La Memoria RAM

DIMM Memoria Ram

La memoria de acceso aleatorio, o memoria de acceso directo (en inglés: Random Access Memory, cuyo acrónimo es RAM), o más conocida como memoria RAM, se compone de uno o más chips y se utiliza como memoria de trabajo para programas y datos.Es un tipo de memoria temporal que pierde sus datos cuando se queda sin energía (por ejemplo, al apagar la computadora), por lo cual es una memoria volátil. Esto es cierto desde el punto de vista teórico: Científicos de la Universidad de Princeton han descubierto que existe una destrucción gradual de los datos almacenados en la memoria RAM que oscila entre unos segundos y varios minutos, siendo inversamente proporcional a la temperatura. Esto puede significar una brecha en la seguridad en tanto que las claves de acceso de cifradores de información como BitLocker quedan almacenadas en la memoria RAM.

La denominación surgió antiguamente para diferenciarlas de las memoria de acceso secuencial. Debido a que en los comienzos de la computación las memorias principales (o primarias) de las computadoras eran siempre de tipo RAM y las memorias secundarias (o masivas) eran de acceso secuencial (cintas o tarjetas perforadas), es frecuente que se hable de memoria RAM para hacer referencia a la memoria principal de una computadora, pero actualmente la denominación no es demasiado acertada.

Se trata de una memoria de semiconductor en la que se puede tanto leer como escribir información. Se utiliza normalmente como memoria temporal para almacenar resultados intermedios y datos similares no permanentes. Se dicen "de acceso aleatorio" o "de acceso directo" porque los diferentes accesos son independientes entre sí (no obstante, el resto de memorias ROM, ROM borrables y Flash, también son de acceso aleatorio). Por ejemplo, si un disco rígido debe hacer dos accesos consecutivos a sectores alejados físicamente entre sí, se pierde un tiempo en mover la cabeza lecto-grabadora hasta la pista deseada (o esperar que el sector pase por debajo, si ambos están en la misma pista), tiempo que no se pierde en la RAM. Sin embargo, las memorias que se encuentran en la computadora, son volátiles, es decir, pierde su contenido al desconectar la energía eléctrica ; pero hay memorias (como la memoria RAM flash), que no lo son porque almacenan datos.

En general, las RAMs se dividen en estáticas y dinámicas. Una memoria RAM estática mantiene su contenido inalterado mientras esté alimentada. En cambio en una memoria RAM dinámica la lectura es destructiva, es decir que la información se pierde al leerla, para evitarlo hay que restaurar la información contenida en sus celdas, operación denominada refresco.

Además, las memorias se agrupan en módulos, que se conectan a la placa base de la computadora. Según los tipos de conectores que lleven los módulos, se clasifican en módulos SIMM (Single In-line Memory Module), con 30 ó 72 contactos, módulos DIMM (Dual In-line Memory Module), con 168 contactos y módulos RIMM (RAMBUS In-line Memory Module) con 184 contactos.

Los chips de memoria suelen ir conectados a unas plaquitas denominadas módulos, pero no siempre esto ha sido así, ya que hasta los ordenadores del tipo 8086 los chips de memoria RAM estaban soldados directamente a la placa base.

Con los ordenadores del tipo 80386 aparecen las primeras memorias en módulos, conectados a la placa base mediante zócalos, normalmente denominados bancos de memoria, y con la posibilidad de ampliarla (esto, con los ordenadores anteriores, era prácticamente imposible).

Los primeros módulos utilizados fueron los denominados SIMM (Single In-line Memory Module). Estos módulos tenían los contactos en una sola de sus caras y podían ser de 30 contactos (los primeros), que posteriormente pasaron a ser de 72 contactos.

Hay varios tipos de memoria RAM:

Memoria DIMM

Memoria DIMMDDR

Memoria SIMM

Los pequeños chips que componen a la memoria RAM no se encuentran sueltos, sino soldados a un pequeño circuito impreso denominado módulo, que se puede encontrar en diferentes tipos y tamaños, cada uno ajustado a una necesidad concreta: (SIMM, DIMM, SO-DIMM, RIMM).

Sobre ellos se sueldan los chips de memoria RAM, de diferentes tecnologías y capacidades. Ahora bien, mientras que los ensambladores de módulos se cuentan por centenas, la lista de fabricantes de los propios chips de memoria son un número menor y sólo hay unas pocas empresas como Buffalo, Corsair, Kingston o Samsung, que en cualquier caso no superan la veintena.

La capacidad de una memoria es la cantidad de datos que puede almacenar, generalmente se expresa en bytes, KiB, MiB o GiB.

Nota : Para calcular el ancho de banda del bus de memoria se sigue la fórmula: ancho de bus en Bytes * frecuencia efectiva de trabajo en MHz. Por ejemplo, la DDR200 se llama también PC1600 porque

64 bits / 8 byte · 200 MHz = 1600 MiB/s = 1,6 GiB/s

que es la 'velocidad' de la memoria, o más correctamente su ancho de banda.

Tipos de módulos de arriba abajo (los dos primeros soldados directamente en placa): DIP, DIP switch, SIMM 30 contactos, SIMM 72 contactos, DIMM 168 contactos, DIMM 184 contactos

Módulo de memoria SIMM de 30 pines: SIMM es un acrónimo del idioma ingles que expresa Single in Line Memory Module o modulo de memoria de una sola línea, es decir, un modulo de memoria SIMM es un conjunto de chips, generalmente DIPs integrados a una tarjeta electrónica. Este modulo normalmente trabaja con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 8 bits.

Módulo de memoria SIMM de 72 pines con tecnología EDO RAM: Este módulo de memoria es superior en tamaño al SIMM de 30 pines. Normalmente trabaja con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 32 bits.

Módulo de memoria DIMM de 168 pines con tecnología SDR SDRAM: DIMM es un acrónimo inglés que expresa Dual in Line Memory Module o módulo de memoria de doble línea. Este módulo generalmente trabaja con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 64 bits.

Módulo de memoria DIMM de 184 pines con tecnología DDR SDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria DDR SDRAM, con un bus de datos de 64 bits y posee 184 pines (lo que evita confundirlo con el de 168 pines y conectarlo en placas que no lo soporten).

Módulo de memoria RIMM de 184 pines con tecnología RDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria RDRAM, por lo que deben instalarse siempre de dos en dos y en módulos específicos. Suelen tener una protección metálica que favorece la disipación térmica.

Los primeros módulos utilizados fueron los denominados SIMM (Single In-line Memory Module). Estos módulos tenían los contactos en una sola de sus caras y podían ser de 30 contactos (los primeros), que posteriormente pasaron a ser de 72 contactos.

Memoria DRAM (Dynamic RAM)

La memoria DRAM ("Dynamic RAM" en inglés, "RAM Dinámica en español") es una memoria RAM electrónica construida mediante condensadores. Los condensadores son capaces de almacenar un bit de información almacenando una carga eléctrica. Lamentablemente los condensadores sufren de fugas lo que hace que la memoria DRAM necesite refrescarse cada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAM consiste en recargar los condensadores que tienen almacenado un uno para evitar que la información se pierda por culpa de las fugas (de ahí lo de "Dynamic"). La memoria DRAM es más lenta que la memoria SRAM, pero por el contrario es mucho más barata de fabricar y por ello es el tipo de memoria RAM más comúnmente utilizada como memoria principal.

También se denomina DRAM a la memoria asíncrona de los primeros IBM-PC, su tiempo de refresco era de 80 ó 70 ns (nanosegundos). Se utilizó en la época de los i386, en forma de módulos SIMM o DIMM.

FPM-RAM (Fast Page Mode RAM)

Memoria asíncrona, más rápida que la anterior (modo de Página Rápida) y con tiempos de acceso de 70 ó 60 ns. Esta memoria se encuentra instalada en muchos sistemas de la primera generación de Pentium. Incorpora un sistema de paginado debido a que considera probable que el próximo dato a acceder este en la misma columna, ganando tiempo en caso afirmativo.

EDO-RAM (Extended Data Output RAM)

Memoria asíncrona esta memoria permite a la CPU acceder más rápido porque envia bloques enteros de datos; con tiempo de accesos de 40 o 30ns.

BEDO-RAM (Burst Extended Data Output RAM)

Es una evolución de la EDO RAM y competidora de la SDRAM. Lee los datos en ráfagas, lo que significa que una vez que se accede a un dato de una posición determinada de memoria se leen los tres siguientes datos en un solo ciclo de reloj por cada uno de ellos, reduciendo los tiempos de espera del procesador. En la actualidad es soportada por los chipsets VIA 580VP, 590VP y 680VP. Al igual que la EDO RAM, la limitación de la BEDO RAM es que no puede funcionar por encima de los 66 MHz.

SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM)

Memoria síncrona (misma velocidad que el sistema), con tiempos de acceso de entre 25 y 10 ns y que se presentan en módulos DIMM de 168 contactos. Fue utilizada en los Pentium_II y en los Pentium_III , así como en los AMD K6, K7 AMD_Athlon y Duron. Según la frecuencia de trabajo se dividen en:

PC66: la velocidad de bus de memoria es de 66 MHz, temporización de 15 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 533 MiB/s.

PC100: la velocidad de bus de memoria es de 100 MHz, temporización de 8 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 800 MiB/s.

PC133: la velocidad de bus de memoria es de 133 MHz, temporización de 7,5 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 1066 MiB/s.

Está muy extendida la creencia de que se llama SDRAM a secas, y que la denominación SDR SDRAM es para diferenciarla de la memoria DDR, pero no es así, simplemente se extendió muy rápido la denominación incorrecta. El nombre correcto es SDR SDRAM ya que ambas (tanto la SDR como la DDR) son Memorias Síncronas Dinámicas.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

Memoria síncrona, envía los datos dos veces por cada ciclo de reloj. De este modo trabaja al doble de velocidad del bus del sistema, sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en módulos DIMM de 184 contactos. Del mismo modo que la SDRAM, en función de la frecuencia del sistema se clasifican en (según JEDEC):

PC1600 ó DDR200: funciona a 2.5 V, trabaja a 200 MHz, es decir 100 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 1,6 GiB/s (de ahí el nombre PC1600). Este tipo de memoria la utilizaron los Athlon XP de AMD, y los primeros Pentium 4.

PC2100 ó DDR266: funciona a 2.5 V, trabaja a 266 MHz, es decir 133 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 2,1 GiB/s (de ahí el nombre PC2100).

PC2700 ó DDR333: funciona a 2.5 V, trabaja a 333 MHz, es decir 166 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 2,7 GiB/s (de ahí el nombre PC2700).

PC3200 ó DDR400: funciona a 2.5V, trabaja a 400 MHz, es decir, 200 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 3,2 GiB/s (de ahí el nombre PC3200).

También existen las especificaciones DDR433, DDR466, DDR500, DDR533 y DDR600 pero según muchos ensambladores es poco práctico utilizar DDR a más de 400 MHz, por lo que está siendo sustituida por la revisión DDR2.

PC2-4200 ó DDR2-533: trabaja a 533 MHz, es decir, 266 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 4,26 GiB/s (de ahí el nombre PC2-4200).

PC2-4800 ó DDR2-600: trabaja a 600 MHz, es decir, 300 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 4,8 GiB/s (de ahí el nombre PC2-4800).

PC2-5300 ó DDR2-667: trabaja a 667 MHz, es decir, 333 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 5,3 GiB/s (de ahí el nombre PC2-5300).

PC2-6400 ó DDR2-800: trabaja a 800 MHz, es decir, 400 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 6,4 GiB/s (de ahí el nombre PC2-6400).

También existen las versiones DDR2-400, DDR2-433, DDR2-466, DDR2-500 (por la misma razón anterior, JEDEC no considera práctico DDR2 a menos de 533 MHz), DDR2-1000, DDR2-1066, DDR2-1150 y DDR2-1200.

PC3-6400 ó DDR3-800: trabaja a 800 MHz, es decir, 400 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 6,4 GiB/s (de ahí el nombre PC3-6400).

PC3-8500 ó DDR3-1066: trabaja a 1.066 MHz, es decir, 533 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 8,5 GiB/s (de ahí el nombre PC3-8500).

PC3-10600 ó DDR3-1333: trabaja a 1.333 MHz, es decir, 667 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 10,6 GiB/s (de ahí el nombre PC3-10600).

PC3-12800 ó DDR3-1600: trabaja a 1.600 MHz, es decir, 800 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 12,8 GiB/s (de ahí el nombre PC3-12800).

RDRAM (Rambus DRAM)

Memoria de gama alta basada en un protocolo propietario creado por la empresa Rambus, lo cual obliga a sus compradores a pagar regalías en concepto de uso. Esto ha hecho que el mercado se decante por la memoria DDR de uso libre, excepto algunos servidores de grandes prestaciones (Cray) y la famosa PlayStation 2. Se clasifica en:

Rambus PC600: se caracteriza por utilizar dos canales en vez de uno y ofrece unas tasas de transferencia de 1,06 GiB/s por canal => 2,12 GiB/s a una frecuencia de 266 MHz.

Rambus PC700: igual que el anterior, trabaja a una frecuencia de 356 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,42 GiB/s por canal => 2,84 GiB/s.

Rambus PC800: del mismo modo, trabaja a 400 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,6 GiB/s por canal => 3,2 GiB/s.

Aunque competidora de la DDR, la RDRAM funciona de modo muy distinto: la DDR utiliza los flancos de subida y bajada del reloj para duplicar su frecuencia efectiva (hasta DDR400) con un bus de datos de 64 bits, mientras que la RDRAM eleva la frecuencia de los chips para evitar cuellos de botella (hasta PC800) con un bus de datos de 16 bits.

ESDRAM (Enhanced SDRAM)

Esta memoria incluye una pequeña memoria estática en el interior del chip SDRAM. Con ello, las peticiones de ciertos ser resueltas por esta rápida memoria, aumentando las prestaciones. Se basa en un principio muy similar al de la memoria caché utilizada en los procesadores actuales.

Memoria SRAM (Static RAM)

Representa la abreviatura de "Static RAM" ("RAM Estática"). El hecho de ser estática quiere decir que no es necesario refrescar los datos (al contrario que la DRAM), ya que sus celdas mantienen los datos, siempre y cuando estén alimentadas. Otra de sus ventajas es su velocidad, comparable a la de los procesadores actuales. Como contraprestación, debido al elevado número de transistores por bit, las SRAM tienen un elevado precio, por lo que su uso se limita a las memorias caché de procesadores y microcontroladores.

Así, y atendiendo a la utilización de la SRAM como memoria caché de nuestros sistemas informáticos, tenemos tres tipos:

Async SRAM: memoria asíncrona y con tiempos de acceso entre 20 y 12 nanosegundos, utilizada como caché de los antiguos i386, i486 y primeros Pentium,

Sync SRAM:memoria síncrona y con un tiempo de acceso entre 12 y 8,5 nanosegundos. Muy utilizada en sistemas a 66 MHz de bus.

Pipelined SRAM: memoria síncrona con tiempos de acceso entre 8 y 4,5 nanosegundos. Tarda más que la anterior en cargar los datos, pero una vez cargados, accede a ellos con mayor rapidez.

Aspectos constructivos

Estas memorias tienen una capacidad muy reducida (entre 0 y 1024 KiB aproximadamente) en comparación con la memoria SDRAM del sistema, pero permiten aumentar significativamente el rendimiento del sistema global debido a la jerarquía de memoria. Están formadas por cuatro transistores bipolares que forman un biestable (denominado flip-flop); esta célula de almacenaje tiene dos estados estables, los cuales se utilizan para denotar 0 ó 1. Dos compuertas adicionales sirven para controlar el acceso a la célula de almacenaje durante las operaciones de lectura o escritura.

Una célula de SRAM tiene tres estados distintos en los que puede estar:

Reposo (standby): cuando no se realizan tareas de acceso al circuito,

Lectura (reading): cuando la información ha sido solicitada y

Escritura (writing): cuando se actualizan los contenidos.

Divisiones logicas

La memoria ram tiene cuatro divisiones logicas que se llaman : convencional , expandida , alta y extendida.

Memoria convencional

La memoria convencional incluye todas las direcciones entre 0 y 640 KB. Esta memoria también se denomina memoria base. En ella es donde normalmente operan los programas de msdos.

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de la DRAM almacenados en la memoria caché del sistema. Así, si el procesador requiere un dato y encuentra su dirección en la Tag RAM, va a buscarlo inmediatamente a la caché, lo que agiliza el proceso.

Memoria VRAM [editar]

Este tipo de memoria fue utilizada en las tarjetas gráficas (controladores gráficos) para poder manejar toda la información visual que le manda la CPU del sistema, y podría ser incluida dentro de la categoría de Peripheral RAM. La principal característica de esta clase de memoria es que es accesible de forma simultánea por dos dispositivos. De esta manera, es posible que la CPU grabe información en ella, mientras se leen los datos que serán visualizados en el monitor en cada momento. Por esta razón también se clasifica como Dual-Ported. No obstante, fue sustituida inicialmente por la SDRAM (más rápida y barata) y posteriormente por la DDR, DDR2, DDR3 y DDR4 (también denominada GDDR4: Graphics DDR4), más rápidas y eficientes. Se están frabicando para 2009 DDR5 con características similares a la DDR.

Memoria FRAM

La memoria FRAM (RAM Ferroeléctrica) es una memoria de estado sólido, similar a la memoria RAM, pero que contiene un funcionamiento más parecido a las antiguas memorias de ferrite. Esta memoria, en lugar de preservar la carga de un microscópico condensador, contiene dentro moléculas que preservan la información por medio de un efecto ferroeléctrico.

Características:

Tiempo de acceso corto: debido a su funcionamiento, tienen velocidades (del orden de la centena de nanosegundos) que las habilitan para trabajar como memoria principal con la mayoría de los microcontroladores.

Lectura destructiva: como todas las memorias ferroeléctricas, la lectura es destructiva. Esto no representa un problema ya que el chip se encarga de reescribir los datos luego de una lectura.

No volátiles: su funcionamiento hace prescindibles los refrescos y la alimentación para la retención de datos.

Encapsulados: se consiguen hoy en día tanto en variedades para trabajo en paralelo (para conectar a un bus de datos) como en serie (como memoria de apoyo).