5.3.3  Memorias:  Montaje físico

§1  Sinopsis

Actualmente (2002) la memoria principal está constituida por un conjunto de chips montados sobre una tarjeta de circuito impreso PCB ("Printed Circuit Board"), que se inserta en zócalos especiales situados en la Placa-base y que se denomina módulo de memoria.  Por lo general los zócalos no están solos, se agrupan formando bancos, que se numeran empezando por el cero;  a su vez pueden existir varios bancos.

Los chips de memoria pueden ser de varias clases (que se muestran en la figura).  En los primeros equipos eran chips DIP ("Dual In-line Package") con dos filas de patillas a cada lado.  Este formato era sumamente popular cuando se instalaban los chips de memoria directamente en la placa-base (directamente soldados o en zócalos).

Los chips SOJ ("Small Outline J-lead") y TSOP ("Thin, Small Outline Package") no se montan en zócalos, van soldados directamente a los PCB de los módulos.  TSOP es con diferencia el más popular.

Como veremos a continuación existen varios tipos de módulos;  cada uno representa un estándar de alojamiento físico de memoria en la placa-base.  Este estándar define las características geométricas.  El resto de características, incluyendo las eléctricas pueden variar.

Nota:  Aunque la estructura física es de bancos, la estructura eléctrica es de una matriz de filas y columnas, en cada una de cuyas posiciones hay un byte (octeto).  La estructura lógica es un espacio único de direcciones numeradas, desde 0 al límite superior de la memoria existente.  Cada número corresponde a la dirección lógica de un octeto.

§2  SIMM

Un módulo de memoria bastante común es el SIMM ("Single In-line Memory Module").   Este módulo aloja varios chips de DRAM, y los hay de varios tipos, de 30 y 72 contactos, y se alojan en ranuras SIMM de la placa base, adoptando una posición perpendicular a esta [3].

Nota:  en realidad, puesto que los contactos están por ambas caras de la placa, estos módulos tienen 60 y 144 contactos respectivamente.  Aunque desde un punto de vista eléctrico sean solo la mitad, porque los de ambas caras están unidos entre sí.

Los módulos SIMM de 30 contactos permiten leer y escribir 8 bits (1 byte) en paralelo, por lo que si el procesador es de 32 bits (4 bytes) y utiliza SIMM de 30 contactos, cada banco debe tener 4 módulos (esta es una configuración común en las placas que utilizan estos módulos).

Por su parte, los SIMM de 72 contactos permiten acceder a 32 bits (4 bytes) en paralelo.  Si se tiene una máquina de 32 bits, por ejemplo, un Intel 80486 o el Motorola 68040, se necesita un solo SIMM de 72 contactos por banco (en cambio se necesitarían 4 módulos SIMM de 30 contactos por banco para proporcionar 32 bits de datos cada vez).

§2.1  Identificación de los SIMM

Los SIMM se identifican en términos de ancho y alto, en la forma A x B.  Contra lo que podría creerse estos valores no indican sus dimensiones físicas, sino su capacidad y si dan soporte a la paridad.

En la tabla adjunta se muestran algunos ejemplos de los SIMM más populares de 30 y 72 contactos.  Observe que los que tienen paridad se identifican por el formato "x9" o "x36".  Esto se debe a que como se ha indicado ( 5.3.1), el mecanismo de paridad añade 1 bit por cada 8 bits de datos, de modo que los SIMM de 30 contactos, que proporcionan 8 bits por ciclo, deben proporcionar en realidad 9.  Por su parte, los de 72 contactos, que proporcionan 4 octetos deben añadir 4 bits de paridad, por lo que en realidad proporcionan 36 bits.

§3  DIMM

Los módulos DIMM ("Dual in-line Memory Module") son parecidos a los SIMM, y están dotados de 168 contactos (84 por cara).  La diferencia es que los contactos de ambas caras no están unidos entre sí, y forman contactos separados.  Como puede fácilmente deducirse, estos módulos proporcionan acceso paralelo a 64 bits de memoria, por lo que pueden dar servicio a placas con procesadores tipo Pentium II de Intel o IBM Power PC.

La imagen muestra un módulo DIMM de 168 contactos, con 16 MB de SDRAM, junto con un antiguo chip DIL de 16 contactos con 2 KB de DRAM.

§4  SO DIMM

El SO DIMM ("Small Outline Dual in-line Memory Module") es un tipo de DIMM de perfil pequeño.  Ha sido diseñado para ordenadores en los que se dispone de poco espacio, por ejemplo "laptops" y portátiles.  Aunque conserva los 168 contactos de las DIMM normales, sus dimensiones han sido reducidas a 66 x 25 mm.  En la figura adjunta se muestra un módulo SO DIMM de 5 V. y 16 MB.

§5  DIMM DDR

Las nuevas memorias DDR vienen montadas en módulos DIMM un tanto especiales que no son compatibles con los DIMM SDRAM que se utilizan actualmente (2002).  Los nuevos DIMMs DDR vienen con 184 contactos en lugar de los 168 utilizados por los DIMM SDRAM.   El módulo parece idéntico a las antiguas SDRAM, pero como puede verse en la figura adjunta, tienen solo una ranura en lugar de las dos que aparecen en los DIMMs SDRAM.

La nomenclatura oficial es algo confusa.  Originalmente fue PC200 para la DDR-SDRAM que opera en un bus a 100 MHz (el 200 es porque utiliza ambos flancos), y PC266 para el bus de 133 MHz.  Después que Rambus utilizara las designaciones PC600, PC700 y PC800 para sus módulos RDRAM, que "suena" como algo más rápido que PC200 o PC266 (aunque no lo sean),  la industria de memorias utilizó las designaciones PC1600 y PC2100.   Observe que mientras la numeración utilizada en PC200 y PC266 se refiere a las velocidades reales de reloj en las transferencias, PC1600 y PC2100 se refieren a las velocidades máximas (de pico) en MBps.  Por tanto, PC200 es lo mismo que PC1600 (64 bit * 2 * 100 MHz = 1600 MBps); y PC266 es igual que PC 2100 (64 bit * 2 * 133 MHz = 2133 MBps).

§6  Memorias propietarias

Son módulos de memoria de diseño específico para algún ordenador o fabricante particular.  Tienen el inconveniente de que en caso de avería o ampliación, deben ser adquiridas directamente al fabricante del ordenador.  Este tipo de memoria no es frecuente en ordenadores de escritorio ("Desktops").  Es más frecuente en portátiles; "Palmtops"; "Handhelds", etc.

§7  Refrigeración de la memoria

Aunque los perfeccionamientos tecnológicos han permitido disminuir el consumo, la disminución paralela de su tamaño y el incremento de su velocidad de funcionamiento, han propiciado la aparición de problemas de calentamiento en los módulos de memoria.  Algo que no ocurría en los primeros modelos, donde la superficie específica de las mismas (cm²/bit) era alta.  Como consecuencia, de un tiempo a esta parte (2004), se han introducido elementos de refrigeración en los módulos DIMM que aparecen como una superficie metálica que cubre ambos laterales.  Aunque algunos tipos de memoria solo montan chips en una de sus caras, la lámina metálica, que está en contacto con los chips, se prolonga hasta la cara opuesta. Su misión es aumentar la superficie de refrigeración y ayudar a disipar el calor producido.

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[3]  He visto algunas placas (raras) con los módulos inclinados oblicuamente.  En los portátiles la posición suele ser paralela a la placa-base, con el fin de disminuir el grosor (altura) del conjunto.