Interfaces de almacenamiento

Un disco duro es un dispositivo magnético que almacena todos los programas y datos de la computadora. Se comunican con la computadora a través del controlador de disco empleando una interfaz estandarizado los mas comunes hoy en dia son IDE, SCSI ,Sata, Sata II y SAS.

El disco duro IDE, es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información a altas velocidades por medio de pequeños electro-imanes (también llamadas cabezas de lectura y escritura), sobre un disco cerámico recubierto de limadura magnética. Los discos cerámicos vienen montados sobre un eje que gira a altas velocidades. El interior del dispositivo esta totalmente libre de aire y  de polvo, para evitar choques entre partículas y por ende, pérdida de datos, el disco permanece girando todo el tiempo que se encuentra encendido. Fue desarrollado y presentado por la empresa IBM en el año de 1956.

Un disco duro SATA, es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información con altas velocidades por medio de pequeños electro imanes  (también llamadas cabezas de lectura y escritura), sobre un disco cerámico recubierto de limadura magnética. Los discos cerámicos vienen montados sobre un eje que gira a altas velocidades. El interior del dispositivo esta totalmente libre de aire y  de polvo, para evitar choques entre partículas y por ende, pérdida de datos, el disco permanece girando todo el tiempo que se encuentra encendido. En la actualidad los discos han sido remplazados en el mercado por discos duros SATA 2.

Características:

• Frontal Side Bus (FSB) o transporte frontal interno determina la la velocidad de transferencia de datos del disco duro. e mide en MegaBytes/segundo (MB/s) y es denominado también "Rate". Para discos duros IDE puede estar entre 66 MB/s, 100 MB/s y 133 MB/s. y en discos duros SATA es de 150 MB/s. Este dato en discos duros SATA puede estar entre 5200 RPM hasta 7200 RPM. 
• Revoluciones por minuto (RPM) este valor determina la velocidad a que los discos internos giran cada minuto. Su unidad de medida es: revoluciones por minuto (RPM). Este dato en discos duros IDE puede ser 4800 RPM, 5200 RPM y hasta 7200 RPM. 
• Capacidad del disco duro IDE La capacidad del total de Bytes ó símbolos que es capaz de almacenar un disco duro. Su unidad de medida básica es el Byte, pero actualmente se utiliza el GigaByte (GB). Para discos duros IDE este dato puede estar entre 10 MegaBytes (MB) hasta 750 GB. En la actualidad podemos encontrar discos duros con capacidades entre 80 GigaBytes (GB) hasta 8 TeraByte (TB).
• Tamaño: 2.5" para discos duros internos para computadoras portátiles y 3.5 pulgadas para discos duros internos para computadora de escritorio. 

Small Computers System Interface (SCSI) Sistema de Interfaz para Pequeñas Computadoras, es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos del bus de la computadora.

En el pasado, era muy popular entre todas las clases de ordenadores. Actualmente sigue siendo popular en lugares de trabajo de alto rendimiento, servidores, y periféricos de gama alta.

Puede depender de una tarjeta controladora SCSI para trabajar y ser instalados, también puede necesitar cable para datos de 40, 50, 68 ú 80 conectores, dependiendo el modelo. Algunos modelos tienen la característica denominada "Hot Swappable", lo que significa poder conectarlo y desconectarlo sin necesidad de apagar la computadora.

Las llamadas tarjetas controladoras SCSI, de las cuáles depende algunas veces, no es más que una tarjeta de expansión tipo ISA ó PCI, que permite interconectar el disco duro con la tarjeta principal ello porque al no ser tan popular, no viene soportado en las tarjetas principales comerciales. El disco duro SCSI tiene una medida estándar que es de 3.5 pulgadas para computadora de escritorio.

El disco duro o disco rígido

El disco duro, también denominado como disco rígido, es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil (porque los contenidos almacenados no se pierden aunque no se encuentre energizado) y que emplea un sistema de grabación magnético para guardar los datos digitales.

El disco duro consiste de uno o varios platos o discos rígidos unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada, en tanto, sobre cada plato y en cada una de sus caras, se encuentra situado un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.

Las características que presenta un disco duro son: tiempo medio de acceso (el tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado), tiempo medio de búsqueda (tiempo que tarda el disco en situarse en la pista deseada), tiempo de lectura/escritura (el tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir una nueva información), latencia media (tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado), velocidad de rotación (revoluciones por minuto de los platos) y tasa de transferencia (velocidad con la cual traslada la información a la computadora).

Los discos duros en la actualidad admiten distintos tipos de conexión: IDE, SCSI, SATA y SAS. En el mercado podemos encontrar discos duros en distintas medidas: 8 pulgadas, 5,25 pulgadas, 3,5 pulgadas, 2,5 pulgadas, 1,8 pulgadas, 1 pulgada y 0,85 pulgadas.

DDR3 SDRAM

DDR3 SDRAM (de las siglas en inglés, Double Data Rate type three Synchronous Dynamic Random-Access Memory) es un tipo de memoria RAM, de la familia de las SDRAM usadas ya desde principios de 2010.

Las memorias DDR3 SDRAM permite usar integrados de 1 GB a 8 GB, siendo posible fabricar módulos de hasta 16 GB, tienen 240 contactos, los DIMMs son físicamente incompatibles, debido a una ubicación diferente de la muesca.

El principal beneficio de instalar DDR3 es la posibilidad de hacer transferencias de datos más rápidamente, y con esto obtener velocidades de transferencia y de bus más altas que las versiones DDR2. Proporcionando significativas mejoras de rendimiento en niveles de bajo voltaje, lo que conlleva una disminución global del consumo eléctrico. La principal desventaja es que no hay una reducción en la latencia, la cual es proporcionalmente más alta.

En 2005, Samsung Electronics anunció un chip prototipo de 512 MB a 1.066 MHz (la misma velocidad de bus frontal del Pentium 4 Extreme Edition más rápido) con una reducción de consumo de energía de un 40% comparado con los módulos comerciales DDR2, debido a la tecnología de 80 nanómetros usada en el diseño del DDR3 que permite más bajas corrientes de operación y tensiones (1,5 V, comparado con los 1,8 del DDR2 ó los 2,6 del DDR). Dispositivos pequeños, ahorradores de energía, como computadoras portátiles quizás se puedan beneficiar de la tecnología DDR3.

En 2008, Kingston Technology lanzó los primeros módulos de memoria a 2GB de la industria, para plataformas Intel Core i7.

Tras una larga transición , propiciada también por la integración de controladores de memoria en los procesadores, DDR2 se ha quedado solo para equipos antiguos, mientras que DDR3 ha ido extendiéndose tanto en portátiles como en equipos de sobremesa y netbooks.

DDR SDRAM

DDR SDRAM (de las siglas en inglés Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory) es un tipo de memoria RAM, de la familia de las SDRAM usadas ya desde principios de 1970. Su primera especificación se publicó en junio de 2000.

Fueron primero adoptadas de sistemas equipados con procesadores AMD Athlon. Intel con su Pentium 4 en un principio utilizó únicamente memorias RAMBUS, más costosas. Ante el avance en ventas y buen rendimiento de los sistemas AMD basados en DDR SDRAM, Intel se vio obligado a cambiar su estrategia y utilizar memoria DDR, lo que le permitió competir en precio. Son compatibles con los procesadores de Intel Pentium 4 que disponen de un front-side bus de 64 bits de datos y frecuencias de reloj internas que van desde los 200 a los 400 MHz.

DDR permite a ciertos módulos de memoria RAM compuestos por memorias síncronas (SDRAM), disponibles en encapsulado DIMM, la capacidad de transferir simultáneamente datos por dos canales distintos en un mismo ciclo de reloj. Los módulos DDR soportan una capacidad máxima de 1 GiB (1 073 741 824 bytes). Una de sus características es que solo tiene una muesca, y cuenta con 184 terminales de color dorado. Esta memoria opera con 2,5 voltios.

No todas las placas base soportan un diseño de una única muesca de DDR RAM y algunos sólo pueden soportar tipos específicos como PC 2700 o inferior. Un módulo DDR RAM más rápido seguirá funcionando con una placa base no compatible pero sólo funcionará a una velocidad menor. La mayoría de las placas base sólo pueden manejar entre 2 y 4 módulos DDR RAM, así que insertar módulos adicionales no aumentará realmente las velocidades.

Tipos de Memoria RAM

DRAM las siglas provienen de ("Dinamic Random Access Memory") ó dinámicas, también llamada RAM esta organizada en direcciones que son reemplazadas muchas veces por segundo, debido a que sus chips se encuentran construidos a base de condensadores (capacitores), los cuáles necesitan constantemente refrescar su carga (bits) y esto les resta velocidad pero a cambio tienen un precio económico. Esta memoria llegó a alcanzar velocidades de 80 y 70 nanosegundos (ns), esto es el tiempo que tarda en vaciar una dirección para poder dar entrada a la siguiente, entre menor sea el número, mayor la velocidad, y fué utilizada hasta la época de los equipos 386.

SRAM:  las siglas provienen de ("Static Random Access Memory") ó estáticas, debido a que sus chips se encuentran construidos a base de transistores, los cuáles no necesitan constantemente refrescar su carga (bits) y esto las hace sumamente veloces pero también muy caras. Esta memoria funciona como su nombre lo indica, se sincroniza con el reloj del procesador obteniendo información en cada ciclo de reloj, sin tener que esperar como en los casos anteriores. La memoria SDRAM puede aceptar velocidades de BUS de hasta 100Mhz, lo que nos refleja una muy buena estabilidad y alcanzar velocidades de 10ns. Se presentan en módulos DIMM, y debido a su transferencia de 64 bits, no es nesesario instalarlo en pares. El término memoria Caché es frecuentemente utilizada pare este tipo de memorias, sin embargo también es posible encontrar segmentos de Caché adaptadas en procesadores, discos duros, memorias USB y unidades SSD.

SWAP: La memoria virtual ó memoria Swap ("espacio de intercambio") no se trata de memoria RAM como tal, sino de una emulación (simulación funcional), esto significa que se crea un archivo de grandes dimensiones en el disco duro ó unidad SSD, el cuál almacena información simulando ser memoria RAM cuándo esta se encuentra parcialmente llena, así se evita que se detengan los servicios de la computadora.

Este tipo de memoria se popularizó con la salida al mercado de sistemas operativos gráficos tales como MacOS de Macintosh (actualmente Apple) ó Windows de Microsoft, debido a que la memoria instalada en la computadora es regularmente insuficiente para el uso de ventanas, aunque al parecer el sistema operativo UNIX lo utilizaba de manera normal antes que sus competidores.

En los sistemas operativos Microsoft Windows Vista/Microsoft Windows 7, con el software ReadyBoost y en  Microsoft Windows XP con ayuda de algunas utilidades como EBoostr, es posible utilizar un archivo de intercambio (Swap) en memorias USB e incluso en memorias SD, MemoryStick, etc., que permiten aumentar la velocidad del equipo. Básicamente no debe ser menor a 256 MB la capacidad disponible del dispositivo, tener una velocidad alta de transmisión de datos y asignarse del siguiente modo:

a) Mínimo: (Total de RAM) + (1/2 Total de RAM)

b) Máximo: 3x(Total de RAM)

Ejemplo: Si tengo 1 GB en RAM, debo tener mínimo (1 GB + 0.5 GB)= 1.5 GB, y máximo 3x(1 GB)= 3 GB.

RAM (Random Access Memory)

La sigla RAM en inglés significa "Random Access Memory" y se traduce como "Memoria de Acceso Aleatorio" o, en algunos casos, "Directo". Una memoria de este tipo es una pieza que se compone de uno o más chips y que forma parte del sistema de un ordenador o computadora.

La característica diferencial de este tipo de memoria es que se trata de una memoria volátil, es decir, que pierde sus datos cuando deja de recibir energía. Típicamente, cuando el ordenador es apagado. Así, se distingue de otras memorias, como la ROM, que tiene la propiedad de almacenar información independientemente de las condiciones de energía disponibles.

Se denominan «de acceso aleatorio» porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder (acceso secuencial) a la información de la manera más rápida posible.

Durante el encendido de la computadora, la rutina POST verifica que los módulos de RAM estén conectados de manera correcta. En el caso que no existan o no se detecten los módulos, la mayoría de tarjetas madres emiten una serie de sonidos que indican la ausencia de memoria principal. Terminado ese proceso, la memoria BIOS puede realizar un test básico sobre la memoria RAM indicando fallos mayores en la misma.

La memoria RAM, entonces, es un dispositivo que se utiliza para el manejo de datos e información permitiendo el funcionamiento del Sistema operativo y aplicaciones, una vez, apagado o interrumpido el funcionamiento del sistema, la información se pierde, ya que a menudo no se trata de archivos o datos guardados por su relevancia, sino simplemente de datos necesarios para el desempeño del software en cuestión.

Una memoria RAM puede tener diversos tamaños expresados en MegaBytes o GigaBytes y, de esta manera, permitir usos de menor o mayor nivel. Por ejemplo, la simultaneidad en el uso de varios programas, o bien, el incremeneto en la velocidad de conexión o de funcionamiento del ordenador.

Memoria RAM

La expresión Memoria RAM se utiliza frecuentemente para describir a los módulos de memoria utilizados en las computadoras personales y servidores.

La RAM es solo una variedad de la memoria de acceso aleatorio: las ROM, memorias Flash, caché (SRAM), los registros en procesadores y otras unidades de procesamiento también poseen la cualidad de presentar retardos de acceso iguales para cualquier posición.

Los módulos de RAM son la presentación comercial de este tipo de memoria, que se compone de circuitos integrados soldados sobre un circuito impreso independiente, en otros dispositivos como las consolas de videojuegos, la RAM va soldada directamente sobre la placa principal.

La memoria y el procesador son sin duda los dispositivos más importantes de cualquier PC. Mientras el micro es el cerebro encargado de ejecutar las aplicaciones e interactuar con toda clase de periféricos, la memoria es la encargada de guardar y almacenar toda la información con la que trabajas.

El procesador por desgracia no puede contener en su interior todos los datos con los que estás trabajando en un determinado instante. Por ello necesitas de una memoria que se encargue de tenerlos todos preparados y dispuestos para actuar sobre ellos.

Si lo miramos desde el punto de vista físico tenemos los siguientes dispositivos:

El disco duro es el elemento del sistema de memoria de un PC más alejado del procesador. Esto significa que es el de mayor tamaño pero también el que se tarda más tiempo en acceder. Se encarga por tanto de almacenar la información aunque el equipo este desconectado. Los discos duros SSD están muy de moda debido a que son más silenciosos, rápidos y consumen menos que los convencionales, su único inconveniente es que son más caros.

El disco duro es muy grande pero demasiado lento como para almacenar los datos y programas con los que estas trabajando. Así la memoria RAM es aquella donde se encuentran los programas y datos que usas en un determinado momento. En ciertas operaciones la memoria RAM es más de mil veces más rápida que un disco duro.

Los siguientes elementos los encontramos integrados dentro del procesador:

La memoria RAM es muy rápida pero el procesador muchas veces necesita más datos de los que esta es capaz de darle. Lo puedes ver como un glotón que necesita ser alimentado con datos e instrucciones. Para acelerar el acceso a la memoria RAM se usa la Memoria Cache. Esta se encuentra estructurada en niveles.

En los registros donde se realizan finalmente las operaciones. Su tamaño es por tanto el más reducido y podemos hablar de tiempo de acceso inmediato.