Tipos de Memorias RAM, significado y concepto

🧠 Tipos de Memorias RAM: Funcionamiento y Evolución

📋 Descripción de la Memoria RAM

Funcionalmente la memoria es la agrupación de un gran número de registros de la misma longitud. El principal problema al construir las memorias es el diseño de la lógica de control adecuada que permita seleccionar de manera eficiente un registro de entre los muchos que forman la memoria.

Se llama ancho de palabra a la longitud del registro elemental de la memoria y suele ser, normalmente, un múltiplo de 8 bits. La memoria se define también por su tamaño en palabras, que indica el número de registros individuales que la componen. La capacidad de una memoria viene determinada por el producto de su tamaño por el ancho de palabra. Se suele emplear el Byte como unidad y los múltiplos del Byte: KiloByte, MegaByte, GigaByte, TeraByte, etc.

Si se tiene una memoria de un tamaño de N palabras, la dirección de cada palabra será un valor entero, comprendido entre 0 y N-1. Es habitual que se empleen para la dirección números binarios de m bits, donde se cumple 2^M > N. La memoria funcionalmente es como la evolución natural de los esquemas de biestable y el registro.

⏳ Operaciones de Lectura y Escritura

En una memoria se pueden realizar dos operaciones básicas: lectura y escritura para las que las que se cuenta con sus respectivas señales:

• Lectura: Se manda una dirección y la memoria devuelve la información previamente grabada en el registro seleccionado, mostrándola en la salida de Datos leídos.
• Escritura: Se manda también una dirección, y además un dato a través de la señal de entrada de Datos a escribir; la memoria se encarga de grabar o cargar el dato en el registro correspondiente.

Las señales de Lectura y Escritura se consideran señales de sincronismo. Estas operaciones no se realizan de forma instantánea; existe lo que llamamos el tiempo de ciclo que mide la duración máxima de cada operación y mide la velocidad operativa de la misma. Las memorias generan también una señal denominada Fin de ciclo, que marca el instante preciso en la que la operación ha finalizado (se activa al cabo de un ciclo completo).

La memoria de acceso aleatorio (RAM) se denomina así porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, sin necesidad de seguir un orden. Durante el encendido, la rutina POST verifica los módulos; si no existen, la mayoría de tarjetas madres emiten una serie de pitidos.

🚀 Evolución de las Memorias (RAM)

DDR SDRAM

Fueron primero adoptadas de sistemas equipados con procesadores AMD Athlon. Intel con su Pentium 4 en un principio utilizó únicamente memorias RAMBUS, más costosas. Ante el avance en DDR SDRAM, Intel se vio obligado a cambiar su estrategia y utilizar memoria DDR, lo que permitió competir en precio. DDR permite a ciertos módulos la capacidad de transferir simultáneamente datos por dos canales distintos en un mismo ciclo del reloj. Características: Una sola muesca, 184 terminales y opera con 2.5 volts.

DDR2 SDRAM

Los módulos DDR2 son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo (2 de ida y 2 de vuelta). Esto funciona debido a que dentro de las memorias hay un pequeño buffer que guarda la información para luego transmitirla. En la DDR convencional este buffer trabajaba tomando 2 bits, mientras que en la DDR2 el buffer almacena 4 bits para enviarlos, redoblando la frecuencia nominal sin aumentar la real.

Desventaja: Tienen mayores latencias que las DDR convencionales. El hecho de que el buffer almacene 4 bits es el causante de la mayor latencia, debido a que se necesita mayor tiempo de «escucha» por parte del buffer para recopilar esos bits antes de enviar la información. Operan a 1.8 voltios.

DDR3 SDRAM

Permite usar integrados de 1 MiB a 8 GiB, siendo posible fabricar módulos de hasta 16 Gib. Tienen 240 contactos (igual que DDR2) pero son físicamente incompatibles por la ubicación de la muesca. Sus tensiones más bajas (1.5 V) ofrecen una solución térmica y energética más eficiente. Latencias típicas: 7-7-7-20 para DDR3-1066.

DDR4 SDRAM

Samsung anunció que estos módulos serán hasta un 40% más eficientes en consumo energético. Tienen un total de 288 pines DIMM. La velocidad va de 1.6 GT/s hasta 3.2 GT/s. Ventajas: Tasa más alta de frecuencias (2133 a 4266 MT/s). Desventaja: No es compatible con versiones anteriores por voltajes (1.2V) e interfaz física.

🎮 GDDR5 SGRAM (Memorias Gráficas)

Específica para tarjetas gráficas de alto rendimiento. Soporta anchos de banda de hasta 20GB/s en un bus de 32bits. ATI fue la primera compañía en usarla en la Radeon HD 4870. Hoy se usa en gamas GTS/GTX de Nvidia (series 400 a 900) y Sony la utiliza como RAM del sistema en su PlayStation 4. Usa un prefetch de 8n para alcanzar altos anchos de banda.

Espero que la información os sea de ayuda. 👍
Blog apuntesjulio.com