Memoria

Arquitectura
de Computadores
4. La Memoria
1. Jerarquía de la memoria
2. La memoria principal
3. Interconexión CPU-Memoria

Arquitectura de Computadores

La Memoria - 1

Continuando con la descripción de los componentes básicos de un ordenador, le toca el turno a la
memoria.
Comenzaremos mostrando la jerarquía de la memoria tal como se suele estructurar en los
ordenadores actuales,para, a continuación, pasar a describir con detalle las memorias de
semiconductores (o memoria principal), comentando sus características, tipos y organización, así
como la descripción de las patillas o pines que suelen presentar para su interconexión.
Seguidamente ofreceremos una visión completa de la interconexión entre un procesador MC68000
y algunos módulos de memoria.
Más adelante, seestudiará también la memoria caché, una memoria pequeña y muy rápida que se
ubica entre la memoria principal y la CPU, pero esto será en otro capítulo posterior.

Arquitectura de Computadores

La Memoria - 1

Jerarquía de Memoria

La Memoria

MEMORIA

CPU

Instrucciones

Rápida
Mucha Capacidad

Datos

Barata

Tiempo de acceso

Coste por bit

Capacidad

Coste por bitCapacidad

Tiempo de acceso

Arquitectura de Computadores

La Memoria - 2

La memoria es la parte del ordenador en la que se guardan o almacenan los programas (las
instrucciones y los datos). Sin una memoria de la que los procesadores leyeran o escribieran la
información, no habría ordenadores digitales de programa almacenado (como son todos los
actuales desde el EDVAC en 1945).
Poruna parte tenemos que la velocidad de ejecución de los programas es muy dependiente de la
velocidad a la que se pueden transferir los datos entre la CPU y la memoria. Por otra parte,
también es importante disponer de una gran cantidad de memoria, para facilitar la ejecución de
programas que son grandes o que trabajan con una gran cantidad de datos.
Por esto, idealmente, la memoria debería serrápida, grande y barata. Como cabría esperar, hay
un compromiso entre estas tres características de la memoria que mantienen las siguientes
relaciones:
• A menor tiempo de acceso → mayor coste por bit.
• A mayor capacidad → menor coste por bit.
• A mayor capacidad → mayor tiempo de acceso.

Arquitectura de Computadores

La Memoria - 2

…Jerarquía de Memoria

La Memoria

CapacidadRegistros

Coste por bit

Caché N1-N2

Tiempo de acceso
Frecuencia de acceso

Memoria Principal
Disco Magnético
Cinta Magnética

¿

Quién se ocupa
del transvase
entre memorias

Disco Óptico

?

Arquitectura de Computadores

- La CPU
- El S. O.
La Memoria - 3

De cara al diseñador el dilema está claro; le gustaría disponer de una tecnología de memoria que leproporcionara una
gran capacidad, tanto porque se necesita cantidad de memoria, como porque el coste por bit es pequeño. Sin embargo,
para conseguir buen rendimiento y velocidad se necesitan memorias de rápido acceso, que son de poca capacidad y
más caras.
La pirámide del gráfico superior, está construida por diversos tipos de memoria, de tal manera que a medida que se va
de arriba hacia abajo, sucedelo siguiente:
• Disminuye el coste por bit
• Aumenta la capacidad
• Aumenta el tiempo de acceso
• Disminuye la frecuencia de acceso a la memoria desde la CPU
La clave de la solución está en este último punto: la decreciente frecuencia de acceso. Esto simplemente quiere decir
que no se accede a todos los datos con la misma frecuencia; obviamente se accede más a los datos del programa enejecución que a los de uno que no se ejecuta desde hace un año; y de igual manera, en un momento dado se accede
más a los datos de una expresión que se está evaluando en ese preciso instante que a otros datos del programa.
En lugar de decidirnos por un único tipo o tecnología de memoria, lo que hay que hacer es construir una estructura con
una jerarquía de memoria en la que haya diversas...