Tipus de memòria RAM: tot el que necessites saber sobre la memòria principal

La memòria RAM d'un ordinador és un dels elements més importants i més cobejats, ja que aporta velocitat al teu sistema. A més, hi ha molts tipus de memòria RAM, i cada un té unes característiques determinades que l'usuari ha de vigilar per saber si el mòdul és compatible o no amb el seu equip o si aportarà més o menys rendiment. Moltes d'aquestes característiques tècniques són totalment desconegudes per a la major part d'usuaris.

Per això, en aquest article et mostro tot el que necessites saber sobre la memòria RAM, perquè la propera vegada que compris un mòdul per ampliar la memòria del teu equip no tingui secrets per a tu. si vols convertir-te en tot un «expert» en memòries de tipus RAM, segueix llegint ...

Una mica d'història

Antecedents

Els ordinadors necessiten una memòria per emmagatzemar els programes (dades i instruccions). En un inici, els ordinadors dels anys 30 usaven targetes perforades. Eren unes làmines de cartolina o un altre material amb uns orificis fets estratègicament perquè l'ordinador pogués interpretar aquests orificis com un codi binari. D'aquesta manera es carregaven els programes. Va ser una dona la que va idear aquestes targetes perforades, concretament Ada Lovelace (Ada Byron). Ada va ser considerada com la primera programadora de la història, pels seus treballs per fer útil la famosa màquina analítica de Charles Babbage.

A poc a poc les màquines van anar evolucionant. Amb l'arribada de l'ENIAC, el 1946, usava vàlvules de buit per construir memòries amb biestables. Aquestes vàlvules generaven molts problemes per la seva poca fiabilitat, la seva arquitectura era similar a les bombetes i es fonien com aquestes, de manera que calia substituir-les amb freqüència. A més, s'escalfaven i consumien grans quantitats d'energia.

Es necessitava alguna cosa diferent en l'electrònica si es volia progressar. El 1953 es comencen a usar-se les memòries de ferrita. I no va ser fins a 1968 quan IBM va dissenyar la primera memòria basada en semiconductors. Aquesta memòria d'estat sòlid resolia els problemes de les anteriors, aportant major fiabilitat, durabilitat i amb més rapidesa. Tenia una capacitat de 64 bits, però el més interessant és que els primers xips de memòria havien arribat per quedar-se.

Durant bona part de la història es van usar diferents formats de memòria, Com les cintes magnètiques, disquets, mitjans òptics (CD, DVD, ...), els primers discos durs magnètics (HDD), memòries semiconductores (SSD, RAM, registres, memòria intermèdia / cache, ROM, ...), etc.

Arribats a aquest punt, cal dir que en el passat només s'usava un nivell de memòria. Una memòria central que era on es trobava el programa. Però amb formi evolucionava la computació es van anar incloent també altres memòries programables de diversos tipus fins a l'aparició de memòries ràpides com la RAM.

L'arribada de la RAM

Quan va arribar la RAM, els ordinadors van començar a tenir dos nivells de memòria. D'una banda estava una memòria de més capacitat, menor velocitat i més barata, com memòria secundària. Aquesta memòria secundària és el disc dur, que actualment ha anat evolucionant des dels discs durs magnètics (HDD), fins als actuals discs durs d'estat sòlid basats en semiconductors o SSD.

Mentre que la memòria principal o primària és la que denominem com RAM (Random Access Memory o Memòria d'Accés Aleatori). Aquesta memòria és diverses vegades més ràpida que la memòria secundària, però la seva capacitat és bastant inferior, ja que el seu preu és més elevat i no era pràctic tenir capacitats molt grans.

Complementant la memòria secundària d'alta capacitat per emmagatzemar els nostres programes i dades, amb una memòria més ràpida intermèdia entre la secundària i la unitat de processament, es pot aportar una velocitat extra sense renunciar a una alta capacitat. En la memòria RAM s'aniran carregant les instruccions i dades dels processos o programes en execució perquè la CPU pugui accedir-hi sense realitzar operacions d'accés sobre la memòria secundària, que resultaria molt més lent.

A més, la RAM és un tipus de memòria volàtil que perd el seu contingut si es retira el subministrament elèctric. No seria pràctic tenir només aquest tipus de memòria, ja que cada vegada que s'apagui l'equip es perdria tot. Per això, les memòries secundàries segueixen sent tan necessàries. Elles són memòries permanents que no necessiten tenir subministrament elèctric constant per emmagatzemar els valors.

Si t'agrada la història, la línia temporal de la RAM resumida és:

• Una de les primeres memòries RAM va ser la de nucli magnètic de 1949. Cada bit s'emmagatzemava en un toroide de material ferromagnètic. Cada peça tenia uns mil·límetres de diàmetre, per tant, ocupava força espai i limitava la capacitat. Però sens dubte, era millor que els relés i línies de retard per a aquest tipus de memòries d'accés aleatori.
• El 1969 vindrien les primeres RAMs creades amb semiconductors d'Intel. Amb xips com el 3101 de 64 bits. A l'any següent es va presentar la memòria tipus DRAM d'1 KB (xip 1103), assentant les bases de les actuals memòries d'accés aleatori. De fet, la DRAM es transformaria en l'estàndard, així que l'invent d'IBM s'havia imposat en la indústria.
• Anys més tard seguirien miniaturizándose, amb xips cada vegada amb més capacitat i rendiment, fins que van començar a rebutjar els SIPP i DIPs per començar a usar els actuals mòduls SIMM (Single In-line Memory Module), és a dir, mòduls amb tots els contactes en un sol costat. Això permetia canviar fàcilment la memòria RAM i afegir com si fossin targetes d'expansió.
• A la fi dels anys 80, la tecnologia dels processadors va fer que fossin molt més ràpids que les RAMs, el que generava importants colls d'ampolla. Es necessitava augmentar l'ample de banda i velocitat d'accés dels endarrerits xips de memòria.
• nombroses tecnologies van començar a arribar per minimitzar aquest coll d'ampolla, com la tecnologia FPM RAM (Fast Page Mode RAM), inspirada pel Burst Mode dels Intel 80486. Una manera d'adreçament que millorava l'accés, amb temps d'accés de 70 o 60 ns .
• EDO RAM, o Extended Data Output, vindria el 1994 amb temps d'accés de 40 o 30 ns. Una millora basada en aquesta va ser la BEDO, Burst EDO, aconseguint una millora de l'50% respecte a l'EDO.
• Els memòries més ràpides eren les dels microprocessadors, com els registres basats en cel·les SRAM (Static RAM). Però són extremadament cares per aconseguir grans capacitats amb elles, pel que no eren pràctiques tot i el terrible rendiment que tenen. Per això eren relegades a petits buffers o registres de la CPU molt petits. Per això, les MDO, BEDO, FPM, seguien sent de tipus DRAM.
• El 1992, Samsung crea el primer xip comercial SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), l'actual estàndard.
• A partir d'aquí, totes les RAMs es basaven en cel·les SDRAM de memòria. Una de les primeres a aparèixer va ser la Rambus d'Intel, que va passar sense pena ni glòria enfront de les més barates SDR RAM (Single Data Rate RAM).
• Per millorar les prestacions de les anteriors i no elevar el preu com en el cas de Rambus, arribaria la DDR (Dual Data Rate). La DDR permetia transferir per dos canals alhora en cada cicle de rellotge, doblant el rendiment de la SDR.
• I a partir de la DDR, ja saps com ha seguit la història amb l'aparició de la DDR2, DDR3, DDR4, DDR5, ...

... però no era suficient

La computació demanda cada vegada més i més rendiment. els HDDs han evolucionat als SSDs molt més ràpids. I els microprocessadors van començar a incloure les seves pròpies memòries ràpides entre les unitats funcionals i la RAM. D'aquesta forma, poden carregar-les amb dades i instruccions per a un accés molt més immediat en comptes d'haver d'anar directament a la RAM cada vegada que necessitin alguna cosa.

Aquestes memòries a què em refereixo són la memòria cau, Una memòria intermèdia que actua com buffer entre la CPU i la RAM. Cal dir que en el passat es podien comprar mòduls memòria cau com els RAM, i que podies afegir si volies al teu equip. Una cosa així com els antics coprocessadors o FPUs, que no s'integraven dins el propi xip de la CPU. Però amb el temps, es van anar integrant en el propi package de el processador (vegeu per exemple l'Intel Pentium Pro) i finalment formar part de la mateixa CI com en els actuals microprocessadors.

Aquestes memòries cache han anat creixent en nivells, Com els actuals L1 (unificat o separat per a instruccions / dades), la L2 unificada, l'L3, etc. I no només això, fora de l'microprocessador també es treballa per accelerar d'alguna manera l'accés a dades i instruccions, com són els mòduls Intel Octans i altres tipus de memòries intermèdies, però això és una altra història ...

DDR SDRAM

Havent-te posat en antecedents, ja saps el camí pres fins a l'arribada de la DDR SDRAM actual. Ara, anem a veure els tipus que existeixen i les seves característiques. Cal dir, que enfront dels Intel Pentium 4 que usaven la seva RAMBUS principalment, els AMD Athlon van ser els primers a donar suport a la DDR, més barata. Enfront de les vendes i rendiment dels equips basats en AMD, Intel es va veure forçat a adoptar també la DDR ...

Tipus

Segons la versió de DDR

Els versions de DDR permeten rendiments dispars:

• DDR: PC-xxxx indica l'ample de banda de la lliçó, si per exemple és de PC-1600, això resulta de multiplicar 100.000.000 hz (100 MHz de bus) x 2 (a l'ésser Dual Data Rate) x 8 bytes = 1600 MB / so 1.6 GB / s de transferència.
  • DDR-200 (PC-1600): amb bus de 100 MHz i E / S de 200 MHz. El seu nom prové dels seus 1600 MB / so 1.6 GB / s de transferència.
  • DDR-266 (PC-2100): amb bus de 133 MHz i E / S de 266 MHz. Amb capacitat de transferència de 2.1 GB / s.
  • DDR-333 (PC-2700): amb bus de 166 MHz i E / S de 333 MHz. Amb una capacitat de transferència de 2.7 GB / s.
  • DDR-400 (PC-3200): amb bus de 200 MHz i E / S de 400 MHz. Amb un total de 3.2 GB / s de transferència màxima.
• DDR2: Funciona amb 4 bits per cicle, és a dir, 2 d'anada i 2 de tornada. Això millora el potencial de l'DDR1 anterior.
  • Des DDR2-333 (PC2-2600): treballa amb 100 MHz de bus base, amb un E / S de 166 MHz, el que li dóna una capacitat de transferència de 2.6 GB / s. Temps d'accés de 10 ns.
  • Fins DDR2-1200 (PC2-9600): el bus s'eleva a 300 MHz, 600 MHz per E / S i transferència de 9.6 GB / s. Temps d'accés de 3,3ns.
• DDR3: Permet major velocitat de transferència i velocitat de treball enfront de l'DDR2, encara que la latència és més gran.
  • Des DDR3-1066 (PC3-8500): bus de 133 MHz, I / S de 533 MHz, transferències de 8.5 GB / s. Temps d'accés de 7.5 ns.
  • Fins DDR3-2200 (PC3-18000): bus de 350 MHz, I / S de 1100 MHz, i transferències de 18 GB / s. Temps d'accés de 3.3 ns.
• DDR4: Menor tensió d'alimentació i major taxa de transferència davant de les anteriors. Desgraciadament té una major latència, el que redueix el seu rendiment en igualtat de condicions.
  • Des DDR4-1600 (PC4-12800): amb un bus base de 200 MHz, I / S de 1600 MHz, i transferències de 12.8 GB / s.
  • Fins DDR4-2666 (PC4-21300): amb bus base 333 MHz, I / S de 2666 MHz, i transferències de 21.3 GB / s.
• DDR5, DDR6, DDR7 ...: El futur pròxim.

Segons el tipus de mòdul

Els mòduls SIMM van evolucionar fins als DIMM actuals, Que es divideixen en:

• DIMM (Dual In-line Memory Module): Un mòdul de memòria amb contactes per les dues cares, permetent un major nombre de contactes. Són els que fan servir els equips de sobretaula.
• SO-DIMM (Small Outline DIMM): És una versió reduïda dels DIMM normals, és a dir, mòduls més curts per equips amb menor grandària. Es fan servir en equips portàtils, plaques base per miniPCs amb factors de forma petits com mini-ITX, etc.

Siguin DIMM o SO-DIMM, poden ser de diferents capacitats, característiques, i tipus vistos anteriorment. Això no canvia res.

Segons els canals

Els mòduls de memòria RAM es poden agrupar amb un o diversos busos:

• Single Memory Channel: Tots els mòduls de memòria s'agrupen en un sol banc de ranures, compartint un mateix bus.
• Dual Memory Channel: Té dos bancs de ranures de memòria separats a la placa base. Els mòduls poden inserir-se en aquests dos canals, amb dos busos separats, aportant un major ample de banda, i per tant rendiment. Per exemple, si tens una APU o un Intel amb GPU integrada, podria reportar grans beneficis a l'permetre a la MMU de la CPU accedir a un bus mentre que el controlador de memòria de la GPU accedeix per l'altre sense interferir entre els dos ...
• Quad Memory Channel: Quan les demandes d'accés són molt superiors, és possible trobar plaques base amb quatre canals, encara que no sempre tenir quatre canals aporta el rendiment esperat si no s'aprofita realment aquesta capacitat.

latència

Finalment, quan vols ampliar la teva memòria RAM, hi ha una sèrie de característiques, a part del que ja vist, que et poden confondre a l'hora de comprar l'adequat. Em refereixo a les latències, Això de el CAS, RAS, etc. Quant als voltatges i el tipus de mòdul, la veritat és que això dependrà de la compatibilitat del teu placa base i el tipus de memòria triat. Has de llegir els manuale sde la teva placa base per saber quina memòria suporta la teva chipset i quin tipus de mòdul tens.

També pots mirar el mòdul o mòduls de memòria que ja tens instal·lats per saber com adquirir un mòdul similar per ampliar-la, i que sigui de les mateixes característiques i compatible.

La velocitat d'una RAM sempre està relacionada amb dos factors, un és la freqüència de rellotge i l'altra és la latència. La latència és el temps que es triga a un accés (escriptura o lectura). I pot haver-hi un mateix tipus de mòdul amb diferents latències, i és aquí on els usuaris es confonen el creure que si instal·len un mòdul amb una latència diferent no serà compatible, o si va a afectar o no ... Això és el que intentaré aclarir aquí.

Primer has de tenir clar com treballa la RAM, Quan es requereix accedir a un bloc de memòria particular, és a dir, a una porció de memòria on s'emmagatzema una dada, la memòria està distribuïda en files i columnes. Activant les línies de selecció de fila i columna adequada es pot anar escrivint o llegint el que es vulgui. Però perquè aquestes operacions d'accés es produeixin, es necessiten passar per uns cilos per executar unes accions que retarden l'operació. Això és la latència.

Com es la latència d'un mòdul? Doncs t'hauràs fixat que els mòduls tenen una marca tipus 16-18-18-35 o similars, aquestes són les latències en nanosegons. Cada número té el seu significat segons la posició que ocupa:

• 16: El primer valor pot aparèixer també com CL o CAS Latency, indica a grans trets el temps que passa entre que el processador sol·licita una dada a la memòria RAM i aquesta ho situa i l'envia.
• 18: El segon número pot trobar-se com tRCD o RAS to CAS Latency, aquest nombre representa el temps entre la ubicació i activació d'una línia de memòria (RAS) i una columna (CAS), recordem que la memòria s'organitza en com si es tractés d'un tauler d'escacs.
• 18: El tercer nombre pot trobar-se com TRP o RAS Precharge i fa referència a el temps que el porta a la memòria fer un salt de línia, és a dir, desactivar la línia de dades que utilitzeu actualment i l'activació d'una nova línia.
• 35: Finalment el quart valor indica el que pot aparèixer com DESPRÉS, Active o Active to precharge. Representa el temps d'espera necessari abans que la memòria pugui realitzar un nou accés a les dades.

Quan menor siguin els números, millor, Ja que més ràpid serà. Si tens un mòdul DDR4 amb un CL11 i un mòdul CL9, el segon serà molt més ràpid, sens dubte.

Es poden barrejar mòduls amb diferents latències?

Aquí és on ve la pregunta de segle, I la confusió de molts usuaris. La resposta és sí. Si tens un mòdul DDR4, amb una mateixa freqüència de rellotge, però amb un CL determinat instal·lat en el teu equip i compres un altre d'igual característiques, però amb un CL diferent, no importa. Funcionarà, no seran incompatibles, el teu equip no ho va a rebutjar. La latència és com la capacitat o la marca, pot ser diferent entre mòduls sense que passi res.

Llavors? L'única cosa que potser no aconseguiràs el rendiment òptim, o potser baixi una mica en funció de la teva elecció. T'ho explico amb un exemple. Imagina un cas pràctic, Que tens un mòdul Kingston DDR4 de 8 GB a 2400 MHz i CL14 instal·lat en el teu equip. Però vols ampliar la teva memòria RAM i compres un Corsair DDR4 de 8 GB a 2800 MHz i CL16. Hauries dos mòduls que són totalment compatibles, el teu equip ho tolerarà, no deixarà de funcionar. Tindries 16 GB de RAM funcionant. Però ... podrien ocórrer diverses coses:

1. Tots dos mòduls RAM baixin la seva freqüència a perfils per defecte de l'estàndard JEDEC, com 2133 MHz. És a dir, la teva memòria es tornaria una mica més lenta a l'reduir la seva freqüència de rellotge, i per tant la seva taxa de transferència.
   
2. Una altra opció és que el mòdul s'iguali amb el mòdul que ja hi havia en latència i freqüència. En aquest cas, en comptes de 2800 MHz, passarien a treballar tots dos a 2400Mhz ia la CL més alta.

Quan tindries problemes? Quan fas servir Dual Channel o Quad Channel. En aquests casos és millor que compris mòduls idèntics pel que fa a característiques (la capacitat i marca de fabricant pot variar).

Quanta RAM necessito?

Bé, resumint això depèn de les necessitats de cada usuari. Per exemple, si vas a utilitzar programari ofimàtic, navegar, etc., potser amb 4 a 8 GB sigui suficient. Però si vols jugar, potser necessitis 8-16 GB. Si vas a implementar diverses màquines virtuals potser necessites 32 GB o més ... és una cosa molt personal. No hi ha una fórmula màgica per saber quanta necessites.

Molt important veure els requisits recomanats del programari que faràs servir habitualment per triar bé el teu maquinari ...

Hi ha una fórmula que t'ajuda a triar una memòria mínima base, per no instal·lar menys de la que hauries. I passa per multiplicar 2 GB per cada core o nucli que tingui la CPU. Per tant, si tens un quadcore hauries de tenir al menys 8 GB.