Reparación de Ordenadores

La memoria utilizada para la caché es la estática. La memoria caché es aquella que acelera los procesos repetitivos del sistema, lista memoria es mucho más veloz que la RAM y está en contacto directo con el CPU. La memoria caché trabaja en el orden de los 13 a 4 nanosegundos, la memoria RAM, entre 70 y 50 nanosegundos. Las más conocidas son la interna ó primaria (Cache de nivel 1 – Level 1) y la externa o secundaria (Cache de nivel 2 – Level 2).

Existen tres tipos diferentes de tecnologías: Async SRAM (RAM estática asíncrona), sync SRAM (RAM estática síncrona) y la PB SRAM (RAM estática a ráfagas y “pipelined”).

TECNOLOGÍAS DE MEMORIA CACHE

SRAM ASINCRONAS (ASYNC SRAM): Apareció en las computadoras X0386. En aquellos tiempos era suficientemente veloz, pero aún así recibe el nombre de asíncrona por que no era capaz de seguir la frecuencia de bus, con la que el microprocesador debe esperar (aunque menos que al acceder a la memoria principal). Se utilizaban memorias de velocidades entre 20 y 12 ns.

SRAM SÍNCRONA (SYNC SRAM): Este tipo de memoria se diferencia del anterior en que si es capaz de funcionar en sincronización con el bus. Es el más rápido cuando la frecuencia del bus es igual o inferior a 66 MHz. Para la industria, resulta demasiado costoso producir memorias que sigan este ritmo por encima de los 66 MHz, y es necesario introducir estados de espera. Es posible obtener memorias de velocidades entre 8.5 y 12 ns.

PB SRAM: Recibe este nombre porque puede realizar tareas de entrada y salida de información en paralelo. La PSRAM ofrece un pequeño decremento el velocidad respecto a la SRAM síncrona cuando la frecuencia del bus es menor o igual a 66 MHz; pero es mucho más rápida cuando esta velocidad aumenta, lo que lo hace ideal para los modernos sistemas. Es posible encontrar estas memorias con velocidades entre 4 y 8 ns.

Como se puede observar en las memorias Cache hay dos características temporales importantes. El tiempo de acceso, que es el tiempo que se tarda en realizar una escritura o una lectura, y el tiempo de ciclo, que es el tiempo que pasa desde que se inicia un acceso hasta que se puede iniciar el siguiente. El tiempo de ciclo suele ser ligeramente superior al tiempo de acceso, pero los dos están relacionados.

¿Qué debo tener en cuenta para seleccionar una memoria cache?

Velocidad de nuestro bus

Si nuestro bus es “lento”, 66 MHz, la mejor opción es la Sync SRAM. En caso contrario (a partir de 75 MHz), se nota la mejora de la Pipelined Burst SRAM.

Tiempo de acceso

Por supuesto, cuanto menor sea, mejor. Un tiempo de acceso de 4.5 ns es el ideal, pero si la velocidad de bus es baja, entonces se podría formar un cuello de botella y no servir.

Capacidad

Lo habitual es que los computadores sean servidos con 256Kb o 512Kb de memoria caché. Estudios de prestaciones han demostrado que hay poca diferencia entre ambos; y que aumentarla sirve de poco. Esta afirmación hay que tomarla con cautela: es obvio que si ponemos 64Mb de caché, podríamos usarlo como memoria principal, y todo iría más rápido, pero no estamos hablando de memoria rápida usada como memoria principal, sino usada como cache. En una computadora de debe tener como memoria cache una Sync SRAM, 10 ns; aunque lo recomendado seria una PB SRAM, 4.5 ns

CACHE NIVEL 1

El cache de nivel 1 (Level 1) es una memoria incluida dentro del chip microprocesador, para el caso de la Pentium, tiene un tamaño de 16 Kbytes; formando parte de él, con el objetivo de acelerar al máximo la transferencia entre el microprocesador y la memoria. Con esta arquitectura se consigue que el tiempo de acceso se reduzca a un ciclo de reloj del procesador. También con el objetivo de aumentar la tasa de aciertos, se puede encontrar que la memoria de nivel 1 se encuentra dividida en dos memorias, una para datos y otra para código.

El Cache de nivel 1 está formado por memoria estática (SRAM). Las características más importantes de este tipo de memoria son su bajo tiempo de acceso y su alto costo.

CACHE NIVEL 2

Las memorias caché de segundo nivel (L2) es una muy rápidas llamadas SRAM, que se coloca entre la memoria principal y la CPU y almacena los últimos datos transferidos; pero su tamaño es superior al de las memorias del nivel 1. La tendencia actual es, con los mismos objetivos que en el nivel 1, incluir estas memorias dentro del chip microprocesador, aunque no forman parte del mismo, sino que se encuentra dentro del mismo encapsulado, conectadas al microprocesador mediante un bus propio. Sin embargo, su tamaño puede hacer inviable su inclusión dentro del mismo encapsulado. En estos casos, el caché de nivel 2 suele estar conectado al bus de memoria o sistema.

Esta memoria cache nivel 2 la encontramos en el Maniobrad, ya sea en chips sueltos (originalmente), o en los actuales módulos Pipelined Burst. Su Tamaño va desde 256 KBytes hasta los 512 Kbyte o 1 Mbyte.

Cabe señalar que ésta última, va con la mano con la memoria RAM, es decir, si tenemos 64 Kbytes de memoria Caché secundaria en nuestro Mainboard, solamente será efectiva hasta los 8 Mbytes de RAM, con 128 Kbytes, hasta los 16 Mbytes, con 256 Kbytes hasta los 32 Mbytes, y con 512 Kbytes, hasta los 64 Mbytes.

CACHE NIVEL 3

Se encuentra en algunas placas base (motherboards), procesadores y tarjetas de interfaz. El microprocesador de Intel Itanium trae contenida en su cartucho al nivel L3 que soporta un tamaño hasta de 4 MB, y el Itanium 2 soporta hasta 6 MB de caché L3.

CACHE NIVEL 4

Se encuentra ubicado en los periféricos y en algunos procesadores como el Itanium de Intel.