Tema 3. La placa base. Cuestionario

Tema 3. La placa base.

Cuestionario.

1.- Las jerarquías de memoria se establecen sobre un principio básico ¿Cuál?

1. Más cara, más rápida.
2. Más rápida, más cerca del procesador.
3. Más grande, más lejos del procesador.
4. Más grande, más lenta.

2.- Para minimizar el tiempo de acceso a memoria en caso de fallo a caché deberemos:

1. Reducir el tamaño (longitud) de las líneas de caché.
2. Aumentar la frecuencia del bus de memoria.
3. Reducir el tiempo de acceso a la memoria principal.
4. Todas las anteriores, porque son compatibles y todas benefician.

3.- Los condensadores son el mejor componente para la construcción de memoria principal y los transistores para memoria caché. ¿Por qué?

1. Porque la memoria principal requiere grandes cantidades de memoria y fabricar condensadores es mas barato.
2. La caché requiere gran velocidad y los transistores son mas rápidos.
3. A y B son correctas.
4. El enunciado de la pregunta es incorrecto.

4.- ¿En que dos buses se desdobló el bus local? ¿Que comunican cada uno de ellos?

Se desdoblo en FSB (front Side Bus) y el BSB (Back Side Bus)

El front-side bus, también conocido por su acrónimo FSB (del inglés literalmente "bus de la parte frontal"), es el tipo debus usado como bus principal en algunos de los antiguos microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con elcircuito integrado auxiliar o chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel desde Nehalem, y desde hace más tiempo que estos primeros en los de AMD, se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransportrespectivamente.

Permite la conexión desde los dispositivos a la memoria cache externa a traves del puente norte.

En las computadoras personales de la segunda mitad de la década de 1990, el Back Side Bus (BSB, literalmente “bus trasero”, en contraposición al frontal o FSB) se refiere a la conexión entre un microprocesador y su memoria cacheexterna, en particular y comúnmente la de segundo nivel o L2 (en inglés, Level 2)1 . Dado que el concepto de BSB vino acomplementar al de FSB, las computadoras modernas utilizan una “arquitectura de bus dual” o, en la nomenclatura deIntel, Dual Independent Bus (DIB)

5.- Todos los diseños de memoria caché interna y externa tienen en común que:

1. Se estructuran en palabras.
2. Se estructuran en líneas y estas en palabras.
3. Se estructuran en bloques (como los clusters de los discos duros) estos en líneas y a su vez en palabras.

6.- ¿Por qué se estructuran los distintos buses del PC en una jerarquía?

1. Porque cada bus tiene unas necesidades de ancho de banda diferentes en función de su cercanía al procesador.
2. Para aplicar el principio de diseño “A mas grande, mas lento”.
3. Por compatibilidad con las placas base antiguas.

7.- Nombra un bus genérico y un bus dedicado.

Bus genérico:bus ISA .

Bus dedicado:Buses USB

8.- ¿Qué bus es mas crítico para el rendimiento del sistema?

1. Bus local
2. Bus de expansión
3. Bus IDE

9.- Ordenar de mayor a menor proximidad al microprocesador

1. Bus de memoria, IDE, PCI, ISA
2. Local, memoria, expansión, dedicados (excepto grafica)
3. AGP, PCI, ISA, VESA, Local

10.- Indica una situación en la que se vea la función del arbitraje de bus (Bus mastering)

En informática, bus mastering es una característica soportada por muchas arquitecturas de bus que permite a un dispositivo conectado al bus para iniciar operaciones. También llamada First-party DMA ("Primera parte del DMA"), para contrastar con Third-party DMA ("Tercera parte del DMA"), en realidad la situación es que el sistema controlador DMA hace la transferencia.

Algunos tipos de buses permiten a un único dispositivo (normalmente la CPU, o su proxy) iniciar las operaciones. La mayoría de las arquitecturas bus, incluyendo PCI, permiten múltiples dispositivos de bus master, ya que mejora considerablemente el rendimiento del objetivo general de los sistemas operativos. Algunos sistemas operativos de tiempo real prohíben que los periféricos se conviertan en bus master, porque el programador ya no puede arbitrar para el bus y, por tanto, no puede proporcionar determinadas latencias.

Mientras que bus mastering en teoría permite que un dispositivo periférico pueda comunicarse directamente con otro, en la práctica casi todos los periféricos dominan el bus exclusivamente para realizar la memoria principal del DMA.

Si múltiples dispositivos están habilitados para dominar el bus, tiene que haber un sistema de arbitraje para evitar que múltiples dispositivos intenten manejar el bus de manera simultánea. Un número de esquemas diferentes son usados para esto; por ejemplo, SCSI ha fijado una prioridad para cada SCSI ID. PCI no especificó el algoritmo a utilizar, dejando establecidas prioridades para la aplicación

Situación en la que se vea la función de este: La CPU y la Tarjeta gráfica necesitan comunicarse con la Memoria ram, el arbitro del bus decide según esa politica cual tiene prioridad.

11.- ¿Se puede mejorar el rendimiento de un dispositivo actuando únicamente sobre el controlador software (drivers)?

1. No
2. Solo combinándolo con una actuación sobre el controlador hardware.
3. No, solo combinándolo con una actuación sobre el interfaz del bus
4. Si

12.- ¿Qué elemento de una arquitectura de buses traduce la información que viaja por ellos cuando pasa de un bus a otro?

Esto se llama puente .

El Southbridge o puente sur, también conocido como Concentrador de Controladores de Entrada/Salida (I/O Controller Hub, ICH), es un circuito integrado que se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida y algunas otras funcionalidades de baja velocidad dentro de la tarjeta madre. El southbridge no está conectado a la CPU y se comunica con ella indirectamente a través del northbridge - Puente Norte.

La funcionalidad encontrada en los southbridges actuales incluye soporte para:

• Bus PCI
• Bus ISA
• Bus SPI
• System Management Bus ( SMBus )
• Controlador DMA
• Controlador de Interrupcciones
• Controlador IDE (SATA o PATA)
• Puente LPC
• Reloj en Tiempo Real - Real Time Clock
• Administración de potencia eléctrica APM y ACPI
• BIOS
• Interfaz de sonido AC97 o HD Audio.

El puente norte (en inglés northbridge) es el circuito integrado más importante del conjunto de chips (Chipset) que constituía el corazón de la placa base. Recibía el nombre por situarse en la parte superior de las placas base conformato ATX y por tanto no es un término utilizado antes de la aparición de este formato para computadoras de escritorio. También es conocido comoMCH (concentrador controlador de memoria) en sistemas Intel y GMCH si incluye el controlador del sistema gráfico.

Es el chip que controla las funciones de acceso desde y hastamicroprocesador, AGP o PCI-Express, memoria RAM, vídeo integrado (dependiendo de la placa) y Southbridge. Su función principal es la de controlar el funcionamiento del bus del procesador, la memoria y el puertoAGP o PCI-Express. De esa forma, sirve de conexión (de ahí su denominación de "puente") entre la placa madre y los principales componentes de la PC: microprocesador, memoria RAM y tarjeta de vídeo AGP o PCI Express. 

13.- Respecto al bus local consiste en:

1. La línea de datos conectada al microprocesador
2. La línea de direcciones conectadas al microprocesador
3. Las líneas de control
4. El conjunto de todos ellos

14.- ¿Podría homologarse un mismo bus local para todos los microprocesadores?

1. Si, pero no le interesa a los fabricantes
2. No porque se perdería mucho rendimiento
3. No porque el bus local esta conectado físicamente al microprocesador lo que lo hace ser dependiente del patillaje y del controlador del bus de este

15.- ¿Es el chipset en todas las placas iguales? ¿Cuáles son sus funciones?

Nos podemos encontrar en cada placa base un tipo de chipset distinto, los mayores fabricantes son Intel,Nvidia,Amd,Ati y Via. Los principales son Puente Norte y Puente Sur.

Un chipset (traducido como circuito integrado auxiliar) es el conjunto de circuitos integrados diseñados con base en la arquitectura de un procesador (en algunos casos, diseñados como parte integral de esa arquitectura), permitiendo que ese tipo de procesadores funcionen en una placa base. Sirven de puente de comunicación con el resto de componentes de la placa, como son la memoria, las tarjetas de expansión, los puertos USB, ratón, teclado, etc.

Las placas base modernas suelen incluir dos integrados, denominadospuente norte y puente sur, y suelen ser los circuitos integrados más grandes después de la GPU y el microprocesador. Las últimas placa base carecen de puente norte, ya que los procesadores de última generación lo llevan integrado.

El chipset determina muchas de las características de una placa madre y por lo general la referencia de la misma está relacionada con la delchipset.

A diferencia del microcontrolador, el procesador no tiene mayor funcionalidad sin el soporte de un chipset: la importancia del mismo ha sido relegada a un segundo plano por las estrategias de mercadotecnia.

16.- El arbitraje del bus (bus mastering) es necesario para:

1. El bus local
2. Para el bus PCI
3. Para el bus ISA
4. Para cualquiera de los anteriores ya que son buses compartidos

17.- ¿Qué bus es el responsable de la flexibilidad de la configuración y de la posible ampliación de la placa?

1. Bus local
2. Bus de expansión
3. Buses dedicados
4. Bus de memoria

18.- ¿Qué diferencia hay entre los distintos tipos de ranuras PCI en sus versiones 1.0, 2.0 y 2.1?

1. La anchura del bus
2. El voltaje
3. Las dos anteriores
4. Ninguna, todas las ranuras son iguales

19.- ¿Qué bus de los siguientes es el más alargado?

1. ISA 8 bits
2. ISA 16 bits
3. PCI 32 bits
4. AGP

20.- ¿Qué tipo de bus resulta más fácil de optimizar sin afectar al resto del sistema?

1. Un bus dedicado
2. Un bus genérico

21.- ¿Qué ventajas tiene una tarjeta grafica agp frente a otra PCI?

1. Permite transferencias en flanco de subida y flanco de bajada
2. Se sitúa mas cerca del procesador
3. Permite usar la memoria principal como almacenamiento de aplicaciones graficas y texturas

22.- La principal diferencia entre un bus agp 2x y 4x es:

1. 4x tiene frecuencia de reloj 266Mhz y el 2x 133Mhz
2. 2x responde en flanco subida - flanco bajada, mientras que 4x responde 4 veces por cada ciclo
3. El ancho de bus de 4x es 4 veces superior al del 2x.
4. Todas las anteriores son diferencias.

23.- La versión 8x del agp respecto a la 4x:

1. Duplica el ancho de bus
2. Duplica el multiplicador del reloj convirtiéndolo en 8x
3. Duplica el numero de zócalos en la placa base
4. Las 3 respuestas anteriores son correctas

24.- ¿Cómo era la memoria caché L2 en los microprocesadores Pentium II y III de tipo slot?

a) Integrada

b) Interna

c) Externa

25. ¿A que se debe el límite de memoria RAM accesible por los microprocesadores de 32 bits?

a) A que el bus de memoria tiene solo 32 líneas (ancho de bus).

b) A que el microprocesador solo puede trabajar con datos de 32 bytes.

c) A que la cantidad de bits de direcciones con la que opera el microprocesador es de 32 bits.

Cuestionario. MEMORIAS

1. De la siguiente lista de innovaciones de la memoria, señala cuáles de ellas han necesitado duplicar la anchura del bus de datos en su conexión al puente norte de la placa base: (1) de SIMM a DIMM, (2) De SDRAM a DDR. (3) De single-channel a dual- channel..

a) 1 y 2.

b) 1 y 3.

c) 2 y 3.

2. Supongamos 2 módulos de memoria Kingston Technology alojados en dos zócalos DIMM.

Los módulos son del tipo DDR2 SDRAM 667MHz (2x333MHz) de 1024Mbyte y están conectados en dual channel por lo que trabajan a un máximo teórico de …¿?

Los módulos son del tipo DDR2 SDRAM 667MHz (2x333MHz) de 1024Mbyte y están conectados en dual channel por lo que trabajan a un máximo teórico de 5.3GB/s .

3. ¿Cuáles fueron los primeros chipsets (tanto para microprocesadores Intel como AMD) que soportaban Dual Channel? Indica el año.

Busca un par de placas base para cada uno de dichos chipsets e indica los módulos de memoria DIMM que permiten.

Los primeros Chipset que permitian soportar Dual Channel, se crearon para los Intel Pentium III en Octubre del año 1999, denominados 840 (Carmel), admitian modulos de memoria PC800 RDRAM. Un ejemplo de una placa seria el modelo GA-8INXP de Gigabyte. En cambio AMD creo el chipset nForce 220 en el año 2001, usando memoria ram DDR 266.incorporo sus Chipset AMD-760, un ejemplo de placa base seria el modelo A7n266-VM de Asus.

4. ¿Qué tipo de memoria es construida con los mismos componentes electrónicos que los microprocesadores? ¿Es igual de costoso la fabricación de ambos?
   
   

• El tipo de memoria que es construida con los mismos componentes electrónicos que los microprocesadores es :La memoria Cache .

• No es igual de costoso la fabricación de ambos, es decir , la memoria cache es mucho más costosa.

5. Define ‘refrescar la memoria’ ¿Qué tipo de memorias lo necesitan? Da ejemplos.
   El refrescamiento de memoria es el proceso de la lectura periódica de información de un área de la memoria de computadora, e inmediatamente reescribir la información leída en la misma área sin modificaciones. Cada ciclo de refrescamiento de memoria refresca una sucesiva área de la memoria. El refrescamiento está más frecuentemente asociado con la moderna memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM). Sin embargo, varias tecnologías tempranas memorias de computadora también requirieron procesos periódicos similares en propósito. Estas tecnologías incluyeron lamemoria de línea de retardo y el tubo Williams.

Compare con la memoria de núcleo magnético en la que cada celda de memoria necesita ser refrescada después de ser leída, pero no son necesarios refrescamientos periódicos. También, vea la memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) que es usada en aplicaciones similares a las de la memoria dinámica de acceso aleatorio, pero no requiere refrescamiento (de ahí la etiqueta de estática en vez de dinámica).

Solo sucede en las Memoria RAM .

Ejemplos serian ddr2, ddr, ddr3.

6. ¿Cómo se localiza una celda de memoria?
   La celda de memoria o posición de memoria es el elemento fundamental en el que se basa la memoria informática. Es un circuito electrónico que almacena un bit de información binaria y que debe de ser activado para almacenar un valor lógico de (nivel alto de voltaje) y reseteado para almacenar un valor lógico de 0 (nivel bajo de voltaje). El valor de la celda de memoria se mantiene o es recordado hasta que sea cambiado por el proceso de activación/reseteo. Se puede acceder al valor almacenado en la celda de memoria mediante el proceso de lectura.
   
   En los siguientes diagramas se detallan las tres implementaciones más usadas en la actualidad para las celdas de memoria:

• La celda de una memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM).
• La celda de una memoria estática de acceso aleatorio (SRAM).
• Biestables como el J/K que se muestra a continuación.

6. ¿Qué operaciones se pueden realizar sobre la memoria?

Memoria RAM: Escritura y lectura.

Memoria ROM:Le permite solo hacer lectura de los datos leídos y no puede escribir.

8. Valores de la latencia en DIMMs actuales. ¿En qué se mide la latencia?

Se denominan latencias de una memoria RAM a los diferentes retardos producidos en el acceso a los distintos componentes de esta última. Estos retardos influyen en el tiempo de acceso de la memoria por parte de la CPU, el cual se mide en nanosegundos (10-9 s) .

La RAM DDR debería tener una latencia CAS de aproximadamente 3 u, óptimamente, 2 (y más recientemente tan bajo como 1,5).

La RAM DDR2 puede tener latencias en los límites de 3 a 5.

Las memorias DDR3, cuyas velocidades de reloj rondan desde los 1.333 Mhz a mayores, pasando por 1.600 y 2.000 Mhz, tienen CAS que van de 6 a 9 generalmente. Una memoria con CAS 6 y 1.600 Mhz tiene normalmente mayor precio que otra con CAS 9 y 1.600 Mhz, independientemente de su capacidad (1 ó 2 Gb, por ejemplo), esto es normal ya que a igual frecuencia un CAS inferior implica un rendimiento superior.

A finales de 2012, el estándar más utilizado es DDR3 a 1600 MhZ, muchos módulos admiten subir la velocidad muy por encima de los 2000 MhZ pero el precio suele dispararse, especialmente considerando que no se suele notar mucha diferencia en el rendimiento.

9. Si la organización de una memoria es en forma de matriz o malla cuadrada, ¿cuántas filas y columnas tendrá una memoria de 1GB? Puedes expresarlo en MB o en nº decimal.

Es una malla cuadrada, que según nuestra teoría, cada celda tiene 1 bits. Si pasamos 1 GigaByte a bits, 1x1024(MB)x1024(KB)x1024Bx8b= 8589934592 Serian ocho mil millones de celdas, su area, realizamos su raiz cuadrada al ser una malla cuadrada lo que seria 92681 filas y 92681 columnas .

Se expresa en MB.

10. Comparar en nanosegundos el rendimiento de las siguientes memorias cuyas características son:

a) Memoria1: Latencia RAS=2

Latencia CAS=2

Leer los 4 primeros datos de una fila = 4 ciclos

1 ciclo = 10 ns.

b) Memoria2: Latencia RAS=2

Latencia CAS=3

Leer los 4 primeros datos de una fila = 4 ciclos

1 ciclo = 7,5 ns.

¿Qué información puede corresponder a una PC100 y cuál a una PC133?

a) Memoria1: Corresponde a una PC100

b)Memoria2:Corresponde a una PC133.

PC100" rápidamente se convirtió en un identificador común para módulos SDRAM de 100 MHz, y los módulos son ahora comúnmente designados como "PC"-número (PC66, PC100 o PC133 - aunque el significado actual de los números ha cambiado).