necesarios. Para obtener esto, uno de los bits de cada octeto almacenado en la memoria se utiliza para almacenar la suma de los bits de datos. El bit de paridad vale 1 cuando la suma de los bits de información arroja un número impar, y 0 en el caso contrario.
De este modo, los módulos con bit de paridad permiten la integración de los datos que se verificarán, aunque por otro lado, no prevén la corrección de errores. Además, de 9 Mo de memoria sólo 8 se emplearán para almacenar datos, dado que el último mega-octeto se utiliza para almacenar los bits de paridad.
Compact Flash
La memoria Compact Flash (a veces denominada CCM) es un tipo de tarjeta de memoria creada en el año 1994 por la compañía SanDisk. Compact Flash está compuesta por un controlador de memoria y un chip de memoria flash ambos ubicados dentro de un gabinete minúsculo (42,8 mm de ancho por 36,4 mm de altura), más pequeño que una caja de fósforos y que pesa sólo 11,4 gramos.
Existen dos tipos de tarjetas Compact Flash, de distintas dimensiones:
· Las tarjetas Compact Flash Tipo I, de 3,3 mm de espesor;
· Las tarjetas Compact Flash Tipo II, de 5 mm de espesor.
Las tarjetas CompactFlash cumplen con la norma PCMCIA/ATA aunque el conector tienen 50 clavijas en lugar de las 68 que caracterizan a las tarjetas PCMCIA. Es por este motivo que se puede insertar una tarjeta CompactFlash en una ranura pasiva de tarjeta PCMCIA Tipo II
Tarjeta de memoria
La tarjeta de memoria (también denominada MS o tarjeta MS) es un tipo de tarjeta de memoria creada conjuntamente por Sony y SanDisk en enero de 2000.
La arquitectura de las tarjetas de memoria se basa en circuitos de memoria flash NAND (EEPROM).
Las tarjetas de memoria son muy pequeñas (21,5 mm x 50 mm x 2,8 mm), lo que equivale a la medida de una caja chica de fósforos, y pesa sólo 4 gramos.
Se puede acceder a los datos por medio de un conector de borde con 10 clavijas para un rendimiento de hasta 14,4 Mb/s (hasta un máximo de 19,6 Mb/s).
Existen dos tipos de tarjetas de memoria: la tarjeta de memoria "normal" y la "Magic Gate", que protege los documentos protegidos por derechos de autor.
MMC - Tarjetas multimedia
La tarjeta de memoria multimedia (abreviada MMC) es un tipo de tarjeta de memoria creada conjuntamente por SanDisk y Siemens en noviembre de 1997.
Su arquitectura se basa en una combinación de memoria de sólo lectura (ROM) para aplicaciones de sólo lectura y memoria flash para las necesidades de lectura/escritura.
Las tarjetas multimedia son muy pequeñas (24 mm x 32 mm x 1,4 mm), lo que equivale al tamaño de una estampilla postal, y pesan tan sólo 2,2 gramos.
Existen dos tipos de tarjetas MMC que poseen diferentes voltajes:
· MMC 3,3 V, con una muesca en la esquina superior izquierda
· MMC 5 V, con una muesca en la esquina superior derecha
Se puede acceder a los datos por medio de un conector de borde con 7 clavijas para un rendimiento de hasta 2 Mb/s (quizás hasta 2,5 Mb/s).
Secure Digital
La memoria Secure Digital (también conocida como SD o Tarjeta SD) es un tipo de tarjeta de memoria creada por Matsushita Electronic, SanDisk y Toshiba en enero de 2000. La memoria SD está específicamente desarrollada para cumplir con los requisitos de seguridad en el campo de los dispositivos electrónicos de video y audio. Por lo tanto, incluye un sistema de protección de derechos de autor que cumple con la norma SDMI (Iniciativa Musical de Secure Digital).
La arquitectura de las tarjetas SD está basada en los circuitos de memoria flash de tipo NAND (EEPROM).
La memoria SD es de dimensiones reducidas (24,0 x 32,0 x 2,1 mm), equivale al tamaño de una estampilla postal, y pesa tan sólo 2 gramos.
El acceso a los datos se realiza mediante un conector lateral de 9 clavijas que alcanza una velocidad de transferencia de 2 Mb/s con la posibilidad de alcanzar hasta 10 MB/s.
El tiempo de acceso de la memoria SD es de 25µs aproximadamente para el primer acceso y ciclos de 50 ns para los ciclos subsiguientes.
SmartMedia
La memoria SmartMedia es un tipo de tarjeta de memoria creada por Toshiba y Samsung.
Su arquitectura está basada en los circuitos de memoria flash de tipo NAND (EEPROM).
La memoria SmartMedia posee un tamaño muy reducido, equivalente a una estampilla postal (45,0 x 37,0 x 0,76 mm) y pesa sólo 2 gramos.
Existen dos tipos de tarjeta SmartMedia con diferentes voltajes:
· Las tarjetas SmartMedia de 3,3 V poseen una muesca a la derecha
· Las tarjetas SmartMedia de 5 V poseen una muesca a la izquierda
El acceso a los datos se lleva a cabo mediante un chip con 22 clavijas. Más allá de cuál sea la capacidad de la tarjeta SmartMedia, sus dimensiones lo mismo que la ubicación del chip son las mismas.
El tiempo de acceso de la memoria es de aproximadamente 25µs para el primer acceso y ciclos de 50 ns para los siguientes.
Compatibilidad
Existen dos adaptadores que permiten insertar una tarjeta SmartMedia en una ubicación PCMCIA, y permitir la transferencia de datos directamente desde una tarjeta SmartMedia o desde un ordenador portátil.
La memoria de Imagen xD (que significa Digital extremo) es un tipo de tarjeta de memoria creada por Fuji y Olympus en agosto del 2002.
La arquitectura de las tarjetas xD está basada en los circuitos de memoria flash de tipo NAND (EEPROM).
La tarjeta de memoria de imagen xD es más pequeña que una estampilla postal (20,0 x 25,0 x 1,7 mm) y pesa sólo 2 gramos.
El acceso a los datos se lleva a cabo mediante un conector lateral con 18 clavijas, que puede alcanzar una velocidad de transferencia de 1,3 Mb/s y potencialmente hasta 3 Mb/s para la escritura y alrededor de 5 Mb/s para la lectura.
Con el paso del tiempo, se espera que las tarjetas de imagen xD alcancen una capacidad de 8 Gb.
Introducción al concepto de bus
Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.
El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".
En el caso en que sólo dos componentes de hardware se comuniquen a través de la línea, podemos hablar de puerto hardware ( puerto serial o puerto paralelo).
Características de un bus
Un bus se caracteriza por la cantidad de información que se transmite en forma simultánea. Este volumen se expresa en bits y corresponde al número de líneas físicas mediante las cuales se envía la información en forma simultánea. Un cable plano de 32 hilos permite la transmisión de 32 bits en paralelo. El término "ancho" se utiliza para designar el número de bits que un bus puede transmitir simultáneamente.
Por otra parte, la velocidad del bus se define a través de su frecuencia (que se expresa en Hercios o Hertz), es decir el número de paquetes de datos que pueden ser enviados o recibidos por segundo. Cada vez que se envían o reciben estos datos podemos hablar de ciclo.
De esta manera, es posible hallar la velocidad de transferencia máxima del bus (la cantidad de datos que puede transportar por unidad de tiempo) al multiplicar su ancho por la frecuencia. Por lo tanto, un bus con un ancho de 16 bits y una frecuencia de 133 MHz, tiene una velocidad de transferencia de:
Bus de expansión
Los buses de expansión (a veces denominados buses periféricos) son buses que poseen conectores que permiten agregar tarjetas de expansión (periféricos) a un equipo. Existen diferentes tipos de buses internos estándar que se caracterizan por:
· su forma
· el número de clavijas del conector
· los tipos de señales (frecuencia, datos, etc.)
Bus ISA
La versión original del bus ISA (Arquitectura estándar de la industria) que apareció en 1981 con PC XT fue un bus de 8 bits con una velocidad de reloj de 4,77 MHz.
En 1984, con la aparición de PC AT (el procesador Intel 286), el bit se expandió a un bus de 16 bits y la velocidad de reloj pasó de 6 a 8 MHz y finalmente a 8,33 MHz, ofreciendo una velocidad de transferencia máxima de 16 Mb/s (en la práctica solamente 8 Mb/s porque un ciclo de cada dos se utilizó para direccionar).
El bus ISA admitió el bus maestro, es decir, permitió que los controladores conectados directamente al bus se comunicaran directamente con los otros periféricos sin tener que pasar por el procesador. Una de las consecuencias del bus maestro es sin dudas el acceso directo a memoria (DMA). Sin embargo, el bus ISA únicamente permite que el hardware direccione los primeros 16 megabytes de RAM.
Hasta fines de la década de 1990, casi todos los equipos contaban con el bus ISA, pero fue progresivamente reemplazado por el bus PCI, que ofrecía un mejor rendimiento.
· Conector ISA de 8 bits:
· Conector ISA de 16 bits:
Bus MCA
El bus MCA (Arquitectura de microcanal) es un bus exclusivo mejorado diseñado por IBM en 1987 para utilizar en su línea de equipos PS/2. Este bus de 16 a 32 bits no era compatible con el bus ISA y podía alcanzar un rendimiento de 20 Mb/s.
Bus EISA
El bus EISA (Arquitectura estándar industrial extendida) fue desarrollado en 1988 por un grupo de compañías (AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith) para competir con el bus exclusivo MCA lanzado por IBM el año anterior. El bus EISA utilizaba conectores cuyo tamaño era la mitad del conector ISA pero con 4 filas de contactos en lugar de 2, para direccionar 32 bits.
Los conectores EISA eran más profundos y las filas de contactos adicionales se encontraban ubicadas debajo de las filas de contactos ISA. Por lo tanto, era posible conectar una tarjeta de expansión ISA en un conector EISA. Sin embargo, el calce en el conector no era demasiado profundo (debido a los biseles) y sólo se utilizaban las filas de contactos superiores (ISA).
Bus local
Los buses E/S tradicionales, tales como ISA, MCA o nuestros buses EISA, se conectan directamente al bus principal y deben funcionar en la misma frecuencia. Sin embargo, algunos periféricos de E/S necesitan un ancho de banda muy bajo mientras que otros necesitan un ancho de banda superior. Por lo tanto, existen cuellos de botellas en el bus. Para resolver este problema, la arquitectura "bus local" ofrece aprovechar el bus del sistema, o bus frontal (FSB), al interactuar directamente con él.
Bus VLB
En 1992, el bus local de VESA (VLB) fue desarrollado por VESA (Asociación para estándares electrónicos y de video patrocinado por la compañía NEC) para ofrecer un bus local dedicado a sistemas gráficos. El VLB es un conector ISA de 16 bits con un conector de 16 bits agregado:
El bus VLB es un bus de 32 bits inicialmente diseñado para permitir un ancho de banda de 33 MHz (el ancho de banda del primer PC 486 en aquel momento). El bus local VESA se utilizó en los siguientes 486 modelos (40 y 50 MHz respectivamente) así como en los primeros procesadores Pentium, pero fue reemplazado rápidamente por el bus PCI. Este documento intitulado « Equipos - Buses ISA, MCA y VLB » de Kioskea (es.kioskea.net) esta puesto a diposición bajo la licencia Creative Commons. Puede copiar, modificar bajo las condiciones puestas por la licencia, siempre que esta nota sea visible.
Conectores PCI
Por lo general, las placas madre cuentan con al menos 3 ó 4 conectores PCI, identificables generalmente por su color blanco estándar.
La interfaz PCI existe en 32 bits con un conector de 124 clavijas o en 64 bits con un conector de 188 clavijas. También existen dos niveles de señalización de voltaje:
· 3,3 V para los ordenadores portátiles
· 5 V para los equipos de escritorio
El voltaje señalizado no es igual al voltaje de la fuente de alimentación de la placa madre, sino que es el umbral de voltaje necesario para el cifrado digital de los datos.
Existen 2 tipos de conectores de 32 bits:
· conector PCI de 32 bits, 5 V:
· conector PCI de 32 bits, 3,3 V:
Introducción al Bus AGP
El bus AGP (la sigla corresponde a Accelerated Graphics Port que en español significa puerto de gráficos acelerado) apareció por primera vez en mayo de 1997 para los chipsets Slot One. Luego se lanzó para los chips Super 7, con el objetivo de administrar los flujos de datos gráficos que se habían vuelto demasiado grandes como para ser controlados por el Bus PCI. De esta manera, el bus AGP se conecta directamente al FSB (Front Side Bus [Bus Frontal]) del procesador y utiliza la misma frecuencia, es decir, un ancho de banda más elevado.
La interfaz AGP se ha creado con el único propósito de conectarle una tarjeta de video. Funciona al seleccionar en la tarjeta gráfica un canal de acceso directo a la memoria (DMA, Direct Memory Access), evitado así el uso del controlador de entradas/salidas. En teoría, las tarjetas que utilizan este bus de gráficos necesitan menos memoria integrada ya que poseen acceso directo a la información gráfica (como por ejemplo las texturas) almacenadas en la memoria central. Su costo es aparentemente inferior.
La versión 1.0 del bus AGP, que funciona con 3.3 voltios, posee un modo 1X que envía 8 bytes cada dos ciclos y un modo 2X que permite transferir 8 bytes por ciclo.
En 1998, la versión 2.0 del bus AGP presenta el AGP 4X que permite el envío de 16 bytes por ciclo. La versión 2.0 del bus AGP funciona con una tensión de 1.5 voltios y con conectores AGP 2.0 "universales" que pueden funcionar con cualquiera de los dos voltajes.
La versión 3.0 del bus AGP apareció en 2002 y permite duplicar la velocidad del AGP 2.0 proponiendo un modo AGP 8X.
Características del bus AGP
El puerto AGP 1X funciona a una frecuencia de 66 MHz, a diferencia de los 33 MHZ del Bus PCI, lo que le provee una tasa máxima de transferencia de 264 MB/s (en contraposición a los 132 MB/s que comparten las diferentes tarjetas para el bus PCI). Esto le proporciona al bus AGP un mejor rendimiento, en especial cuando se muestran gráficos en 3D de alta complejidad.
Con la aparición del puerto AGP 4X, su tasa de transferencia alcanzó los 1 GB/s. Esta generación de AGP presentó un consumo de 25 vatios. La generación siguiente se llamó AGP Pro y consumía 50 vatios.
El AGP Pro 8x ofrece una tasa de transferencia de 2 GB/s.
Las tasas de transferencia para los diferentes estándares AGP son las siguientes:
· AGP 1X : 66,66 MHz x 1(coef.) x 32 bits /8 = 266,67 MB/s
· AGP 2X : 66,66 MHz x 2(coef.) x 32 bits /8 = 533,33 MB/s
· AGP 4X : 66,66 MHz x 4(coef.) x 32 bits /8 = 1,06 GB/s
· AGP 8X : 66,66 MHz x 8(coef.) x 32 bits /8 = 2,11 GB/s
Se debe tener en cuenta que las diferentes normas AGP son compatibles con la versión anterior, lo que significa que las tarjetas AGP 4X o AGP 2X pueden insertarse en una ranura para AGP 8X.
Conectores AGP
Las placas madre más recientes poseen un conector AGP general incorporado identificable por su color marrón. Existen tres tipos de conectores:
· Conector AGP de 1,5 voltios:
· Conector AGP de 3,3 voltios:
· Conector AGP universal:
Resumen
Esta tabla resume las especificaciones técnicas de cada versión y modo AGP:
AGP
Voltaje
Modo
AGP 1.0
3,3 voltios
1x, 2x
AGP 2.0
1,5 voltios
1x, 2x, 4x
AGP 2.0 Universal
1,5 v y 3,3 v
1x, 2x, 4x
AGP 3.0
1,5 voltios
4x, 8x
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