Tecnologías de Memoria: Soporte Sólido, Volátiles y No Volátiles

Tecnologías de Memoria: Soporte Sólido

Memorias Volátiles: Mantienen la información sólo mientras estén alimentadas. Las celdas de almacenamiento se basan en biestables (transistores realimentados) o en condensadores (que se terminan descargando).

Tipos

- SRAM (“Static RAM”). Requieren alimentación. Almacena en un biestable. Tiempos de acceso muy cortos (10ns).DRAM (“Dynamic RAM”). Requieren alimentación. Almacena en condensador. Requiere refresco periódico de los datos. Tiempos de acceso de 60ns. Se usan preferentemente como memoria interna de los equipos.No Volátiles (tipo ROM y variantes) Mantienen la información incluso sin estar alimentadas. Son más caras y de peores prestaciones que las volátiles. Almacenan modificando alguna propiedad física del material de la celda, como su estado de carga (campo eléctrico) o sus propiedades magnéticas. El tiempo de escritura es bastante mayor que el de lectura, requiriendo un borrado de las celdas previo a la nueva escritura.

Tipos

De solo una grabación: ROM, PROM. De múltiples grabaciones: - EPROM (Erasable Programmable ReadOnlyMemory). Se borra entera con luz UV - EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM). Se borra byte a byte. FLASH: variante EEPROM que lee/borra por bloques. Más barata que EEPROM y permite mayor integración.

Tarjetas de Memoria

: Tarjeta SD: Desarrolladas por Panasonic en la década de los 90 como evolución del sistema MMC (Multimedia Card) al que se le integraba un sistema de cifrado ‘secure’ desarrollado por Toshiba-La velocidad mínima de transferencia viene definida por la “CLASE” de la tarjeta, de manera que una tarjeta asegura una transferencia de tantos MBps como el valor de su clase. Clase 2 ofrece 2 MBps y clase 10 mínimo de 10 MBps.

Evoluciones

: - Las versiones SDHC (High Capacity) alcanzan 128 GB. - Las más recientes SDXC (Xtended Capacity) elevan su capacidad hasta los 2 TB. - Otras evoluciones son las versiones de tamaño reducido MiniSD y MicroSD.

Soporte Magnético: Disco Duro

: Físicamente está compuesto por varios discos apilados recubiertos de material ferromagnético. El sistema de cabezas se mueve al unísono y operan secuencialmente: cilindro. Internamente la estructura del disco se divide en: - cilindros, pistas y sectores. La información en el canal (en el disco) se estructura, a nivel lógico, como un conjunto de sectores. El Sector es el bloque de datos mínimo que se escribe o se lee. El tamaño del sector solía ser de 512 bytes de datos de usuario, aunque puede ser hasta 64kB. Depende del Sistema Operativo que formatea el disco. El sector 0 corresponde al primer sector de la primera cabeza del cilindro más externo. El mapeo (asignación y ordenación de sectores): - CHS: cilindro‐cabeza‐sector. Es el original. Se incrementaba primero por número de sector, luego por cabeza y finalmente por cilindro. - LBA: “Logic Block Address”. Se numeran consecutivamente todos los sectores del disco. Es el método actual. Un disco duro, en principio, tiene igual número de sectores en cada pista, por lo que la longitud ocupada por un sector es distinta en cada pista, aunque la cantidad de datos sea la misma por sector. Tecnología ZBR (“Zone Bit Recording”): - Tiende a igualar la longitud ocupada por un sector en todas las pistas. - Se aprovecha la densidad de grabación. - Al ser CAV, se tiene mayor Rb de trabajo en las pistas externas que en las internas (mismo tiempo por giro, más sectores y más bits. - El Rb máximo en lectura magnética depende de la velocidad lineal entre la cabeza y la pista. En discos CAV, esta es mayor en las pistas externas que en las internas. La ZBR aprovecha esto. Las velocidades típicas son: 5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm. A mayor velocidad de giro: Mayor Rb puede conseguirse en las pistas y menor tiempo de latencia en los saltos de búsqueda. La información que se graba/lee en los sectores son trozos de una trama lógica superior: “Archivo” o “Fichero&rdquo.

Sistemas RAID

: RAID 0 (Stripping): - Aumenta rendimiento pero no provee redundancia. Se dispone de múltiples discos (mínimo 2) y se aplica la técnica de distribución a nivel de bloques o “chunks”. Varios discos se usan como si fueran 1 solo. El Sistema de Archivos es único. RAID 1 (Mirroring): - Se aplica únicamente la técnica de espejo. Lo datos se graban repetidos en dos discos duros. RAID 3: - Genera códigos de redundancia y utiliza uno de los discos, separado, para almacenar esa información. - En la lectura, si hay error, se identifica y se corrige. - Se requieren al menos 3 discos para implementarlo: dos para datos y uno para paridad. Idóneo para aplicaciones que requieran la transferencia con alto Rb, de grandes cantidades de datos, secuencialmente, por ejemplo audio y video. RAID 5: - En lugar de almacenar el bloque de paridad en un único disco, se almacena de forma distribuida en los discos de datos. - Mejor comportamiento para aplicaciones que requieren la lectura/escritura simultánea de muchos ficheros distintos (“Request‐Rate Intensive Scenario”) RAID 0+1: - Combina las prestaciones de RAID 0 y RAID 1. - Sistema implementado como una tabla distribuida por bloques. Cada dispositivo que contiene un bloque, a su vez contiene un dispositivo redundante (RAID 0). Si un disco falla, anula la distribución, y se pasa a utilizar la distribución en el espejo (RAID 1).

Soportes Ópticos: DVD

: Todos los formatos DVD organizan los datos por sectores y siguiendo estructura de archivo estandarizado. Los sectores son de 2KB de usuario. La pista es única, en espiral. El soporte es CLV por lo que el régimen binario de lectura/escritura es constante y los sectores ocupan el mismo espacio. El Sistema de Archivos es UDF (Universal Disc Format). Existen diversas variantes del soporte según la capacidad de ser grabado. – DVD‐Video: Específico para vídeo SD. Incorpora codec MPEG‐2 para vídeo y audio. Incluye máquina de navegación de menús con software en el disco para controlarla. El soporte funciona a velocidad 1.5x para adecuarse al régimen binario requerido para películas de la industria del cine. Ha sustituido con éxito al VHS en usos de consumo. DVD‐Audio: Específico para audio de muy alta calidad, superando al CD. Se maneja audio multicanal sin comprimir con frecuencias de muestreo de 96 kHz o 192 kHz y hasta 24 bits. Un disco DVD se divide en cuatro zonas: - BCA(Burst Cutting Area): Es un código de barras grabado por láser de alta potencia que contiene hasta 188 bytes de información que particulariza el disco. - LEAD IN: En la zona interior del disco. Contiene información sobre el disco y la grabación así como la clave de desencriptado. - ZONA DE DATOS y - LEAD OUT: Indica el final de la zona de datos.

Blue Ray

: Supone la continuación de la filosofía DVD, mejorándolo principalmente al reducir la longitud de onda del láser (uso de láser azul alrededor de 405 nm). Se disminuye el diámetro del haz (0.58 micras frente 1.32 del DVD), la longitud mínima del pit (0.149 micras) y el ancho de la pista (0.32 micras). La capa grabación está más cerca de la superficie (0.1mm). Aumenta capacidad total: Una capa: 25 Gbytes. Dos capas: 50 Gbytes. No hay “doble cara”. Adicionalmente, una mayor velocidad cabeza‐pista permite mayores regímenes binarios. La codificación de canal se mejora: - FEC RS con bloque de 64KB (DVD usa bloques ECC de 32KB) - Se añaden 32Bytes FEC frente a 16Bytes en DVD - Intercalado profundo (reparte códigos a mucha distancia) - Código de línea 1.7PP (Parity preserve/Phohibit Repeated Minimum Transition Runlength) en vez de EFMPlus, decodificado con PRML (Partial Response Maximum Likehood). El régimen binario del canal es de 98.4 Mbps y el régimen binario de usuario es de 54 Mbps.