La memoria RAM, sono dispositivi per l’archiviazione veloce di dati per computer ad accesso casuale che consente di poter leggere e di scrivere tutti i dati indipendentemente dalla loro posizione fisica all’interno della memoria. Questa, sostanzialmente, è la spiegazione di che cos’è la memoria RAM.
Con il termine “RAM”, in informatica questo acronimo proviene dall’inglese e significa: “Random Access Memory“. La RAM è una tipologia di memoria ad accesso casuale che è caratterizzata dall’accesso rapido e diretto ai dati. A cosa serve la memoria RAM? Serve per mantenere in memoria i dati che il processore può elaborare più velocemente.
Le istruzioni vengono scritte ed elaborate molto più velocemente che su qualsiasi altro dispositivo di memoria. Una volta che il processore elabora i dati della memoria RAM, vengono subito cancellati.
Indice
Memoria RAM e altri supporti di archiviazione
Gli altri supporti di archiviazione dati ad accesso diretto come gli hard disk e i lettori CD, DVD e masterizzatori, hanno un tempo richiesto per leggere e scrivere i dati che varia in modo significativo a seconda della loro posizione fisica sul supporto di registrazione. Queste velocità che variano sono a causa di alcune limitazioni meccaniche come la velocità di rotazione dei supporti e il movimento del loro meccanismo interno.
La memoria RAM è normalmente associata a tipi di memoria volatile come i moduli DRAM in cui le informazioni memorizzate vengono perse se viene rimossa l’alimentazione. Esiste anche la memoria RAM non volatile e altri tipi di memorie non volatile che consentono l’accesso casuale per le operazioni di lettura ma non consentono operazioni di scrittura o possono avere altri tipi di limitazioni.
Storia della RAM
I chip della memoria RAM a circuito integrato sono stati introdotti sul mercato nei primi anni ’70. Il primo chip DRAM disponibile in commercio è stato l’Intel 1103 che è stato commercializzato per la prima volta nell’ottobre del 1970. I primi computer utilizzavano dei relè, dei contatori meccanici o delle linee di ritardo per le funzioni di memoria principale.
Le linee di ritardo possono soltanto riprodurre i dati nell’ordine in cui sono stati scritti. La prima forma pratica di memoria ad accesso casuale era il tubo di Williams a partire dal 1947. Questa memoria conservava i dati come punti caricati elettricamente sulla faccia di un tubo a raggi catodici.
La capacità del tubo di Williams variava da poche centinaia a circa un migliaio di bit, ma era molto più piccola, più veloce e più efficiente dal punto di vista energetico rispetto all’utilizzo dei singoli fermi del tubo a vuoto.
Il tubo Williams è stato sviluppato presso l’Università di Manchester in Inghilterra e fornì il mezzo su cui il primo programma memorizzato elettronicamente fu implementato su un computer che per primo gestì con successo un software il 21 giugno del 1948.
La memoria dinamica ad accesso casuale DRAM ha permesso la sostituzione di un circuito a quattro o sei transistor aumentando notevolmente la densità di memoria. I dati venivano memorizzati nella minuscola capacità di ciascun transistor e dovevano essere periodicamente aggiornati ogni pochi millisecondi prima che la carica potesse fuoriuscire.
Memoria ad accesso casuale
Le due forme ampiamente utilizzate della moderna memoria RAM sono la statica SRAM e la dinamica DRAM. La SRAM è un bit di dati che viene memorizzato utilizzando lo stato di una cella di memoria a sei transistor. Questa forma di RAM è più costosa da produrre, ma è generalmente più veloce e richiede meno potenza dinamica rispetto alla DRAM.
Nei computer moderni, la SRAM viene spesso utilizzata come memoria cache per il processore. La DRAM memorizza i dati usando una coppia di transistor e condensatori che insieme costituiscono una cella DRAM. Poiché questa forma di memoria è meno costosa da produrre rispetto alla RAM statica, è la forma predominante di memoria utilizzata nei computer moderni.
Sia la RAM statica che quella dinamica sono considerate volatili in quanto il loro stato viene perso o ripristinato quando l’alimentazione viene rimossa dal sistema. Al contrario, la memoria di sola lettura ROM memorizza i dati abilitando o disabilitando permanentemente i transistor selezionati. In questo modo, la memoria non può essere modificata.
Le varianti scrivibili della ROM come la EEPROM e la memoria flash, condividono le proprietà sia della ROM che della RAM. Consentendo ai dati di rimanere senza alimentazione e di essere aggiornati senza richiedere apparecchiature speciali.
Queste forme persistenti di ROM a semiconduttori sono incluse nelle unità flash USB, schede di memoria per fotocamere e dispositivi portatili e unità a stato solido (SSD). La memoria ECC che può essere SRAM o DRAM, includono circuiti speciali per rilevare o correggere errori casuali nei dati memorizzati utilizzando bit di parità o codici di correzione degli errori.
In generale, il termine RAM si riferisce esclusivamente ai dispositivi di memoria a stato solido come DRAM o SRAM e più specificamente alla memoria principale nella maggior parte dei computer. Nella memoria ottica, il termine DVD-RAM è un po ‘approssimativo in quanto, a differenza di CD-RW o DVD-RW, non è necessario cancellarla prima del riutilizzo.
Tuttavia, un DVD-RAM si comporta in modo molto simile a un’unità disco rigido anche se un po ‘più lenta.
L’evoluzione della memoria RAM: Le DDR4
Fin dalla comparsa dei primi moduli di memoria RAM nella storia, l’evoluzione di questi moduli non si è mai fermata. Ad oggi, questi moduli hanno subito molte evoluzioni che li hanno portati a raggiungere altissimi livelli di prestazioni che gli consentono di portare a termine enormi carichi di lavoro. Le memorie RAM di ultima generazione sono le SDRAM DDR4 che vanno a sostituire le precedenti DDR3.
La RAM DDR4 ha una frequenza di trasferimento che attualmente è di almeno 2133 MHz e hanno la possibilità di poter compiere i trasferimenti di dati su due canali simultaneamente. La loro corrente di funzionamento è di 1,2 Volt, più bassa delle precedenti DDR3 che era di circa 1,5 Volt.
Sostanzialmente, l’evoluzione della memoria RAM ha portato questi moduli di memoria a diventare sempre più veloci ma soprattutto con consumi energetici sempre più bassi. La differenza tra DDR3 e DDR4 è piuttosto sostanziale, nell’attacco che per le DDR4 sono di 288 pin, nella quantità di memoria, nei consumi energetici, nelle dimensioni e nelle prestazioni.
Cella di memoria
La cella di memoria è la componente fondamentale della memoria del computer. La SRAM è una cella di memoria, solitamente implementata utilizzando i FET. Ciò significa che la SRAM richiede una potenza molto bassa quando non vi si accede, ma è costosa e ha una bassa densità di memorizzazione. La DRAM invece, è basata su un condensatore.
Caricare e scaricare questo condensatore può memorizzare zero o uno nella cella. Tuttavia, la carica in questo condensatore perde lentamente e deve essere aggiornata periodicamente. A causa di questo processo di aggiornamento, la DRAM utilizza più energia, ma può raggiungere una maggiore densità di storage e costi unitari inferiori rispetto alla SRAM.
Memoria video VRAM
La memoria RAM video, o VRAM, è in sostanza una variante a doppia porta della RAM dinamica “DRAM” che una volta veniva comunemente utilizzata per archiviare il framebuffer negli adattatori grafici. Il primo utilizzo commerciale della VRAM era in un adattatore grafico ad alta risoluzione introdotto nel 1986 dalla IBM che stabiliva un nuovo standard per i display grafici.
Prima dello sviluppo della VRAM, la memoria a doppia porta era piuttosto costosa. Il suo prezzo limitava la grafica bitmap a risoluzione più elevata alle workstation di fascia alta. La VRAM ha migliorato il throughput complessivo del framebuffer, consentendo una grafica a basso costo, ad alta risoluzione e ad alta velocità.
I moderni sistemi operativi basati su GUI hanno beneficiato della VRAM come componente chiave per la proliferazione delle interfacce utente grafiche in tutto il mondo in quel momento. La VRAM ha due set di pin di output dei dati e due porte che possono essere utilizzate contemporaneamente. La prima porta, la porta DRAM, è accessibile dal computer host in un modo molto simile alla DRAM tradizionale.
La seconda porta, la porta video, è in genere di sola lettura ed è dedicata a fornire un canale dati serializzato ad alta velocità e throughput per il chipset grafico. La memoria video VRAM ha un accesso simultaneo ai dati in lettura e in scrittura. La sostanziale differenza fra la memoria video VRAM e la DRAM è nel loro funzionamento.
Ad esempio, la memoria RAM DDR4 legge un’intera stringa di dati provocandone la cancellazione dei dati letti mentre la VRAM integra i dati letti ma non utilizzati che possono essere depositati fino a quando non saranno inviati all’uscita video.
Esempi di moduli di memoria RAM
Alcuni esempi di moduli di memoria RAM DDR4 con disponibilità e prezzi:
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