Captulo4 Memoriainterna Stallings

1 Organización y arquitectura de computadores

Memoria interna
4.1.

Conceptos básicos sobre sistemas de memoria computadores
Características de ios sistemas de memoria Jerarquía de memoria

4.2.

Memoria principal semiconductora
Tipos de memorias semiconductoras de acceso aleatorio
Organización
Lógica del chip
Encapsulado de los chips
Organización en módulos
Corrección de errores

4.3.

Memoriacache
Principios básicos Elementos de diseño de la cache

4.4.

Organización de la cache en el Pentium il y el PowerPC
Organización de cache en el Pentium II Organización de cache en el
PowerPC

4.5.

Organización avanzada de memorias DRAM
DRAM mejorada DRAM cache DRAM síncrona DRAM rambus RamLink

4.6.

Lecturas y sitios Web recomendados

4.7.

Problemas

/

Apéndice 4A. Prestaciones de lasmemorias de dos niveles Localidad
Funcionamiento de la memoria de dos niveles Prestaciones

• La memoria de un computador tiene una organización jerárquica. En el nivel superior (el
más próximo al' procesador) están los registros del procesador. A continuación se
encuentra una cache o dos niveles de cache, denominados L1 y L2. Posteriormente la
memoria principal, normalmente construida con memoriasdinámicas de acceso
aleatorio (DRAM). Todas ellas se consideran memorias internas del computador. La
jerarquía prosigue con la memoria externa, siendo el siguiente nivel, usualmente, un
disco duro fijo y uno o más niveles de soportes extraibles, tales como cartuchos ZIP,
discos ópticos y cintas magnéticas.
© A medida que descendemos en la jerarquía de memoria, disminuye el coste por bit.
aumenta lacapacidad y crece el tiempo de acceso. Sería deseable poder utilizar sólo la
memoria más rápida, pero al ser la más costosa, se llega a un compromiso entre tiempo
de acceso y coste, empleando más cantidad de memoria más lenta. La estrategia a seguir
consiste en organizar los datos y los programas en memoria de manera que las palabras
de memoria necesarias estén normalmente en la memoria másrápida.
© En general, es probable que la mayoría de los accesos futuros a la memoria principal, por
parte del procesador, sean a posiciones accedidas recientemente. Por eso, la cache
retiene automáticamente una copia de algunas de las palabras de la DRAM utilizadas
recientemente. Si la cache se diseña adecuadamente, la mayor parte del tiempo el
procesador solicitará palabras de memoria que están ya en lacache.

Memoria interna 93

L

as memorias de los computadores, aunque parezcan concepíualmente sencillas, presentan tal vez la más amplia diversidad de tipos, tecnología, estructura, prestaciones y
coste, de entre todos los componentes de un computador. Ninguna tecnología es óptima
para satisfacer las necesidades de memoria de un computador. En consecuencia, un computador
convencional estáequipado con una jerarquía de subsistemas de memoria, algunos internos
(directamente accesibles por el procesador) y otros externos (accesibles por el procesador
mediante módulos de entrada/salida).
Este capítulo se centra en el estudio de la memoria interna, mientras que el Capítulo 5 se
dedicará a la memoria externa. Para comenzar, en la primera sección de este capítulo examinaremos característicasclave de las memorias de un computador. Después, veremos los
subsistemas de memoria principal semiconductora, incluyendo memorias ROM, DRAM y SRAM.
A continuación, analizaremos un elemento esencial de cualquier computador moderno: la
memoria cache. Después de esto, estaremos en condiciones de volver a la memoria DRAM para
examinar arquitecturas DRAM más avanzadas.

J

CARACTERÍSTICAS DE LOSSISTEMAS DE MEMORIA
El complejo tema de las memorias es más abordable si clasificamos los sistemas de memoria
según sus características clave. Las más importantes se listan en la Tabla 4.1.
El término ubicación, que aparece en la Tabla 4.1, indica si la memoria es interna o externa al
computador. La memoria interna suele identificarse con la memoria principal. Sin embargo, hay
además otras formas de...