Memoria ROM: qué es, tipos, para qué sirve

Una ROM es un circuito integrado que almacena datos durante la fabricación. Es un tipo de memoria de solo lectura (Read Only Memory) conocida como firmware. Las memorias de solo lectura se emplean en una gran variedad de dispositivos electrónicos, como los gadgets IoT, como los relojes inteligentes, los asistentes digitales y muchos otros. Quizás una memoria mucho más desconocida que la RAM (Random Access Memory), y que por eso merece la pena hablar sobre ella.

¿Qué es la memoria ROM?

ROM

Los dispositivos informáticos necesitan memoria para funcionar y operar. Un dispositivo con ROM, que es una memoria no volátil, almacena datos que no desaparecen después de que el usuario cierre la sesión del sistema o si se desconecta de la alimentación.

Se clasifica como memoria secundaria, frente a la RAM que se considera la primaria en un ordenador. En cuanto al uso, la puedes encontrar en ordenadores, teléfonos móviles y dispositivos IoT, entre otros. Es menos eficiente que la RAM, pero menos cara, por ello se puede escalar a mayores capacidades.

Ventajas y desventajas de la ROM

Entre las ventajas y desventajas de la memoria ROM frente a la RAM, podemos encontrar las siguientes ventajas:

  • No es volátil y es más barato que la RAM
  • Al ser estáticas no necesitan refrescarse cada vez.
  • Los circuitos son sencillos y la ROM es más fiable que la RAM.
  • Los datos pueden almacenarse permanentemente
  • Ayuda a arrancar el ordenador y carga el sistema operativo.

Y las desventajas serían principalmente:

  • Algunos tipos de ROM son de sólo lectura y no puede ser modificada.
  • En los casos en los que se puede también escribir o reprogramar, el proceso suele ser más lento que en una RAM.
  • Menor velocidad en los accesos.

Tipos de memoria ROM

memria USB, pendrive por dentro

A continuación se presentan los tipos de memoria de sólo lectura o memoria ROM que están entre los más habituales:

MROM

MROM es la abreviatura de Masked Read Only Memory (memoria de sólo lectura enmascarada). Es una memoria de sólo lectura que se programa (se almacenan datos en él) durante su fabricación. El coste de las MROM es relativamente bajo, pero no se pueden alterar una vez fabricadas.

Las MROM fueron las primeras memorias ROM que se desarrollaron y estaban cableadas, conteniendo así un conjunto preprogramado de instrucciones o datos. Durante la fase de diseño en el proceso de fabricación de una MROM, se graba una máscara directamente en el chip. Y durante el uso de esta memoria se podrán leer tantas veces como se quiera su contenido para acceder a él, pero no se admiten cambios.

El cliente recibe las especificaciones de la MROM en un formato determinado y en forma de tabla. El trabajo del fabricante es hacer la máscara correspondiente para que las rutas generen la salida requerida. Es decir, si tenemos una serie de filas y columnas que se entrelazan en algunos puntos, se podrán conseguir los valores 1s respecto a los puntos no entrelazados donde se cruzan esas filas y columnas que darán los 0s.

PROM

PROM es la abreviatura de Programmable Read Only Memory (memoria programable de sólo lectura). Las PROM también se denominan PLD en algunas ocasiones, ya que se utilizan en los diseños lógicos programables.

Es un dispositivo que incluye tanto el plano OR como el plano AND dentro de un único paquete de CI. El plano AND es fijo y el plano OR es programable. Un plano es una secuencia de puertas como AND, OR, etc., también conocido como array, arreglo o matriz.

La matriz AND (plano AND) de una PROM actúa como decodificador. Decodifica los datos de las líneas de dirección. Los circuitos de una PROM pueden ser diseñados y modificados de forma fácil y rápida.

EPROM

EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read Only Memory. Se trata de un chip de naturaleza no volátil, pero electrónicamente programable, y fue inventado en 1971 por Dov Frohman en Intel. Una EPROM puede reprogramarse si es necesario exponiéndola a la luz ultravioleta. Pero por lo demás, una EPROM no guarda ni acepta ningún dato nuevo. Los chips EPROM no se utilizan en los ordenadores modernos, ya que han sido sustituidos por chips EEPROM.

Los fabricantes de hardware utilizan la EPROM cuando es necesario cambiar los datos almacenados en la ROM. Una característica distintiva de los chips EPROM es una pequeña ventana circular de cristal de cuarzo que expone el chip para que pueda ser reprogramado.

Como la forma de programar estas memorias es sometiéndolas a una radiación UV por una ventanita que incluían estos chips, pueden ser vulnerables si se exponían a la radiación ambiental, ya que podrían borrarse.

EEPROM

EEPROM es la abreviatura de Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (memoria de sólo lectura programable). Es de naturaleza no volátil y se utiliza para almacenar pequeñas cantidades de datos en sistemas informáticos o en algunos otros dispositivos electrónicos. En una EEPROM, las operaciones de escritura y borrado se realizan byte a byte. Es decir, en una EEPROM se puede borrar y reprogramar un byte individual de datos en su totalidad, mediante la aplicación de un potencial eléctrico.

La tecnología EEPROM fue desarrollada en 1978 en Intel por George Perlegos. Las EEPROM han sustituido a las PROM y a las EPROMS por su mayor facilidad en la programación. Una EEPROM no necesita ser expulsada del sistema informático para realizar modificaciones en ella. Un inconveniente de los chips EEPROM es que realizan el ciclo de lectura y escritura de forma lenta en comparación con la memoria primaria (RAM).

Además, estas memorias no pueden hacer infinitos ciclos de borrado y grabado, ya que tienen un límite tras el que estas memorias dejan de funcionar. Por tanto, es importante tener en cuenta esto.

Memoria Flash

La memoria flash es de naturaleza no volátil y, por tanto, tiene varios casos de uso en los que se requiere el almacenamiento de datos a medio y largo plazo. Las implementaciones de la tecnología de memoria flash van desde las memorias flash USB, o pendrives, hasta las tarjetas de memoria de las cámaras, como las SD, e incluso las actuales unidades de estado sólido (SSD).

La memoria flash es una de las formas de memoria más utilizadas. El almacenamiento en memoria flash nació de la combinación de las tradicionales EPROM y EEPROM. La memoria flash utiliza el mismo método de programación que la EPROM y el método de borrado que la EEPROM.

Una ventaja relevante del uso de la memoria flash es que puede ser borrada eléctricamente. Pero es imposible borrar cada célula de la memoria flash individualmente. Para ello, hay que añadir un gran número de circuitos al chip de memoria flash. Pero, al mismo tiempo, esto aumentaría considerablemente el precio de la memoria flash. Por ello, la mayoría de los fabricantes abandonaron esta estrategia a cambio de un sistema en el que todo el chip o una gran parte de él se borra por flash o por bloque.

Hoy en día, la mayoría de los chips de memoria flash disponen de borrado selectivo. Esto permite borrar secciones o partes de la memoria, sin tener que borrarlo todo.

Memoria flash

Mejores SSD M.2 NVMe compatibles con PS5

Ya que la flash es la memoria tipo ROM más utilizada en la actualidad, merece un apartado dedicado a ella. De hecho, ésta memoria ha evolucionado tanto que se pueden encontrar una gran variedad de tipos según distintos factores. Por ejemplo:

NOR vs NAND

Hay dos tipos de memoria flash: NOR y NAND. Difieren en su arquitectura y características de diseño, en este caso en las puertas lógicas empleadas para una u otra.

  • La flash NOR no utiliza componentes compartidos y puede conectar células de memoria individuales en paralelo, lo que permite el acceso aleatorio a los datos.
  • Una célula flash NAND es más compacta y tiene menos líneas de bits, por lo que encadena transistores de puerta flotante para aumentar la densidad de almacenamiento.
  • La NAND es más adecuada para el acceso a los datos en serie que al azar.
  • Una NOR es rápida en las lecturas de datos, pero suele ser más lenta que la NAND en los borrados y las escrituras.
  • La flash NOR programa los datos a nivel de bytes. La flash NAND programa los datos en páginas, que son más grandes que los bytes, pero más pequeñas que los bloques.
  • La producción de la flash NOR es más cara que la de la flash NAND y tiende a utilizarse principalmente en dispositivos de consumo e integrados para fines de arranque y aplicaciones de sólo lectura para el almacenamiento de código.
  • La flash NAND es más adecuada para el almacenamiento de datos en dispositivos de consumo, sistemas de almacenamiento y servidores empresariales debido a su menor coste por bit para almacenar datos, su mayor densidad y sus mayores velocidades de programación y borrado (P/E).

Tipos según el almacenamiento

Según el tipo de célula de almacenamiento en las memorias flash podemos encontrarnos con:

DescripciónVentajasDesventajasUsos
Single-level cell (SLC)Almacena un bit por celda y dos niveles de carga.Mayor rendimiento, resistencia y fiabilidad que otros tipos de flash NAND.Mayor coste que otros tipos de flash NAND.Almacenamiento empresarial, aplicaciones de misión crítica.
Multi-level cell (MLC)Puede almacenar múltiples bits por celda y múltiples niveles de carga. Más barato que el SLC y el MLC empresarial (eMLC), alta densidad.Menor resistencia que la SLC y la eMLC, más lenta que la SLC.Dispositivos de consumo, almacenamiento empresarial.
Enterprise MLC (eMLC)Suele almacenar dos bits por celda y múltiples niveles de carga; utiliza algoritmos especiales para ampliar la resistencia a la escritura.Menos caro que el flash SLC, mayor resistencia que el flash MLC.Más caro que el MLC, más lento que el SLC.Aplicaciones empresariales con grandes cargas de trabajo de escritura.
Triple-level cell (TLC)Almacena tres bits por celda y múltiples niveles de carga. También se denomina MLC-3, X3 o MLC de 3 bits.Menor coste y mayor densidad que MLC y SLC.Menor rendimiento y resistencia que MLC y SLC.Aplicaciones de consumo de almacenamiento masivo, como unidades USB y tarjetas de memoria flash.
Vertical/3D NANDApila las células de memoria una encima de otra en tres dimensiones, frente a la tecnología NAND planar tradicional.Mayor densidad, mayor rendimiento de escritura y menor coste por bit frente a la NAND planar.Mayor coste de fabricación que la NAND planar; dificultad para fabricar utilizando procesos de NAND planar de producción; retención de datos potencialmente menor.Almacenamiento para consumidores y empresas.
Quad-level cell (QLC)Utiliza una arquitectura de 64 capas que se considera la siguiente iteración de la NAND 3D. No está disponible en noviembre de 2017.Almacena cuatro bits de datos por célula NAND, lo que puede aumentar la densidad de las SSD.Un mayor número de bits de datos por celda puede afectar a la resistencia; mayores costes de ingeniería.La mayoría de los casos de uso de escritura única, lectura múltiple (WORM).

El desgaste de la flash NAND es menos problemático en la flash SLC que en los tipos de flash menos costosos, como la MLC y la TLC, para los que los fabricantes pueden establecer varios valores de umbral para una carga.

FAQ: preguntas y respuestas frecuentes

ssd portatil
SSD M.2 instalado en una placa base

Para terminar, una serie de preguntas que suelen ser habituales y sus respuestas rápidas:

¿Cuál es la diferencia de aplicaciones para la RAM y la ROM?

La RAM se utiliza tanto para la memoria primaria como para la caché, es decir, una memoria volátil, de menor capacidad y más rápida que pierde su contenido en cuanto se deja de suministrar energía.

Por otro lado, la ROM es adecuada para almacenamiento secundario, es decir, para aquella información que no queremos que se pierda cuando se desconecta la energía. Además, suelen tener mayores capacidades, aunque también son más lentas en cuanto a los accesos que las anteriores.

¿Qué es la ROM del BIOS?

El BIOS o UEFI es un firmware vital para el funcionamiento del PC. Se activa cada vez que se enciende el ordenador para comprobar el hardware y asegurarse de que funciona correctamente, además de buscar un sistema operativo que arrancar. Esta función la realiza un software que se encuentra en la placa base, concretamente almacenado en una memoria tipo flash que permanece inalterable, solo se producen cambios si se actualiza la versión.

¿Dónde se encuentra la ROM del BIOS?

Se ubica en la placa base, cerca de donde están las conexiones del panel frontal de la torre. Se puede identificar con un chip que dice BIOS acompañado de la marca del modelo de este firmware. Su lugar exacto varía dependiendo del fabricante de la placa base. Además, algunos equipos de marca, como los PCs de sobremesa o los portátiles, e incluso los AIO, tienen BIOS creadas por los propios fabricantes, en vez de usar BIOS genéricas como la AMI que se encuentra en multitud de placas base.

¿Cuál es la capacidad de la ROM del BIOS?

Usualmente, y dependiendo de la marca y modelo, se pueden encontrar memorias flash de 32, 64, 128 o 256 Mbits hasta los 32 MB en algunos casos. Generalmente, lo más habitual es que cuente con al menos entre 8-16 MB. Suficiente para albergar una rutina o programa que la CPU ejecutará al arrancar el equipo y que realizará todo lo necesario para poner el equipo en marcha.

Jaime Herrera

Jaime Herrera

Técnico electrónico y experto en el sector de los semiconductores y el hardware. Apasionado de la tecnología y la computación.

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