Tecnologías de memoria para soportes de grabación de audio y video

Soportes de grabación de audio y video: 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). Uso preferente en cachés.
• 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 dispositivos.

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.

Tipos

• De solo una grabación: ROM, PROM
• De múltiples grabaciones: EPROM (Erasable Programmable ReadOnlyMemory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), FLASH (variante EEPROM que lee/borra por bloques).

Tarjetas de memoria

Tarjeta Compact Flash: Fue presentada en 1994 por la firma “Sandisk Corporation” como una evolución y miniaturización de las PCCARD (PCMCIA‐RAM Tipos I a IV). Reducido volumen y no necesita alimentación interna. Están disponibles en tres tasas de transferencia: CF original de 100 Mbps, CF 2.0 (ó CF+) de hasta 16 MBps, CF 3.0 que alcanza los 66 MBps.

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.

Memory Stick

Presentada por Sony en 1998. Actualmente se usan casi exclusivamente en equipos de Sony (cámaras digitales, cámaras de vídeo, laptops y videoconsolas). Su funcionamiento es similar al de las SD con menor consumo y velocidades de transferencia algo superiores, hasta los 15 MBps.

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.

Sistemas RAID

Array Redundante de Discos Independientes, corresponden a un conjunto de técnicas estandarizadas que combinan distribución de los datos entre discos y bytes de redundancia/paridad generados por ellas. Niveles RAID: RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 y RAID 6, RAID 0+1, RAID 1+0, RAID 30, RAID 100 y RAID 10+1.

Soportes ópticos

Discos de solo lectura

Discos ya grabados de fábrica. Una máquina moldeadora imprime los pits y lands en el sustrato de policarbonato. La capa metálica reflectante se deposita sobre le sustrato moldeado. Se considera como capa de datos.

Discos grabables

Capa de datos formada por un tinte orgánico. Tinte fotosensible que produce un cambio químico al calentarse con el láser de grabación. No es reversible. Diferente coeficiente de transmisión si es pit o land. La capa de datos se encuentra entre el policarbonato y la capa metálica reflectante.

Discos re-escritbles

Capa de datos formada por un compuesto químico a base de plata, antimonio, telurio e indio, capaz de sufrir un cambio de fase cristalina. Un láser incide sobre la zona a grabar, con potencia suficiente para calentar la capa de datos y alterarla de forma que se vuelva opaca o traslúcida en función de dicha temperatura. El cambio de fase es reversible y el proceso se puede repetir.

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.

Blue Ray

Supone la continuación de la filosofía DVD, mejorándolo principalmente al reducir la longitud de onda del láser. Aumenta la capacidad total y mejora la codificación de canal.

CD

CD‐A ó CD: Es el formato original. Diseñado para música. El primer formato óptico de consumo con grabación digital. Los datos no presentan organización por sectores sino secuencial con pocos puntos de acceso aleatorio. La grabación es en una sola sesión con pista contínua. CD‐ROM y CD‐ROM/XA: variante con mismo soporte pero con formateo de los datos por sectores para aplicaciones informáticas. CD‐I: formato XA con software en disco y reproductor con navegador para aplicación interactiva. CD‐Photo: Formato XA con codec específico de Kodak para fotografías en archivo propietario.

Formato de audio

WAV(y BWF)

Formato de audio digital sin compresión implementado por Microsoft e IBM. Permite audio mono y estéreo con diferentes frecuencias de muestreo. El .BWF es una variante que permite ficheros de mayor tamaño y metadatos.

WMA

Desarrollados por Microsoft. Puede encapsularse dentro de un contenedor .ASF. Puede usar codec sin pérdida o con pérdida. MP3: Usa códec mp3.

Formatos de video

Archivos YUV contienen los datos PCM sin comprimir de la imagen de vídeo. Los datos están ordenados según el múltiplex 4:2:2 de la ITUR.BT656:CbYCrY. QuickTime/MPEG4 .mov: Desarrollado por Apple. AVI: Desarrollado por Microsoft. Windows Media Video .wmv: Desarrollado por Microsoft.

Formato de imagen

JPG

Formato JPEG adoptado para almacenamiento de imágenes fotográficas. El JPEG2000 es distinto pues el codec usa transformada wavelet en lugar de DCT. BMP (Windows Bitmap) fue desarrollado por Microsoft para permitir una rápida entrada/salida por disco/pantalla.