Organizacion computacional evidencia 2

Nombre:

Matrícula:

Nombre del curso:

Organización computacional Nombre del profesor:

Módulo: 2

La arquitectura de sistemas de memoria y periféricos, GPUs y HPC Actividad:

Evidencia 2

Fecha:

Bibliografía:

Recuperado de https://www.quora.com/What-does-RAM-frequency-signify

Recuperado de http://www.hardwaresecrets.com/understanding-ram-timings/

Glen, J. (2012). Introducción a la computación (11ª ed.). México: Pearson.

Nvidia Corporation. (2016). Kepler: La arquitectura de HPC más rápida del mundo. Recuperado de http://www.nvidia.es/object/nvidia-kepler-es.html

Objetivo:

Comparar y comprender la jerarquía de memoria, los tipos, características y los parámetros que se miden para determinar su rendimiento.

Comprender y definir la memoria principal, su clasificación y características.

Comprender y definir la memoria cache, su uso, niveles y funciones.

Conocer las velocidades y capacidades de las diferentes memorias conforme la jerarquía.

Comprender la importancia en las memorias de la latencia, tiempo de ciclo ancho de banda y entrelazado.

Saber comparar entre distintos dispositivos periféricos para poder elegir el que mas se adapte a nuestra situación y necesidades.

Conocer las características del computo de alto rendimiento, sus aplicaciones y principales usos, así como las tendencias.

A continuación, presentamos un cuadro comparativo de los tipos de memoria, incluyendo la jerarquía, características y sus mediciones de rendimiento.

Memoria Jerarquía Características Mediciones de rendimiento

RAM > SRAM > de registros Nivel 1 Es la memoria en la que se alojan las instrucciones, direcciones y datos de la tarea que se va a ejecutar cada vez. Es volátil.

RAM > SRAM > cache Nivel 2 La memoria es muy rápida ya que se encuentra dentro del microprocesador. En esta memoria se mantienen los datos que se han accedido recientemente, se usa para almacenar datos de frecuente acceso para reducir el tiempo al no tener que “ir” por ellos hasta la memoria principal. Es volátil. Su capacidad de almacenamiento se mide actualmente en KBytes

RAM > DRAM > memoria principal Nivel 3 En la memoria principal es donde cargamos los programas y datos que estamos ejecutando. Actualmente se usan dispositivos de estado sólido, lo que hace que aunque no sean tan rápidas como la cache, siguen siendo mucho más rápidas que las de almacenamiento masivo. Es volátil. Actualmente lo que consideramos es su velocidad en MHz y su capacidad en GBytes.

Memoria secundaria o de almacenamiento masivo Nivel 4 Casi hasta debajo de la jerarquía de memoria esta la memoria secundaria, que es donde tenemos todos los datos y programas sin importar si se están utilizando o no. Pero que definitivamente los necesitamos tener a la mano para el momento en que queramos usarles. Considerando lo mencionado hasta ahora, este es el medio con las mayores capacidades, menor costo por byte y también los mas lentos. Es no volátil. Los mas comunes hoy en día son los discos duros y los de estado sólido; a ambos le medimos la velocidad de transferencia en MBps y la capacidad en GB o TB. A los hdd también les medimos las revoluciones.

Otros dispositivos de almacenamiento masivo Tenemos los dispositivos de almacenamiento a los que accedemos aún menos frecuentemente que a la memoria secundaria. Pueden pasar hasta años sin que accedamos a ellas y esto es también sin siquiera energizarlas. Estas pueden ser muy rápidas de estado sólido y medios magnéticos más lentos. Estos dispositivos de almacenamiento les medimos el rendimiento de forma general en velocidad de transferencia MBps y capacidad en GB o TB.

Un elemento que no se considera en la tabla es la latencia, esto es el tiempo que pasa desde que se emite una petición hasta que regresa con la información solicitada. No la incluimos por que la latencia es algo que debe ser considerado en todas las memorias, no quisimos ser redundantes con ese punto. La otra razón es que a pesar de ser un aspecto importante son muy pocas las personas que consideran ese punto a la hora de hacer evaluaciones.

Ahora, considerando el cuadro anterior habiendo tomado la información del material proporcionado por Tec Milenio y habiendo consultado también de forma directa “Glen, J. (2012). Introducción a la computación (11ª ed.). México: Pearson” reforzamos la información plasmada en el cuadro anterior.

Memoria principal

La memoria principal la podemos definir como la memoria de trabajo, es la información donde se cargan los programas y datos que se están ejecutando y se esperan usar en el futuro próximo, es como lo que pones sobre tu escritorio para trabajar, tienes la información ahí lista para tomarla y trabajar con ella, la sacas de tus cajones o archiveros al inicio del día, lo cual equivale a cuando arrancas el equipo y comienza a sacar los datos del disco duro y los carga a RAM (el disco duro son tus archiveros), cuando tomas una hoja o archivo para trabajar equivale a pasar datos a la memoria cache, los tienes en la mano y podrías no soltarlos para poder leer la hoja sin tener que encontrarla y levantarla del escritorio. Lo que pase en tu mente cuando lees o piensas en las soluciones, viene a ser las memorias de los registros, es lo que estas haciendo/procesando en ese momento.

El tamaño de la memoria principal es un factor determinante para la cantidad de programas que puedes ejecutar al mismo tiempo sin sacrificar velocidad por tener que pasarlo a la memoria secundaria. En ellas hay que considerar la longitud de palabra, que es la cantidad de bits a la que se accede por cada operación básica. Teniendo que su capacidad la medimos en # de palabras por longitud de palabras. Otro factor que considerar es la frecuencia de trabajo que nos indica que tan rápido puede llevar a cabo sus operaciones, considerando generalmente su reloj en MHz.

Memoria cache

La memoria cache es una memoria que se le provee a los microprocesadores con la finalidad de reducir el tiempo de carga de datos al procesador. Esto se logra sacrificando capacidad de memoria, lo que a su vez nos permite incrementar significativamente la velocidad de acceso a los datos. En la memoria cache se almacenan los datos a los que se han accedido más recientemente. Cuando el procesador necesita esos datos, primero revisa si existen en la cache, en caso positivo, se llevan al procesador desde la memoria cache, que esta dentro del mismo procesador, donde la latencia y tiempo de acceso son muy bajos, de esta manera no hay que ir hasta la memoria principal donde la velocidad es mayor debido a que su tamaño es mucho mas grande y la tecnología mas barata. La memoria cache es volátil y de tecnología SRAM.

Jerarquía de memoria

La jerarquía de memoria es la división de la memoria conforme a la frecuencia de su uso, dando prioridad a la memoria mas usada y restando prioridad a la memoria a la que se accede con menor frecuencia.

La memoria ideal sería la que tiene un costo por bit bajo, una capacidad muy alta y una velocidad de transferencia muy alta, pero en realidad una capacidad elevada decrece la velocidad de transferencia, para compensar habría que elevar el costo por bit… entonces con la jerarquía de memoria, lo que se hace es que la memoria de registros y la memoria cache, se tienen capacidades de almacenamiento muy bajas para poder alcanzar velocidades de transferencia muy elevadas, y son pequeñas por que el costo por bit es elevado, aquí es donde se guarda la información con que se esta trabajando al momento y la que se espera usar en el futuro próximo.

Luego tenemos la memoria principal, donde necesitamos tener cargados los programas y datos que se van a ejecutar, independientemente de si se esta operando con ellos en un instante dado o no.

Y finalmente están el resto de las memorias, que principalmente sirven para almacenar mientras que el equipo no esta energizado. Guardamos toda la información, desde esta memoria se copian los datos que se van a trabajar a la RAM, como a estos datos se accede muy poco, la velocidad es menos importante, y podemos prescindir en cierta medida de ella a fin de reducir el costo por bit y aumentar la capacidad en gran medida.

Es importante la baja latencia en las memorias por que de esa manera reducimos los tiempos por ciclo, lo que se traduce en una velocidad de transferencia menor.

En cuanto al ancho de banda, buscamos que sea el mayor posible. El ancho de banda se refiere a la cantidad de bits que se transfieren a la vez, por lo que, al tener un ancho de banda mayor, nos lleva a tener una velocidad final mayor a igualdad de las demás condiciones.

A continuación, obtenemos información del software “speccy” del equipo con el que se esta trabajando al momento de esta redacción, con el fin de llenar la tabla con las especificaciones de la memoria RAM y su explicación.

Reporte de memoria RAM por el software Speccy

Ranuras de memoria No.

Se refiere al total de ranuras que tiene el equipo de cómputo para memoria RAM Total de ranuras de memoria 2

Se refiere a cuantas ranuras están ya ocupadas por tarjetas de memoria Ranuras de memoria usadas 2

Se refiere a las ranuras de memoria principal que aún no se les ha insertado una tarjeta de memoria principal Ranuras de memoria libres 0

Memoria

Tipo

...