LINEA DEL TIEMPO DE LAS MEMORIAS RAM
Linea del tiempo de las Memorias Ram
(Random Access Memory, RAM)
MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO
¿PARA QUE SIRVEN LAS MEMORIAS RAM?
La memoria de acceso aleatorio (Random
Access Memory, RAM) se utiliza como memoria de trabajo de computadoras y
otros dispositivos para el sistema operativo,
los programas y
la mayor parte del software. En la
RAM se cargan todas las instrucciones que ejecuta la unidad central de procesamiento (procesador) y otras
unidades del computador, además de contener los datos que manipulan los
distintos programas.
Se denominan «de acceso aleatorio» porque se puede leer o
escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier
posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder (acceso secuencial)
a la información de la manera más rápida posible.
Durante el encendido de la computadora, la rutina POST verifica que los módulos de RAM estén
conectados de manera correcta. En el caso que no existan o no se detecten los
módulos, la mayoría de tarjetas madres emiten una serie de sonidos que indican
la ausencia de memoria principal. Terminado ese proceso, la memoria BIOS puede realizar un test básico sobre la
memoria RAM indicando fallos mayores en la misma.
Uno de los primeros tipos de memoria RAM fue la
memoria de núcleo magnético, desarrollada entre 1949 y 1952 y usada en
muchos computadores hasta el desarrollo de circuitos integrados a finales de
los años 60 y principios de los 70. Esa memoria requería que cada bit estuviera
almacenado en un toroide de
material ferromagnético de algunos milímetros de diámetro, lo que resultaba en
dispositivos con una capacidad de memoria muy pequeña. Antes que eso, las
computadoras usaban relés y líneas de
retardo de varios tipos
construidas para implementar
las funciones de memoria principal con o sin acceso aleatorio
En 1969 fueron lanzadas una
de las primeras memorias RAM basadas en semiconductores de silicio por
parte de Intel con el integrado 3101 de 64 bits de
memoria y para el siguiente año se presentó una memoria DRAM de
1024 bytes,
referencia 1103 que se constituyó en un hito, ya que fue
la primera en ser comercializada con éxito, lo que significó el principio del
fin para las memorias de núcleo magnético. En comparación con los integrados de
memoria DRAM actuales, la 1103 es primitiva en varios aspectos, pero tenía un
desempeño mayor que la memoria de núcleos.
TIPOS DE MEMORIA RAM
1:/ SRAM
SRAM son las siglas de la voz inglesa Static Random Access Memory,
que significa memoria estática de acceso aleatorio (o RAM estática), para denominar a un tipo de
tecnología de memoria RAM basada en semiconductores, capaz de mantener los
datos, mientras siga alimentada, sin
necesidad de circuito de refresco. Este concepto surge en oposición al de
memoria DRAM (RAM
dinámica), con la que se denomina al tipo de tecnología RAM basada en
condensadores, que sí necesita refresco dinámico de sus cargas.
Existen dos tipos: volátiles y no
volátiles, cuya diferencia estriba en si los datos permanecen o se
volatilizan en ausencia de alimentación eléctrica.
Estas memorias son de acceso aleatorio, lo que significa que las posiciones en la memoria pueden ser escritas o leídas en cualquier
orden, independientemente de cual fuera la última posición de memoria accedida
Cada bit en una SRAM se almacena en cuatro transistores, que forman un biestable.
Este circuito biestable tiene dos estados estables, utilizados para almacenar
(representar) un 0 o un 1
MEMORIA NRAM
La memoria de acceso
aleatorio no volátil, referida a veces por sus siglas en inglés NVRAM (Non-volatile
random access memory) es un tipo de memoria de
acceso aleatorio que, como
su nombre indica, no pierde la información almacenada al cortar la alimentación
eléctrica.
Hoy día, la mayoría de
memorias NVRAM son memorias flash ya que son muy usadas para teléfonos
móviles y reproductores
portátiles de audio.
La necesidad de mantener los
datos, incluso cuando cesa la alimentación, motivó el surgimiento de diversos tipos
de memorias ROM reprogramables: eléctricamente alterables
- EAROM,
eléctricamente borrables - EEPROM,
programables y borrables - EPROM y flash EEPROM. Cada nuevo tipo mejora la facilidad de grabación y duración
de los datos,
pero distan de poder utilizarse como memoria RAM.
MRAM
La MRAM (RAM
magnetorresistiva o magnética) (en inglés: magnetoresistive
random-access memory) es un tipo de memoria no
volátil que ha estado en
desarrollo desde los años 90.
El desarrollo continuado de la tecnología existente, principalmente Flash y DRAM, han
evitado la generalización de su uso, aunque sus defensores creen que sus
ventajas son tan evidentes que antes o después se convertirá en la tecnología
dominante para todos los tipos de memorias
A diferencia de la RAM convencional los datos no se almacenan
como carga eléctrica o flujos de corriente, sino por medio de
elementos de almacenamiento
magnético. Los elementos están
formados por dos discos ferromagnéticos, cada uno de los cuales puede mantener
un campo magnético, separados por una fina capa de aislante.
Uno de los dos discos se sitúa en un imán permanente con una polaridad dada; el
otro variará para adecuarse al de un campo externo. Una malla de estas celdas forma
un chip de memoria
La escritura puede
realizarse de varias maneras. La más sencilla es que cada celda esté situada
entre dos líneas de escritura que formen un ángulo adecuado entre sí por encima
y debajo de la celda. Con la corriente se induce un campo magnético en la
unión, y este campo influye en el disco escribible. Este patrón de operación es
similar al de la memoria de
núcleo de ferrita de
los años 60. Es necesaria una cantidad significativa de corriente para generar
el campo magnético lo que limita su uso en dispositivos con necesidades de bajo
consumo. Además, conforme el tamaño se escala, los campos generados pueden
solapar varias celdas con las escrituras falsas resultantes. Este problema
parece imponer un tamaño de celda relativamente grande. Aunque se intentó
solucionar con dominios circulares y la magnetorresistencia colosal, no parece que esta solución se esté
desarrollando últimamente.
DRAM
DRAM son las siglas de la voz inglesa Dynamic Random Access Memory,
que significa memoria dinámica de acceso aleatorio (o RAM dinámica), para denominar a un tipo de
tecnología de memoria RAM basada en condensadores, los cuales pierden su carga
progresivamente, necesitando de un circuito dinámico de refrescoque,
cada cierto período, revisa dicha carga y la repone en un ciclo de refresco. En oposición a este concepto surge el de
memoria SRAM (RAM
estática), con la que se denomina al tipo de tecnología RAM basada en
semiconductores que, mientras siga alimentada, no necesita refresco
Se usa principalmente como módulos de memoria principal RAM
de ordenadores y otros dispositivos. Su principal ventaja es la posibilidad de
construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía funcionen
a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con
millones de posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por
segundo.
Como el resto de memorias RAM, es volátil, es decir, si se
interrumpe la alimentación eléctrica
La memoria dinámica fue
desarrollada en los laboratorios de IBM pasando por un proceso evolutivo que la
llevó de usar 6 transistores a sólo un condensador y un transistor, como la
memoria DRAM que conocemos hoy. La invención de esta última la hizo Robert Dennard1
quien obtuvo una patente norteamericana en 19682
por una memoria fabricada con un solo transistor de efecto de campo y un condensador.
SDRAM
SDRAM (siglas en inglés de synchronous
dynamic random-access memory, ‘memoria de acceso aleatorio síncrona y
dinámica’) es una familia de memorias dinámicas de acceso aleatorio (DRAM) que
tienen una interfaz síncrona, usadas ya desde principios de 1970
Tradicionalmente, la memoria
dinámica de acceso aleatorio DRAM tenía una interfaz asíncrona, lo que
significaba que el cambio de estado de la memoria se efectúa en un cierto
tiempo (marcado por las características de la memoria) desde que cambian sus
entradas. En cambio, en las SDRAM el cambio de estado tiene lugar en un momento
señalado por una señal de reloj y, por lo tanto, está sincronizada con el bus
de sistema del ordenado
El
reloj también permite controlar una máquina de estados finitos interna que
controla la función de "pipeline" de las
instrucciones de entrada. Esto permite que el chip tenga un patrón de operación
más complejo que la DRAM asíncrona, que no tiene una interfaz de
sincronización.
El
método de «segmentación» (pipeline) significa que el chip puede aceptar una
nueva instrucción antes de que haya terminado de procesar la anterior. En una
escritura de datos, el comando "escribir" puede ser seguido inmediatamente
por otra instrucción, sin esperar a que los datos se escriban en la matriz de
memoria. En una lectura, los datos solicitados aparecen después de un número
fijo de pulsos de reloj tras la instrucción de lectura, durante los cuales se
pueden enviar otras instrucciones adicionales. (Este retraso se llama latencia
y es un parámetro importante a considerar cuando se compra una memoria SDRAM
para un ordenador
DDR
DDR SDRAM (de
las siglas en inglés Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
es un tipo de memoria RAM, de la familia de las SDRAMusadas ya desde principios de 1990. Su primera especificación
se publicó en junio de 2000.
DDR permite a ciertos módulos de memoria RAM compuestos por
memorias síncronas (SDRAM), disponibles en encapsulado DIMM, la
capacidad de transferir simultáneamente datos por dos canales distintos en un
mismo ciclo de reloj. Los módulos DDR soportan una capacidad máxima de 1 GiB (5.52
bytes)
DDR 2
DDR2 SDRAM (de
las siglas en inglés Double Data Rate
type two Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
es un tipo de memoria RAM, de la familia de las SDRAM usadas ya desde principios de 1970
Los módulos DDR2 funcionan con 4 bits por ciclo, es decir 2 de ida y 2 de vuelta en un mismo
ciclo mejorando sustancialmente el ancho de banda potencial bajo la misma
frecuencia de una DDR SDRAM tradicional
(si una DDR a 200 MHz reales entregaba 400 MHz nominales, la DDR2 por esos
mismos 200 MHz reales entrega 800 MHz nominales). Este sistema funciona debido
a que dentro de las memorias hay un pequeño buffer que es el que guarda
la información para luego transmitirla fuera del módulo de memoria. En el caso
de la DDR convencional este buffer tomaba los 2 bits para transmitirlos en 1
sólo ciclo, lo que aumenta la frecuencia final. En las DDR2, el buffer almacena
4 bits para luego enviarlos, lo que a su vez redobla la frecuencia nominal sin
necesidad de aumentar la frecuencia real de los módulos de memoria.
Las memorias DDR2 tienen mayores latencias que
las conseguidas con las DDR convencionales, cosa que perjudicaba su
rendimiento. Reducir la latencia en las DDR2 no es fácil. El mismo hecho de que
el buffer de la memoria DDR2 pueda almacenar 4 bits para luego enviarlos es el
causante de la mayor latencia, debido a que se necesita mayor tiempo de
"escucha" por parte del buffer y mayor tiempo de trabajo por parte de
los módulos de memoria, para recopilar esos 4 bits antes de poder enviar la
información.
DDR 3
DDR3 SDRAM (de las siglas
en inglés, Double Data Rate
type three Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
es un tipo de memoria RAM, de la familia de las SDRAM usadas
desde principios de 2010.
Los DDR3 tienen 240 pines, los DIMM son físicamente incompatibles, debido a una ubicación
diferente de la muesca. DDR3 continúa la tendencia, duplicando el mínimo de
lectura o escritura en la unidad a 8 palabras consecutivas. Esto permite otra
duplicación de la velocidad de bus sin tener que cambiar la velocidad de reloj
de las operaciones internas. Para mantener las transferencias de 800-1600 Mb/s,
la matriz RAM interna tiene que realizar sólo 100-200 millones de accesos por
segundo.
·
El principal beneficio de DDR3 frente a DDR2 es la posibilidad de hacer
transferencias de datos más rápidamente, y con esto obtener velocidades de
transferencia y de bus más altas.
·
Proporciona significativas mejoras de rendimiento en niveles de bajo
voltaje, lo que conlleva una disminución global del consumo eléctrico
Se preveía, que la
tecnología DDR3 pudiera ser dos veces más rápida que la DDR2 y el alto ancho de
banda que prometía ofrecer DDR3 era la mejor opción para la combinación de un
sistema con procesadores dual-core, quad-core y hexa-Core (2, 4 y 6 núcleos por microprocesador). Las tensiones
más bajas del DDR3 (1,5 V frente 1,8 V de DDR2) ofrecen una solución térmica y
energética más eficientes.
DDR 4
DDR4 SDRAM (de
las siglas en inglés, Double Data Rate
type four Synchronous Dynamic Random-Access Memory)
es un tipo de memoria de computadora de acceso aleatorio (de la familia de las SDRAM usadas ya desde principios de 2013)
Los módulos de memoria DDR4 SDRAM tienen un total de 288
pines DIMM.23 La
velocidad de datos por pin, va de un mínimo de 1,6 Gb hasta un objetivo máximo
inicial de 3,2 Gb.4
Las memorias DDR4 SDRAM tienen un mayor rendimiento y menor
consumo que las memorias DDR predecesoras.5 Tienen un gran ancho de banda en comparación con sus
versiones anteriores
Los módulos de memoria DDR4 SDRAM tienen un total de 288
pines DIMM.23 La
velocidad de datos por pin, va de un mínimo de 1,6 Gb hasta un objetivo máximo
inicial de 3,2 Gb.4
Las memorias DDR4 SDRAM tienen un mayor rendimiento y menor
consumo que las memorias DDR predecesoras.5 Tienen un gran ancho de banda en comparación con sus
versiones anteriores
Sus principales ventajas en comparación
con DDR2 y DDR3 son una tasa más alta
de frecuencias de reloj y de transferencias de datos (2133 a 4400 MHz en
comparación con DDR3 de 1.333Mhz a 2.133MHz),6 la tensión es también
menor a sus antecesoras (1,2 a 1,05 para DDR4 y 1,5 a 1,2 para DDR3) DDR4
también apunta un cambio en la topología descartando los enfoques de doble y
triple canal, cada controlador de memoria está conectado a un módulo único
DDR 5
DDR5 SDRAM (de
las siglas en inglés, Double Data Rate
type five Synchronous Dynamic Random-Access Memory),
es la abreviatura de memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono de quinta
generación de datos.12 Se planea que DDR5 reduzca
el consumo de energía, mientras se duplica el ancho de banda pasando de 3,2
GB/s a los 6,4 GB/s, doblando también su tasa de transferencia máxima de los
25,6 GB/s de las DDR4 actuales a un máximo de 51,2 GB/s y la capacidad en
relación con la SDRAM DDR4.
El 15 de noviembre de 2018, SK Hynix anunció la
finalización de su primer chip de memoria RAM DDR5. Funciona a 5200 MT / s a
1.1 voltios.5 La DDR5
permitirá que los reguladores de voltaje sean montados directamente en los
propios módulos de memoria en vez de tener que ir en la placa base como hoy en
día.6
La frecuencia base para la RAM DDR5 será DDR5-4800.
El tamaño de la memoria que aceptarán las placas base
compatibles con DDR5 también aumentará, pasando de 12 a 16 canales. Esto
permitirá pasar del límite actual de 64 GB de las principales placas de consumo
hasta los 128 GB de RAM
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