Guía de tipos de memoria RAM

La gran mayoría de dispositivos electrónicos actuales requieren del uso de memorias RAM. Echa un vistazo sin más a tu dispositivo favorito (ya sea un móvil, tableta, ordenador de escritorio, portátiles, calculadoras gráficas, TV, etc), y encontrarás sin dudas información acerca de su memoria RAM. Si bien todas las memorias RAM apuntan a cumplir con un mismo propósito, actualmente existen diferentes tipos de módulos disponibles en el mercado.

• RAM Estática (SRAM)
• RAM Dinámica (DRAM)
• RAM de acceso aleatorio síncrona y dinámica (SDRAM)
• SDRAM de tasa de datos simple (SDR SDRAM)
• SDRAM de tasa de datos doble (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
• RAM de doble tasa de transferencia de datos gráficos (GDDR SDRAM, GDDR 2, GDDR 3, GDDR4, GDDR5)
• Memoria Flash

¿Qué es la RAM?

El acrónimo RAM corresponde al término Random Acces Memory o Memoria de Acceso Aleatorio, y se trata de un componente capaz de brindar a nuestro ordenador el espacio virtual necesario para administrar información y resolver problemas en el momento. Podríamos pensar la RAM como un papel de notas reutilizable en el cual plasmaríamos anotaciones, números, o dibujos con un lápiz. En caso de quedarnos sin espacio en el papel, nos veríamos obligados a borrar aquello que ya no consideremos necesario y así hacernos más espacio; la memoria RAM trabaja de manera similar a ello, en especial al requerir de más espacio para lidiar con información temporal (como al ejecutar programas/juegos). Piezas de papel más grandes nos permitirán escribir más ideas al mismo tiempo antes de vernos obligados a borrar información; lo mismo aplica para la memoria RAM en nuestro ordenador, a mayor cantidad de RAM, mayor capacidad de escritura.

Las memorias RAM se presentan en una variedad de formas (de las cuales dependerá la manera para su conexión física con el ordenador), capacidad (medida en MB o GB), velocidad (medida en MHz o GHz), y arquitectura. Estos y otros aspectos son de gran relevancia a la hora de pensar en actualizar nuestro sistema con nueva memoria RAM, ya que el sistema (hardware y placa madre) deberán presentar una estricta compatibilidad con los módulos. Por ejemplo:

• Generaciones más antiguas de ordenadores por lo general no presentarán compatibilidad con aquellos tipos de tecnologías RAM actuales.
• Las memorias para ordenadores portátiles no son compatibles con ordenadores de escritorio (y viceversa).
• En la gran mayoría de casos, un sistema no contará con la habilidad de mezclar diferentes tipos/generaciones de RAM en un mismo ordenador.

RAM Estática (RAM)

• Tiempo en el mercado: 1990’s a la actualidad.
• Productos populares implementando SRAM: Cámaras digitales, routers, impresoras, pantallas LCD

Tratándose de uno de los dos tipos de memorias básicas, las SRAM requieren una corriente de alimentación constante para su funcionamiento. Debido a esta alimentación continua, las SRAM no se ven obligadas a ser “actualizadas” de manera tal de recordar los datos almacenados. Es por esto que las memorias SRAM se califican como “estáticas” – ningún cambio o acción es necesario para mantener sus datos intáctos.

Sin embargo, las SRAM son memorias de tipo volátil, lo cual implica que todos los datos almacenados en el módulo se perderán al momento de cortar el suministro de energía.

Las ventajas que supone el uso de memorias SRAM (respecto al tipo DRAM) son un menor consumo energético y una mayor velocidad de acceso. Las desventajas de las memorias SRAM, en oposición a las DRAM son su menor capacidad de memoria y mayores costos de fabricación. Teniendo en cuenta estas características, los módulos de tipo SRAM son empleados en:

• Caché de CPU (L1, L2, L3, por ejemplo)
• Caché/buffer de discos duros
• Conversores de digital a analógico en tarjetas de vídeo (DAC)

RAM dinámica (DRAM)

• Tiempo en el mercado: 1970’s a mediados de 1990’s
• Productos populares empleando DRAM: Consolas de videojuegos, hardware de redes

El segundo tipo de memoria básica requiere de una “actualización” energética periódica de manera tal de funcionar. Los capacitores encargados de almacenar datos en memorias DRAM descargan energía de manera gradual; un corte total de energía implicaría una pérdida total de datos. Es por esto que los módulos DRAM son denominados como “dinámicos” – se requiere de cambios o acciones constantes para mantener intactos sus datos. Las DRAM son también memorias de tipo volátil, lo cual implica que todos los datos almacenados se perderán una vez que el suministro de energía se corte.

Las ventajas del uso de memorias DRAM sobre memorias SRAM son su menor costo de fabricación y su mayor capacidad de memoria. Por su parte, las desventajas de las memorias DRAM respecto a módulos SRAM son su velocidad de acceso más lento y su mayor consumo de energía. Teniendo en cuenta estas características, las memorias de tipo DRAM son empleadas típicamente en:

• Memoria de sistema
• Memoria de gráficos de vídeo

En la década de 1990, se desarrolló un módulo llamado Extended Data Out Dynamic RAM (EDO DRAM), seguido por su evolución, conocida como Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Estos tipos de memoria fueron bastante interesantes debido a su mayor eficiencia/desempeño a costos menores. Sin embargo, la tecnología cruzó la línea de la obsolescencia con el desarrollo de la memoria SDRAM.

RAM de acceso aleatorio síncrona y dinámica (SDRAM)

• Tiempo en el mercado: 1993 a la actualidad
• Productos populares implementando SDRAM: memorias de ordenadores, consolas de videojuego

SDRAM es una clasificación de memorias DRAM operando de manera sincronizada con el reloj del CPU, lo cual implica que estas aguardarán a la señal del reloj antes de responder al ingreso de datos. En contraste a ello, las DRAM son asincrónicas, lo que significa que estas responden de manera inmediata al ingreso de datos. Pero los beneficios de una operación sincronizada yacen en que el CPU tendrá la capacidad de procesar instrucciones superpuestas en paralelo, algo conocido como “pipelining”- la habilidad de recibir (leer) una instrucción nueva antes que la instrucción previa se encuentre resuelta (escrita).

Si bien el fenómeno de pipelining no afecta el tiempo requerido para procesar instrucciones, este permitirá completar una mayor cantidad de instrucciones de manera simultánea. Procesar una instrucción de lectura y una de escritura por cada ciclo de reloj llevará al CPU a lograr una mayor tasa de transferencia/desempeño. Las SDRAM cuentan con soporte para pipelining debido al modo en el cual su memoria es dividida en diferentes bancos, lo cual explica la preferencia generalizada de este tipo de módulos en comparación a aquellas DRAM básicas.

SDRAM de Tasa de datos simple (SDR SDRAM)

• Tiempo en el mercado: 1993 a la actualidad
• Productos populares implementando SDR SDRAM: memorias de ordenadores, consolas de videojuegos

SDR SDRAM es el término expandido de SDRAM – ambos términos se refieren al mismo módulo, aunque el término SDRAM es el más empleado.“Tasa de datos simple” hace referencia al modo en el cual la memoria procesa una instrucción de lectura y una de escritura por cada ciclo de reloj. Este rotulo ayuda a clarificar comparaciones entre SDR SDRAM y DDR SDRAM:

• DDR SDRAM es en esencia la segunda generación de módulos SDR SDRAM

SDRAM de tasa de datos doble

• Tiempo en el mercado: 2000 a la actualidad
• Productos populares implementando DDR SDRAM: memorias de ordenadores

Los módulos DDR SDRAM operan de manera similar a aquellos SDR SDRAM, aunque a una velocidad duplicada. Los módulos DDR SDRAM son capaces de procesar instrucciones de dos lecturas y dos escrituras por ciclo de reloj (lo cual explica su desempeño por duplicado).

Si bien cuentan con una función similar, los módulos DDR SDRAM exhiben diferencias físicas (184 pines y un único punto en el conector) en comparación con aquellos SDR SDRAM (168 pines y dos puntos en su conector). Las memorias DDR SDRAM también trabajan a un nivel de voltaje menor al estándar (2.5 V en relación a 3.3 V), descartando toda posibilidad de compatibilidad con módulos SDR SDRAM.

• DDR2 SDRAM es la actualización evolutiva de las DDR SDRAM. Si bien también cuentan con una tasa de datos doble (procesando instrucciones de dos lecturas y dos escrituras por ciclo de reloj), los módulos DDR2 SDRAM son más veloces debido a su capacidad de trabajar a una velocidad de reloj más elevada. Módulos de memoria DDR estándar (no aquellos overclockeados) alcanzan unos 200 MHz de velocidad reloj, mientras que aquellos DDR2 estándar se extienden hasta los 533 MHz. Las memorias DDR2 SDRAM corren a un voltaje menor (1.8 V) con más pines (240), lo cual descarta su compatibilidad con aquellas DDR SDRAM.
• Las memorias DDR3 SDRAM exhiben un desempeño mejorado en relación a módulos DDR SDRAM gracias a un procesamiento de señales avanzado, mayor capacidad de memoria, menor consumo energético (1.5 V) y una velocidad de reloj estándar más elevada (hasta 800 MHz). A pesar que los módulos DDR3 SDRAM comparte el mismo número de pines con aquellos DDR2 SDRAM (240), todos sus otros aspectos impiden una compatibilidad mutua.
• Las memorias DDR4 SDRAM exhiben un desempeño mejorado respecto a aquellas DDR3 SDRAM gracias a un procesamiento de señal más avanzado, aún mayor capacidad de memoria, un menor consumo energético (1.2 V), y una mayor velocidad de reloj (hasta los 1600 MHz). Los módulos DDR4 SDRAM cuentan con una configuración de 288 pines, lo cual descarta su compatibilidad con otros tipos de RAM.

RAM de doble tasa de transferencia de datos gráficos (GDDR SDRAM)

• Tiempo en el mercado: 2003 a la actualidad
• Productos populares empleando GDDR SDRAM: tarjetas gráficas, ciertas tabletas

Las memorias GDDR SDRAM son un tipo de DDR SDRAM específicamente diseñadas para la interpretación de gráficos, típicamente en conjunto con una GPU dedicada (unidad de procesamiento gráfico) en una tarjeta gráfica. Los juegos de ordenadores actuales se caracterizan por la presencia de entornos increíblemente realistas en alta definición, por lo general requiriendo de elevados requerimientos de sistema y las mejores tarjetas gráficas (en especial pensando en el uso de resoluciones a 720p o 1080p).

• De manera similar a los módulos DDR SDRAM, las memorias GDDR SDRAM cuentan con su propia línea de evolución (mejorando desempeño y reduciendo su consumo energético): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM, y GDDR5 SDRAM.

A pesar de compartir características muy similares con los módulos DDR SDRAM, aquellos GDDR SDRAM no son exactamente lo mismo. Existen diferencias notables en el modo en el cual los GDDR SDRAM operan, en particular teniendo en cuenta como el ancho de banda es favorecido por sobre el nivel de latencia. Las memorias GDDR SDRAM se caracterizan por procesar enormes cantidades de información (ancho de banda), pero no necesariamente a la velocidad más elevada (latencia) – imaginemos una autopista de 16 carriles con un limite de velocidad fijado a unas 55 MPH.

Comparativamente, los módulos DDR SDRAM se caracterizan por contar con una latencia baja de manera tal de responder de manera inmediata al CPU – imaginemos en este caso una autopista de 2 carriles con un límite de velocidad de 85 MPH.

Memorias Flash

• Tiempo en el mercado: 1984 a la actualidad
• Productos populares empleando Memorias Flash: cámaras digitales, móviles/tabletas, videojuegos de mano/juguetes

Las memorias flash son un tipo de medio de almacenamiento no volátil capaz de retener toda la información luego de cortado su suministro de energía. A pesar de su nombre, las memorias flash se acercan en forma y operación (almacenamiento y transferencia de datos) a los discos duros de estado sólido. Las memorias flash son comúnmente empleadas en:

• Unidades flash USB
• Impresoras
• Reproductores de medios portátiles
• Tarjetas de memoria
• Dispositivos electrónicos pequeños/juguetes
• PDAs

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