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RAM

tipologia di memoria informatica
Nota disambigua.svg Disambiguazione – Se stai cercando altri significati, vedi RAM (disambigua).
Memorie RAM. Dall'alto: DIP, SIPP, SIMM (30 pin), SIMM (72 pin), DIMM (168 pin), DDR DIMM (184 pin)
Cinque banchi di RAM risalenti al 1996

In elettronica e informatica la RAM (acronimo dell'inglese Random Access Memory ovvero memoria ad accesso casuale in contrapposizione con la memoria ad accesso sequenziale) è un tipo di memoria volatile caratterizzata dal permettere l'accesso diretto a qualunque indirizzo di memoria con lo stesso tempo di accesso.

FunzionamentoModifica

Nella memoria RAM vengono copiati (caricati) i programmi che la CPU deve eseguire. Una volta chiuso il programma, le modifiche effettuate, se non opportunamente salvate sul disco rigido o su altra memoria non volatile, verranno perse.

Per le sue caratteristiche, la RAM viene utilizzata come memoria primaria nei computer più comuni. Inoltre, si può utilizzare una porzione di RAM come RAM disk, ovvero trattarla come se fosse memoria secondaria, col vantaggio di avere prestazioni in lettura e scrittura enormemente più elevate, con tempi di accesso significativamente migliori.

Il tipo di memoria ad accesso diretto più comune attualmente è a stato solido, a lettura-scrittura e volatile, ma rientrano nel tipo di memoria ad accesso casuale la maggior parte dei tipi di ROM (memoria a sola lettura), la NOR Flash (un tipo di memoria flash), oltre a vari tipi di memorie informatiche utilizzate ai primordi dell'informatica e oggi non più utilizzate come ad esempio la memoria a nucleo magnetico.

L'acronimo RAM (non il termine "memoria ad accesso diretto") ha anche una seconda accezione più ristretta, ma attualmente più diffusa, che identifica le schede fisiche che vengono installate negli odierni computer (vedi moduli DIMM, SIMM, SO-DIMM).

TipologiaModifica

SRAMModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: SRAM.
 
Vecchia RAM a nuclei magnetici da 1,5 Megabit

Nelle SRAM, acronimo di Static Random Access Memory, ovvero RAM statica ogni cella è costituita da un Flip-Flop di tipo D . Le celle sono disposte a matrice e l'accesso avviene specificando la riga e la colonna.

Consentono di mantenere le informazioni per un tempo infinito ma, perdono le informazioni in esse contenute se non alimentate da corrente), sono molto veloci, consumano poca energia e calore. La necessità di usare molti componenti, però, le rende molto costose, difficili da impacchettare e con una scarsa capienza.

Proprio per la loro bassa capienza, sono solitamente usate per le memorie cache, dove sono necessarie elevate velocità in abbinamento a ridotti consumi e capienze non troppo elevate (dell'ordine di pochi Megabit).

DRAMModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: DRAM.
 
Memoria DIMM DDR

La DRAM, acronimo di Dynamic Random Access Memory, ovvero ram dinamica, è costituita - a livello concettuale - da un transistor che separa un condensatore, il quale mantiene l'informazione, dai fili di dati. A livello pratico non viene usato un vero condensatore ma si sfruttano le proprietà elettrico/capacitive dei semiconduttori. È così possibile usare un solo componente per ogni cella di memoria, con costi molto ridotti e la possibilità di aumentare notevolmente la densità di memoria.

A causa del non perfetto isolamento il condensatore si scarica, quindi dopo un breve lasso di tempo il suo contenuto diventa completamente inaffidabile. Si rende necessario perciò ricaricarlo, l'operazione è detta di "refreshing", provvedendo ad eseguire un'operazione di lettura fittizia e riscrittura entro il tempo massimo in cui il contenuto può essere considerato ancora valido. Queste operazioni sono eseguite da un circuito interno alle memorie stesse. Oltre a comportare un certo dispendio di energia rendono più lenta la memoria in quanto, mentre si sta eseguendo il refreshing, non è possibile accedervi. Le memorie DRAM si possono considerare abbastanza affidabili anche perché molto spesso ad ogni riga della memoria è associato un bit di parità, che consente di individuare eventuali errori singoli all'interno della riga, oppure una serie di bit (login), che opportunamente impostati nel momento di ogni scrittura, generano il codice di Hamming corrispondente, che consente di individuare e correggere errori singoli e individuare errori doppi.

È importante sottolineare come l'operazione di lettura sia distruttiva, in quanto nel momento in cui un dato viene letto viene anche perso; risulta quindi necessaria la sua riscrittura immediata e questa porta a uno spreco di tempo.

Le DRAM sono asincrone, ovvero l'accesso in scrittura ed in lettura è comandato direttamente dai segnali in ingresso al contrario delle memorie sincrone in cui il passaggio da uno stato all'altro è sincronizzato ad un segnale di clock.

Per ogni cella sono presenti un numero basso di componenti che permettono di ottenere un'alta capacità complessiva del dispositivo, un basso assorbimento di potenza e costi ridotti, sono dunque utilizzate generalmente per la memoria principale del sistema.

SDRAMModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: SDRAM.
 
Memoria SODIMM DDR, utilizzata per i personal computer portatili.

La SDRAM, acronimo di Synchronous Dynamic Random Access Memory, ovvero DRAM sincrone, si differenzia dalla DRAM normale per il fatto che l'accesso è sincrono, ovvero governato dal clock. Tale segnale di clock temporizza e sincronizza le operazioni di scambio di dati con il processore, raggiungendo una velocità almeno tre volte maggiore delle SIMM con EDO RAM.

Tipicamente saldata in un modulo di tipo DIMM, è normalmente impiegata come memoria principale dei Personal Computer di tipo Pentium e successivi.

Alcuni esempi sono classificati come:

  • SDR SDRAM: indica le originarie memorie SDRAM. Con l'evoluzione tecnica, questo tipo ha preso il suffisso SDR ossia Single Data Rate, per differenziarle dalle successive SDRAM con controller DDR. Il single data rate indicava l'accettazione di un comando e il trasferimento di 1 word di dati per ciclo di clock (tipicamente 100 e 133 MHz). Il data bus era diversificato ma tipicamente erano impiegate su moduli DIMM da 168 pin e potevano operare su 64 bit (non-ECC) o 72 bit (ECC) alla volta.
  • DDR SDRAM
  • DDR2
  • DDR3
  • DDR4
  • SODIMM: da notare che il package SODIMM non necessariamente contiene memoria SDRAM.

FeRAMModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: FeRAM.

La FeRAM, acronimo di Ferroelectric Dynamic Random Access Memory, ha la peculiarità di mantenere i dati senza l'ausilio del refresh di sistema. Utilizzano un materiale denominato ferroelettrico che ha la capacità di mantenere la propria polarizzazione anche dopo esser scollegato dalla fonte energetica.

Memoria a cambiamento di faseModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Memoria a cambiamento di fase.

Le memorie a cambiamento di fase sono delle memorie ad accesso casuale che utilizzano il cambiamento di fase di un materiale per memorizzare le informazioni. Questo permette alla memoria di mantenere le informazioni anche senza alimentazione, come le memorie flash ma rispetto a queste hanno alcuni vantaggi. Il principale è la velocità di scrittura che può arrivare ad essere più rapida di 30 volte, come ciclo di vita 10 volte maggiore e, nota non trascurabile, un costo minore dato dalla lavorazione più veloce.

Frequenze a ConfrontoModifica

La memoria scambia dati con gli altri componenti attraverso il Bus, che ha una sua frequenza operativa di base, a multipli di 33 MHz, così come la memoria e il processore. I tre componenti vanno sincronizzati su un multiplo della frequenza di base del bus. La frequenza di clock interna della memoria differisce dalla frequenza del bus di I/O del modulo, che è quella con la quale il modulo stesso si interfaccia col bus della piastra madre.

Nella tabella sottostante è possibile vedere le frequenze operative dei vari tipi di moduli di memoria; si fa riferimento agli standard utilizzati dai produttori e non solo a quelli standardizzati dal JEDEC:

SDRModifica

Chip Modulo Frequenza Voltaggio
Single Channel Dual Channel
SDR-66 PC-66 66 MHz - 3.30 V
SDR-100 PC-100 100 MHz - 3.30 V
SDR-133 PC-133 133 MHz - 3.30 V

DDR (2002)Modifica

Chip Modulo Frequenza Voltaggio
Single Channel Dual Channel
DDR-200 PC-1600 100 MHz 200 MHz 2.50 V
DDR-266 PC-2100 133 MHz 266 MHz 2.50 V
DDR-333 PC-2700 166 MHz 333 MHz 2.50 V
DDR-400 PC-3200 200 MHz 400 MHz 2.50 V

DDR2 (2004)Modifica

Chip Modulo Frequenza Voltaggio
Single Channel Dual Channel
DDR2-400 PC2-3200 200 MHz 200 MHz 1.80 V
DDR2-533 PC2-4200 266 MHz 266 MHz 1.80 V
DDR2-667 PC2-5300 333 MHz 667 MHz 1.80 V
DDR2-800 PC2-6400 400 MHz 800 MHz 1.80 V
DDR2-1066 PC2-8500 533 MHz 1.066 MHz 1.80 V

DDR3 (2007)Modifica

Chip Modulo Frequenza Voltaggio
Single Channel Dual Channel Low
DDR3-800 PC3-6400 400 MHz 800 MHz 1.50 V 1.35 V
DDR3-1066 PC3-8500 533 MHz 1.066 MHz 1.50 V 1.35 V
DDR3-1333 PC3-10600 667 MHz 1.333 MHz 1.50 V 1.35 V
DDR3-1600 PC3-12800 800 MHz 1.600 MHz 1.50 V 1.35 V
DDR3-1866 PC3-14900 933 MHz 1.866 MHz 1.50 V 1.35 V
DDR3-2000 PC3-16000 1.000 MHz 2.000 MHz 1.50 V -
DDR3-2133 PC3-17000 1.066 MHz 2.133 MHz 1.50 V -
DDR3-2400 PC3-19200 1.200 MHz 2.400 MHz 1.50 V -
DDR3-2666 PC3-21300 1.333 MHz 2.666 MHz 1.50 V -

DDR4 (2012)Modifica

Chip Modulo Frequenza Voltaggio
Single Channel Dual Channel Low
DDR4-1600 PC4-12800 800 MHz 1.600 MHz 1.20 V 1.05 V
DDR4-1866 PC4-14900 933 MHz 1.966 MHz 1.20 V 1.05 V
DDR4-2133 PC4-17000 1.066 MHz 2.133 MHz 1.20 V 1.05 V
DDR4-2400 PC4-19200 1.200 MHz 2.400 MHz 1.20 V 1.05 V
DDR4-2666 PC4-21300 1.333 MHz 2.666 MHz 1.20 V 1.05 V
DDR4-3000 PC4-24000 1.500 MHz 3.000 MHz 1.20 V -
DDR4-3200 PC4-25600 1.600 MHz 3.200 MHz 1.20 V -
DDR4-4266 PC4-34100 2.133 MHz 4.266 MHz 1.20 V -
DDR4-4800 PC4-38400 2.400 MHz 4.800 MHz 1.20 V -
DDR4-5332 PC4-42656 2.666 MHz 5.332 MHz 1.20 V -
DDR4-5600 PC4-44800 2.800 MHz 5.600 MHz 1.20 v -
DDR4-6000 PC4-48000 3.000 MHz 6.000 MHz 1.20 V -
DDR4-6400 PC4-51200 3.200 MHz 6.400 MHz 1.20 V -
DDR4-6932 PC4-55456 3.466 MHz 6.932 MHz 1.20 V -
DDR4-8266 PC4-66128 4.133 MHz 8.266 MHz 1.20 V -
DDR4-8532 PC4-68256 4.266 MHz 8.532 MHz 1.20 V -
DDR4-8666 PC4-69328 4.333 MHz 8.666 MHz 1.20 V -
DDR4-8800 PC4-70400 4.400 MHz 8.800 MHz 1.20 V -
DDR4-9000 PC4-72000 4.500 MHz 9.000 MHz 1.20 V -
DDR4-9200 PC4-73000 4.600 MHz 9.200 MHz 1.20 V -

Voci correlateModifica

Altri progettiModifica

Collegamenti esterniModifica

  • RAM, in Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
Controllo di autoritàGND (DE4176909-0
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