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MEMORIABorja Castillo HernndezIngeniera InformticaPerifricos e Interfaces18 de noviembre de 2008

CONTENIDOConceptos bsicosTipos de RAM y rendimientoMdulos de memoriaInstalacin de actualizaciones de RAMResolucin de problemasMapeo de la memoria lgica.

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Conceptos bsicosDefinicin: La memoria es un espacio de almacenamiento temporal que guarda los datos y los programas que utiliza el procesador.Tambin es conocida como RAM (random access memory) porque se puede acceder a zonas de memoria aleatorias y no secuencialmente.

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Conceptos bsicosLa RAM est construida generalmente por un tipo de chip llamado dynamic RAM (DRAM). Como es dinmica, se puede escribir sobre ella cuantas veces se quiera y adems los datos tienen que ser actualizados con frecuencia.Tambin existen las static RAM (SRAM), en las cuales los datos no necesitan ser actualizados.

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Conceptos bsicosHay 3 tipos de memoria fsica:ROM: integrada en la placa base.SRAM: integrada en el procesador.DRAM: es la que compramos e insertamos en los slots cuando abrimos el PC porque un juego no nos va.

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Conceptos bsicos

DRAM

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Conceptos bsicosDRAM:Ventajas: es densa (puede almacenar muchos bits en un chip muy pequeo) y es barata.Desventajas: es memoria voltil o temporal. Los datos tienen que ser actualizados con mucha frecuencia. Es lenta.

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DRAMOtras caractersticas: utilizan solamente un transistor y un condensador por bit, as que sabiendo que hoy en da hay mdulos de memoria DRAM de 1Gb de forma comn (los hay tambin de ms), en un chip DRAM tendramos ms de 1 billn de transistores.

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DRAMFuncionamiento: por cada bit, el transistor lee el estado de carga de su condensador. Si el condensador est cargado, lee un 1, si no, un 0. Como la carga en los condensadores est constantemente siendo disipada, es necesario actualizar los datos en la DRAM con mucha frecuencia.

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DRAMSi no se actualizan los datos, las cargas de los condensadores llegaran a 0, lo que supondra diversos fallos, entre ellos los famosos pantallazos azules.

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Conceptos bsicos

SRAM

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Conceptos bsicosSRAM (tambin conocida como Cach):Ventajas: es rpida y no necesita que los datos sean actualizados.Desventajas: es mucho menos densa y mucho ms cara. Aproximadamente un 30%. Almacena menos datos. Tambin es voltil.

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SRAMOtras caractersticas: A diferencia de la DRAM, no tiene condensadores, por lo que no es necesario actualizar los datos. No es la memoria principal del ordenador por su alto coste.

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Tipos de RAMFPM (Fast Page Mode o memoria paginada).EDO (Extended Data Out o memoria hiperpaginada).SDRAM (Synchronous DRAM).DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM).DDR2 SDRAM.RDRAM (Rambus DRAM).DDR3 SDRAM.

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FPMUtiliza la paginacin como modo de acceso a memoria. Guarda la fila de acceso y solo vara la columna, por lo que se accede de forma ms rpida que una DRAM normal. Slo soportaba 66MHz.Divide la memoria en pginas de 512 bytes a unos poco Kbytes y tiene formas de acceso a pginas.Se utiliz desde la generacin de los 486 hasta 1995.

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EDOEs una variacin de la FPM.Consiste en chips que permiten una superposicin de tiempo entre sucesivos accesos a memoria. En lo que el controlador de memoria lee la direccin actual, ya puede empezar una nueva columna de memoria. Tambin soportaba 66 MHz. Se utiliz entre 1995 y 1998.BEDO: mejora de la EDO que se vio eclipsada por la tecnologa SDRAM.

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SDRAMEs una RAM que est sincronizada con el bus de memoria por lo que enviaba los datos en rfagas de alta velocidad. Es una DRAM como la FPM y la EDO pero los ciclos eran mucho mas rpidos.Soportaba 133MHz (133 millones de transferencias de datos por segundo).Se utiliz entre 1998 y 2000.

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TIPOS DE RAM

DDR

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DDR SDRAMComo su nombre indica, la transferencia de datos era el doble de rpida.En lugar de duplicar la frecuencia de reloj, duplicaba el rendimiento porque enviaba datos una vez en el flanco de subida y otra en el flanco de bajada del ciclo.Tuvo su soporte inicial en el mercado de las tarjetas grficas y desde ah ha sido la base de los standards de memoria del PC.

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DDR SDRAMEra compatible con la mayora de procesadores, chipsetsSali al mercado en el ao 2000, pero no tuvo su xito hasta el ao 2001, cuando las placas base y dems elementos ya tenan compatibilidad con ella. Tena un nuevo modelo de mdulo para conectarlo a la placa base, que funcionaba con 25 V. Tenan 184 pins de conexiones. Soportaban hasta 400MHz.

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DDR SDRAM

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TIPOS DE RAM

DDR2

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DDR2 SDRAMSali al mercado en el ao 2003 pero los primeros chipsets, placas bases y sistemas que lo soportaban salieron en el 2004.Es simplemente una versin ms rpida de la DDR. La transferencia de datos era mayor porque utilizaba pares de seales para permitir sealizar ms rpidamente y sin ruido ni interferencias. Puede transferir 4 bytes cada vez.Tener pares de seales hace que sus pins aumenten a 240.

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DDR2 SDRAMA diferencia de la DDR, la DDR2 soportaba desde 400 MHz. hasta 1000 MHz. Funciona con 18V en lugar de 25V, por lo que genera menos calor y consume menos energa. Como tiene ms pins, tuvo que cambiar la estructura de ellos. Salieron variaciones de la DDR2 como la G-DDR2, destinada a grficos.

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DDR2 SDRAMAunque Intel tena mejor compatibilidad, tuvo el xito AMD en 2005, porque sus procesadores Athlon 64 y Opteron incluan controladores de memoria DDR integrados. En 2006 hizo lo mismo pero para las DDR2, en sus procesadores del momento.

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DDR2 SDRAMPara insertar la DDR2 en el socket no hay problema en confundirlo a una DDR, porque sus sockets son completamente distintos, y una DDR2 nunca entrar en una DDR y viceversa.

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DDR vs DDR2

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RDRAMUtiliza un bus de memoria chip-to-chip. Solamente poda transferir 2 bytes al mismo tiempo mientras que las FPM, EPO y SDRAM podan transferir hasta 8 bytes, pero la RDRAM lo haca muy rpidamente. Esta tcnica tuvo xito para la Nintendo 64 y Play Station 2, y luego fue llevado a los PCs.

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TIPOS DE RAM

DDR3

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DDR3 SDRAMEs una mejora de la DDR2.La tecnologa de la DDR3 permite transferir datos 2 veces ms rpido que una DDR2, o lo que es lo mismo, 8 veces ms rpido que una SDRAM.Se anunci su salida en 2005 pero salieron al mercado en junio de 2007 las primeras placas base compatibles.

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DDR3 SDRAMTiene 240 pins.Funciona con 15V., una mejora con respecto a la DDR2 considerable, ya que el ahorro de consumo de energa en un 30%. Segn JEDEC, el mximo al que puede trabajar es a 1575V. aunque puede funcionar hasta los 1975 sin sufrir daos graves.Soporta hasta 1600 MHz. Los ciclos de reloj son ms cortos que los de la DDR2.

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DDR3 SDRAMA pesar de tener los mismos pins que una DDR2, son totalmente incompatibles, porque tienen diferente corte.Han salido variaciones como la G-DDR3, destinada a tarjetas grficas muy potentes, como las actuales de NVIDIA y ATI.

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DDR3 SDRAMSon ms caras que las DDR2.Han tenido ms xito en Intel que en otros fabricantes de procesadores.Son los que se usan actualmente, aunque an quedan tambin DDR2 en grandes cantidades.

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DDR vs DDR2 vs DDR3

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Mdulos de memoriaOriginalmente los mdulos de memoria se soldaban a la placa base, lo que implicaba que si la memoria se rompa, tenas que desoldarla, y era un problema bastante grande.Las mejoras propuestas fueron las SIMMs, DIMMs y RIMMs. Son sockets soldados a la placa base en los cuales puedes insertar la memoria.

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Mdulos de memoria

SIMM

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SIMMsSingle inline memory module.Haba dos tipos, los de 30 pins y los de 72 pins. Obviamente los de 30 eran de menor tamao que los de 72.Los de 30 pins tienen 8 bits ms uno opcional de paridad. Los de 72 tienen 32 ms 4 opcionales de paridad.Se usaron desde finales de la dcada de los 80 hasta los 90, pero hoy en da son obsoletos.

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30 pins vs 72 pins

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Mdulos de memoria

DIMM

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DIMMsDual inline memory module.Hay 3 tipos:Los Standard DIMM tienen 168 pins y dos cortes en la conexin y un corte en cada lado.Los DIMM DDR tienen 184 pins, un corte en la conexin y dos cortes en cada lado.Los DIMM DDR2 tienen 240 pins, y tambin tienen un solo corte en el centro de la conexin y dos en cada lado.Todos los DIMMs son de 64 o 72 bits, dependiendo de los bits de paridad.

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DIMMsLa principal diferencia entre los SIMMs y DIMMs est en que los DIMMs tienen ms cortes en los lados, por lo que son llamados DUAL.Se siguen utilizando hoy en da.

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168 pins vs 184 pins vs 240 pins

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Mdulos de memoria

RIMM

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RIMMsRambus inline memory module.Hay 3 tipos:Los RIMMs de 184 pins con 16 18 bits. Es de lejos la versin mas comn.Los RIMMs de 232 pins con 32 36 bits. Se introdujo a finales del ao 2002.Los RIMMs de 326 pins con 64 72 bits. Se introdujo en el ao 2004.

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RIMMsEl tamao de los conectores es igual, pero tienen diferentes cortes para prevenir fallos.Los RIMM de 184 pins tienen un corte en cada lado y dos cortes en el rea de conexin.Los RIMM de 232 tienen un corte en cada lado y otro en el centro de la conexin.Los RIMM de 326 pins tienen dos cortes en cada lado y uno en el centro de la conexin.Se utilizan con RDRAM y hoy en da se utilizan.

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184 pins vs 232 pins vs 326 pins

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Instalacin de actualizaciones de RAMAadir memoria a un PC es una de las mejoras ms usuales y una de las menos caras. Si disponemos de buenos componentes y nuestra memoria es escasa y la aumentamos, notaremos ampliamente la diferencia de velocidad de nuestro PC.

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Aadir memoriaAadir memoria actualmente cuesta aproximadamente 12 cntimos por Mb.Para aadir memoria, podemos insertar nueva memoria en slots vacos de la placa base o cambiar los que ya tenemos por otros de mayor capacidad de memoria.Cuando cambias el sistema o la placa base, a veces no puedes utilizar la memoria que tenas en tu antiguo PC, por lo que es importante fijarse en la compatibilidad de la placa base sobre memoria.

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Aadir memoriaPara saber cunta memoria debes aadir, hay una herramienta llamada Performance Monitor (Perfmon.msc) en Windows 2000 y XP. Puedes lanzarla desde la consola.Adems, debes mirar que la memoria sea compatible con tu placa base actual y tus slots.

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Comprar la memoriaPara comprar la memoria es imprescindible conocer la frecuencia a la que funciona, el tipo, que sea compatible con tu placa base.Hay tres grupos de proveedores, los que hacen los chips (primer grupo), los que hacen los mdulos pero no los chips (segundo) y los que simplemente venden (tercero).

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ProveedoresPrimer grupo: Micron, Infineon, Samsung, ToshibaSegundo grupo: Kingston, Viking, Simple TechTercer grupo: cualquiera que compre a los de otros grupos y luego revenda.

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Resolucin de problemasLo primero que tenemos es el POST, que dar un determinado nmero de pitidos al arrancar el PC si no tenemos memoria insertada o si no la detecta.Otras veces tenemos un disco auxiliar que nos viene cuando compramos el PC.Adems, hay varios programas comerciales que hacen diversos tests, entre ellos testean la memoria.

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Resolucin de problemasUna vez el sistema est funcionando, pueden ocurrir otros problemas:Errores de paridad: indica que el circuito que chequea la paridad en la placa base ha detectado un cambio en memoria.Fallos de proteccin generales: un programa ha accedido mal a memoria, lo que implica que el programa aborte inmediatamente. Tambin ocurre por programas buggeados.

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Resolucin de problemasErrores por excepciones: ocurren cuando un programa encuentra una instruccin ilegal, o se accede a datos no vlidos o no tienes el privilegio para realizar esa accin.Error de divisin: un error que indica que se intent dividir entre 0 o el resultado de una operacin no interviene en el registro destino.Para solucionar todos estos problemas habra que reconfigurar la memoria si est mal configurada, o tambin puede ser que ocurran por errores de software o hardware. Al hacer un test de memoria hay que desactivar la cach.

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Resolucin de problemasPasos generales para chequear y resolver problemas de memoria:1. Encender el PC y observar el POST.Si el post da fallos:2. Reiniciar el PC y entrar en la BIOS, y verificar que tienes la misma que la que tienes conectada al PC.3. Si no es la misma, desactivar la cach dentro de la BIOS y lanzar los programas de test.4. Seguir los pasos que te diga el test tras los resultados.

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Resolucin de problemasSi el POST no da fallos tras estos pasos:5. Reiniciar el PC y activar la cach. Hay que tener en cuenta que mientras la cach est inactiva el PC ir bastante ms lento de lo normal.6. Si sigues teniendo fallos puedes llevarlo al tcnico y dejarte unos eurillos, o seguir los siguientes pasos:

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Resolucin de problemas1. Reinicia el PC y entra en la BIOS. Entra en la opcin de configuracin del Timing y cambiar la configuracin a SPD.2. Guardas, reinicias y testeas desde el principio los pasos anteriores. Si se ha corregido el error, era fallo de una mala configuracin de la BIOS.3. Si contina fallando, abre el PC y prueba las memorias. Cmbialas de slot a ver si es un chip o un slot, o quita una solamente, y vas probando a ver si se corrige.4. Llvalo al tcnico.

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Mapeo de la memoria lgicaLos primeros PCs tenan solamente 1Mb de memoria direccionable. Utilizaban un procesador 8088 que solo poda ejecutar programas de 16 bits.Ya con la llegada del 286, se poda direccionar 16Mb de memoria.Cuando Intel sac al mercado en 1985 el 386DX, primer procesador de 32 bits, la arquitectura del PC cambi drsticamente. Ahora ya se podan direccionar 4 Gb de memoria, pero solamente en un modo llamado protegido en el que slo se podan ejecutar instrucciones de 32 bits. Este modo fue diseado para sistemas operativos ms avanzados, como Windows 9x, NT, 2000, XP, OS/2, Linux, Unix

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Modo real y modo protegidoEn el modo real slo se podan direccionar 16 bits a pesar de tener una arquitectura de 32 bits, porque no haba sistemas operativos ni otros aspectos que fueran capaces de controlar el direccionamiento de los 32 bits.En el modo protegido se poda direccionar toda la memoria, pero el problema es que, como su nombre indica, est protegido. Slo puede acceder a esa memoria programas que estn controlados por el SO, como cuando hacemos simplemente doble click sobre un icono en Windows.

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Mapeo de la memoria lgicaSecciones de la memoria en un PC moderno:Memoria convencional.Zona superior.Zona alta.Memoria extendida.Memoria expandida (obsoleta).Memoria de vdeo RAM.Memoria adaptada a ROM y propsito especial de RAM .ROM BIOS de la placa base.

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reas de memoria

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Memoria convencionalEn los primeros PCs la memoria convencional era de 1 Mb. de RAM, que se divida en diferentes secciones, 512 Kb para arrancar el PC y otros 512 estaban reservados para otros aspectos.Ms tarde, IBM decidi que la memoria reservada era suficiente con 384 Kb. y los 640 restantes se convirtieron en la memoria standard para ejecutar programas.

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Mapeo de memoria

Zona Superior

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Zona superiorLa zona superior de memoria comprende los 384 Kb. reservados del primer megabyte. Esta memoria tiene las direcciones desde A0000 hasta FFFF. Los 384 Kb se dividen de la siguiente manera:Los primeros 128 Kb. son la vdeo RAM. Est reservada para adaptadores de vdeo. Aunque las tarjetas grficas de hoy en da superan con facilidad los 256 Mb., en la RAM slo aparecen disponibles 128Kb., el resto es accesible por el procesador. Esta zona de memoria es la que utilizan las tarjetas VGA (Video Graphics Array Memory).

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Zona superiorLos siguientes 128 Kb. Estn reservados para los adaptadores de la ROM BIOS y Memoria Ram de propsito especial. En la ROM guarda datos que siempre estan presentes cuando se inicia el PC. El adaptador de vdeo de la BIOS controla la tarjeta de vdeo mientras el PC arranca y cuando se utilizan las VGA. Se controla el sistema mientras arranca.En la zona superior se cargan el controlador de disco duro y los controladores de SCSI (Small Computers System Interface). Tambin se cargan los adaptadores de red.

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Memoria extendidaAqu se cargan los programas que solamente pueden ser ejecutados en modo protegido. Es bsicamente toda la memoria que est despus del primer megabyte explicado anteriormente.En 1987, Microsoft, Intel, AST Corporation y Lotus Development sacaron la XMS (Extended Memory Specification), que indicaba como tenan usar los programas la memoria extendida.En modo no protegido, slo se puede acceder a la memoria extendida mediante la zona de memoria alta, que son los 64 primeros Kb menos 16 bytes de la memoria extendida desde el primer Mb.

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Prevenir conflictos y superposicin de memoria en la BIOSPara prevenir conflictos de memoria y superposicin lo mejor es tener varios adaptadores de placas base, que pueden cambiar la memoria de posicin con jumpers, interruptores o drivers.Si tienes un sistema operativo de Plug and Play, puedes utilizar el Device Manager, con el que vers las caractersticas antes de realizar modificaciones.

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ROM ShadowingLa tcnica de shadowing consiste en mover el cdigo o datos de la ROM a memoria RAM, para obtener una velocidad 4 o 5 veces ms rpida.No es muy importante con un sistema operativo de 32 bits, porque solo utilizan los 16 bits para arrancar el sistema, y luego cargan los drivers de 32 bits en memoria extendida.

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Memoria instalada vs memoria utilizableNo toda la memoria que tienes instalada es utilizable. Por ejemplo, si tienes un sistema con 16 Mb., que son 16.384 Kb., durante el arranque pone que tenemos 16.000 Kb, por lo que tenemos 384 Kb. De prdida, porque en caso de ser utilizados, pueden tener conflictos de acceso.

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