memoria teoria

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¿Qué es la memoria RAM?
La memoria RAM o memoria de acceso aleatorio es un componente físico de nuestro ordenador que está disponible
en forma modular para su instalación en la placa base del ordenador. En algunos casos vendrá insertada de forma fija
en el equipo, como en los casos de móviles.
La memoria RAM se encarga de cargar todas las instrucciones que se ejecutan en el procesador para que éste
acceda a ellas. Estas instrucciones provienen del sistema operativo, nuestra interacción con el ordenador y de los
dispositivos de entrada/salida. Dentro de la memoria RAM se almacenan todos los programas que se están ejecutando
en el momento para así poder enviar sus instrucciones de una forma mucho más rápida que si lo hicieran desde el
disco duro.
Se llamada memoria de acceso aleatorio porque es posible leer y escribir en cualquiera de sus posiciones de
memoria sin necesidad de respetar un orden secuencial para el acceso. También es volátil, lo que significa que
cuando apagamos el ordenador todo su contenido desaparecerá y esta quedará vacía.
Construcción de la memoria RAM: tipos de encapsulados para PC
Antes de ver las distintas tecnologías y tipos de memorias RAM, vamos a conocer los tipos de encapsulados que
tenemos disponibles para ellas. Estos términos aparecen en la lista de tipos de memorias RAM, por lo que es bueno
conocerlos de antemano y saber las diferencias de cada uno de ellos.
Los encapsulados consisten en una PCB en donde se instalan los chips o módulos de memoria. Además, cuenta con la
conexión necesaria para instalarla en la placa base y hacer efectiva la comunicación con el procesador.
 RIMM: estos módulos montaban memorias RDRAM o Rambus DRAM que luego veremos. Estos módulos
cuentan con 184 pines de conexión y un bus de 16 bits.
 SIMM: este formato lo utilizaban las computadoras antiguas. Tendremos módulos de 30 y de 60 contactos y
bus de datos de 16 y de 32 bits.
 DIMM: este es el formato utilizado actualmente para las memorias DDR en sus versiones 1, 2, 3 y 4. El bus de
datos es de 64 bits y puede tener: 168 pines para las SDR RAM, 184 para las DDR, 240 para las DDR2 y DDR3 y
288 para las DDR4.
 SO-DIMM: será el
formato DIMM
específico para
ordenadores portátiles.
Es más pequeño y
compacto que los
anteriores y contarán
con una cantidad de
pines de conexión de
144 para SDR RAM, (32
bits), 200 para DDR y
DDR2 RAM, 204 para
DDR3 RAM y 260 para
DDR4 RAM.
 Mini DIMM: tienen la
misma cantidad de pines
que los SO-DIMM, pero
son aún más pequeños,
hablamos de 82 mm de
largo por 18 mm de alto.
Están orientados a la
instalación en NUC o
Mini PC.
 FB-DIMM: formato DIMM para servidores.
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Memorias SRAM
También son memorias de acceso aleatorio, aunque en este caso son de tipo estático. Este tipo de memorias son
más rápidas y fiables que las memorias DRAM debido a que necesitan ser refrescadas menos veces que las
memorias DRAM para mantener su contenido.
La construcción de estas memorias RAM se basa en un circuito flip-flop para permitir que la corriente fluya de un
lado a otro en función de qué transistor está activado de los dos que componen el circuito. De esta forma, el dato
podrá quedarse almacenado
en este
circuito
sin necesidad de ser
refrescado
constantemente. Estas
memorias requieren más energía, pero son más rápidas, aunque también más caras de fabricar. Normalmente se
utilizan para construir la memora cache del procesador.
Memorias DRAM
El nombre significa Dinamic RAM. Estas serían las primeras memorias basadas en semiconductores de silicio, y eran
de tipo asíncrono en un principio. La característica más importante que introdujeron estas memorias fue su estructura
de transistor y condensador. Era posible almacenar un dato dentro de una celda de memoria alimentando el
condensador de ella cientos de veces por segundo para que éste dato permaneciera almacenado.
Este tipo de memoria es volátil, por lo que perderá su contenido cuando se apague. Las DRAM eran de tipo
asíncrono, por lo que no existía un elemento que sincronizara la frecuencia del procesador con la frecuencia de la
propia memoria. En consecuencia, existía una menor eficiencia de comunicación entre ambos elementos. Pero tiempo
después aparecieron las memorias SDRAM (memorias RAM síncronas), que implementaron un reloj encargado de la
sincronización de éstas con el procesador.
Esta memoria es la que se utiliza para construir las memorias RAM de nuestro ordenador. Son más baratas y sencillas
de construir que las SRAM, pero también más lentas. Existen los siguientes tipos de memorias DRAM:
 FPM-RAM (Fast Page Mode RAM): estas memorias se utilizaron para los primeros Intel Pentium. Su diseño
consistía en ser capaz de enviar una sola dirección y a cambio recibir varias de estas consecutivas. Esto
permite una mejor respuesta y eficiencia ya que no necesita estar continuamente enviando y recibiendo
direcciones individuales.

EDO-RAM (Extended Data Output RAM): es la mejora del anterior diseño. Además de ser capaz de recibir
direcciones contiguas simultáneamente se están leyendo la columna anterior de direcciones, por lo que no
hay necesidad de mantenerse a la espera de recibir direcciones cunado se envía una de ellas.

BEDO-RAM (Burst Extended Data RAM): mejora de la EDO-RAM, esta memoria era capaz de acceder a
varias posiciones de memoria para enviar ráfagas de datos (Burt) en cada ciclo de reloj al procesador. Esta
memoria no llego a comercializarse.

Rambus DRAM: fueran la evolución de las memorias asíncronas DRAM. Éstas mejoraban tanto el ancho de
banda como su frecuencia, llegan a alcanzar hasta 1200 MHz y un acho de bus de 64 bits. Utilizaban un
encapsulado RIMM y están actualmente en desuso.


SDRAM (Memoria de tipo síncrono): La gran diferencia con las anteriores versiones de DRAM es que esta
cuenta con un reloj interno que es capaz de sincronizar la frecuencia de la memoria con el procesador para
mejorar los tiempos de acceso y la eficiencia de la comunicación. Este es el tipo de memoria RAM Que se
utiliza a día de hoy, y existen varias versiones de ella que ahora veremos.
SDR RAM: éstas fueron las antecesoras de las conocidísimas DDR RAM y son de tipo síncrono. Se
construyeron bajo un encapsulado DIMM de 168 contactos y hasta hace unos 10 año eran las que tenían
nuestros ordenadores, ya que fueron utilizadas en los AMD Athlon y los Pentium 2 y 3. Solamente admitían un
tamaño por módulo de 512 MB.
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Memoria DDR SDRAM (Actuales)
Debido a que son las memorias RAM actuales, hemos decidido meterlas en un apartado aparte, ya que hay
bastantes variantes dentro de esta familia de memorias RAM. Todas ellas son de tipo síncrono, y se han ido
utilizando durante estos años atrás hasta el día de hoy.
Las memorias DDR permiten la transferencia de información mediante dos canales distintos de forma
simultánea en un mismo ciclo de reloj (Double Data), algo que nos permite alcanzar mayor rendimiento y
velocidades de acceso. Por supuesto existen barias versiones de estas memorias RAM utilizadas en los ordenadores
actuales.
DDR SDRAM (primera versión)

Esta es la primera versión de la memoria RAM DDR que conocemos actualmente. Están montadas en
módulos DIMM de 182 contactos y SO-DIMM de 200 pines. Estas memorias funcionan a 2,5 Voltios y cuentan con
una velocidad de reloj de entre 100 MHz y 200 MHz.
Las DDR RAM fueron las primeras en implementar la tecnología Dual Channel, que permite repartir los módulos de
memoria RAM en dos bancos o ranuras para intercambiar datos con el bus en dos canales simultáneos. Por ejemplo, si
los módulos son de 64 bits, tendremos un ancho de bus de intercambio de 128 bits. Han existido las siguientes
configuraciones de memoria RAM en cuanto a velocidad:
DDR2 SDRAM

(segunda versión)
Son la segunda versión de las
memorias DDR, y cuentan con la
novedad
respecto
a
las
anteriores de que son capaces
de doblar los bits transferidos
a 4 en lugar de 2 por cada
ciclo de reloj.
El
encapsulamiento
utilizado
también es de tipo DIMM, pero
con 240 contactos y la mueca
en
un
lugar
diferente
para
diferenciarlas de las anteriores.
Estos módulos trabajan a 1,8 V,
por lo que consumen menos que
las
DDR.
También
existen
3
variantes con encapsulado So-DIMM y Mini DIMM para portátiles y versiones DDR2L para portátiles con consumos de
1,5 V. Una memoria DDR2 no se puede instalar en una ranura DDR ni viceversa, ya que no son compatibles entre
ellas.
Las configuraciones que han existidos son las siguientes:

DDR3 SDRAM (tercera versión)
En este caso se mejora la eficiencia energética, al trabajar a un voltaje de 1,5 V en la versión de escritorio. El
encapsulado sigue siendo de tipo DIMM de 240 pines y la capacidad por módulo de memoria es de hasta 16 GB.
Tampoco son compatibles con el resto de especificaciones.
Un aspecto negativo de las versiones siguientes a las DDR es que, a pesar de que la velocidad sube, también lo hace la
latencia en ellas, aunque en esencia, son más veloces siempre que la generación anterior.
En esta nueva versión de memoria RAM, se introdujeron unas cuantas variantes en función de las necesidades de
los equipos portátiles y la invención de los Mini PC (NUC), que son básicamente equipos de sobremesa, pero de
dimensiones muy pequeñas y consumos muy bajos.
 DDR3: son las tradicionales de ordenadores de escritorio en encapsulado DIMM y trabajando a 1,5 V.
 DDR3L: en este caso funcionan a 1,35 V y están orientadas a portátiles, NUC y servidores bajo encapsulados SoDIMM, SP-DIMM y Mini DIMM.
 DDR3U: bajan hasta los 1,25 V y no son demasiado utilizadas.
 LPDDR3: esta memoria consume solamente 1,2 V y están pensadas para su uso en Tablet y Smartphone.
Además, consumen muy poco voltaje cuando no están en uso, por lo que son muy eficientes. Este tipo de chips
están directamente soldados a la PCB del dispositivo.
Veamos ahora las configuraciones que tenemos en el mercado:
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
DDR4 SDRAM (cuarta y actual versión)
Estas memorias operan a una frecuencia mayor y están montadas en un encapsulado DIMM de 288 pines. A pesar de
que la frecuencia aumenta de forma considerable, estas memorias son aún más eficientes, ya que trabajan a 1,35 V en
PC de escritorio y a 1,05 en los casos de portátiles. Las versiones más potentes de hasta 4600 MHz trabajan a 1,45
V. Otra de las novedades que implementan las DDR4, es que son capaces de funcionar en triple y cuádruple canal
(Triple Channel y Quad Channel). Además, ya tenemos posibilidad de montar módulo de hasta 16 y 32 GB en un solo
encapsulado.
De igual forma, estas memorias se dividen en 4 tipos distintos en función de su uso:
 DDR4: son las que se utilizan en los equipos de escritorio, vienen en un módulo DIMM de 288 contactos y
operan a voltajes de entre 1,35 y 1,2 V.
 DDR4L: Estas memorias están diseñadas para portátiles y servidores y están montadas en un módulo SoDIMM a 1,2 V.
 DDR4U: Al igual que ocurre con las anteriores, se utilizan para servidores fundamentalmente y también
operan a 1,2 V. Su uso es escaso y están más extendidas las DDR4L.
 LPDDR4: Están diseñadas para dispositivos móviles y trabajan a 1,1 o 1,05 V, aunque son menos veloces que
las DDR4 de escritorio como es normal. Trabajan a unos 1600 MHz, aunque también existe otra versión
llamada LPDDR4E que alcanza los 2133 MHz.
Pasamos a ver su correspondiente tablita:

Memorias GDDR
Además de las tradicionales memorias RAM DDR, también existe la variante GDDR (Graphics Double Data Rate), que
hace referencia a las memorias que están diseñadas para tarjetas gráficas.
Estas memorias también funcionan bajo el estándar DDR especificado por la JEDEC, enviando dos bits o 4 por cada
ciclo de reloj, aunque en estos casos están optimizadas para alcanzar mayores frecuencias y mayor ancho de
bus para acortar los tiempos de acceso a las instrucciones almacenados en su interior.
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Por supuesto también tiene bastante influencia el precio de ellas, ya que son bastante más caras de fabricar que las
DDR normales. Al igual que las DDR, existen distintas evoluciones que han ido aumentando las prestaciones de
nuestras tarjetas gráficas de forma considerable.
GDDR: fueron las primeras en salir al mercado y están basadas en las memorias DDR2. La frecuencia efectiva de
ellas se situaba entre los 166 y 950 MHz con latencia de 4 a 6 ns. Estas memorias las montaban las antiguas
tarjetas ATI Radeon 9000 series y las Nvidia GeForce FX.
GDDR2: También está basada en la memoria DDR2 y básicamente fueron una optimización de las anteriores para
llegar a frecuencia entre los 533 y 1000 MHz y un ancho de banda de entre 8,5 a 16 GB/s. Fueron montadas en las
AMD HD 5000 y las Nvidia GT 700, entre otras.
GDDR3: Estas memorias fueron diseñadas por ATI para sus tarjetas Radeon X800, aunque la primera en utilizarla
fue la Nvidia GeForce FX 5700. Además, fueron utilizadas para construir las consolas PlayStation 3 y Xbox 360. Estas
memorias operan entre los 166 y 800 MHz.
GDDR4: Estas memorias se basaron en la tecnología de las DDR3, aunque su existencia fue bastante corta y
fueron rápidamente reemplazadas por las GDDR5. Esta memoria fue utilizada por algunas tarjetas gráficas de AMD
como AMD HD3870 y similares que se enfrentaban a las Nvidia 8800 GT con GDDR3.
GDDR5: éstas sí que las hemos visto de forma bastante recular en estos últimos años, siendo utilizadas hasta día
de hoy por tarjetas como las Nvidia GTX 1000 y un sinfín de tarjetas AMD, como las Radeon HD, R5, R7, R9 y hasta
las más recientes RX Polaris. Los anchos de bus de estas memorias se sitúan entre los 20 GB/s en un bus de 32 bits y
los 160 GB/s en un bus de 256 bit, y la frecuencia de memoria efectiva llega hasta los 8 Gbps. También están
montadas en las últimas consolas, como son la PS4 y la Xbox One X.
GDDR5X: Es una evolución extrema de la GDDR5 utilizada por Nvidia para sus tarjetas 1080, 1080 Ti y la Titan X,
capaces de llegar hasta una frecuencia efectiva de 11 Gbps y un ancho de banda de nada menos 484 GB/s en un
bus de 352 bit.
GDDR6: Llegamos hasta la era actual de tarjetas gráficas de Nvidia, que son montadas en la nueva gama RTX
Turing de la marca de forma exclusiva. Estas memorias tienen un alto coste y son capaces de llegar hasta una
frecuencia de 14 Gbps con un ancho de banda de 672 GB/s en un bus de 384 bit, utilizado por la Nvidia Titan RTX,
la tarjeta de escritorio más potente jamás creada hasta la fecha.
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