Sapevi che interagiamo quotidianamente con apparecchi contenenti almeno una memoria? Ma esattamente sai che cos’è e come funziona una RAM? Ecco un breve articolo per saperne un po’ di più!

Anche se raramente usi il computer hai a che fare quotidianamente con le memorie RAM contenute ad esempio nello smartphone o nel tuo televisore, ma che cos’è esattamente la RAM e come funziona?

Anche nel dispositivo che stai utilizzando ora per leggere questo articolo è stata installata una piccola memoria RAM, ma scendendo più nello specifico: che cos’è la RAM e come funziona?

ram kingston

Struttura della RAM

Il termine RAM è l’acronimo di Random Access Memory (memoria ad accesso casuale), cioè quel componente elettronico composto da minuscole celle capaci di trattenere impulsi elettrici ed alle quali altri componenti fanno riferimento per depositare o leggere dati.

Le memorie RAM si definiscono “volatili” perché i dati in esse contenuti non vengono conservati allo spegnimento del dispositivo.

Per capire che cos’è la RAM e come funziona bisogna analizzare come prima cosa la sua struttura: Basata sul principio delle celle di memoria, ossia minuscoli blocchi, composti da dei materiali capaci di trattenere elettroni.

In realtà la faccenda è estremamente più complessa, ma rendendo le cose chiare e gradite, possiamo affermare che ogni cella di memoria è costituita da transistor e condensatori.

Il compito del transistor è quello di immagazzinare gli impulsi (0 – 1) che comporranno poi, tramite altri processi, il codice macchina.

Gli scopi dei condensatori, invece sono due:

  1. Lettura delle informazioni, quindi lettura dei blocchi di memoria;
  2. Scrittura delle informazioni, quindi scrittura nei blocchi di memoria;

Le celle di memoria sono distribuite come un alveare organizzato, per riga e colonna. Ogni singola cella è indicizzata secondo un esclusivo indirizzo denominato locazione di memoria.

Esistono numerosi tipi di ram: DDR, DDR2, DDR3, DDR4, SODIMM, ma tutte sfruttano il principio delle celle di memoria per svolgere i loro compiti.

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Differenze tra SDRAM e DRAM

La lettera “S” di SRAM indica “Static”, ovvero quei tipi di celle di memorie composte esclusivamente da transistor e che non hanno bisogno di una tensione per conservare i dati: È il classico esempio di memorie cache installate direttamente nel microprocessore.

La CPU infatti comunica esclusivamente con la cache, la quale, a sua volta, dialoga con le DRAM.

Per capire che cos’è la RAM e come funziona bisogna analizzare prima di tutto i diversi livelli di memorie cache fisiche contenute nel microprocessore: di primo livello o L1, di secondo livello o L2, di terzo livello o L3.

La CPU lavora a stretto contatto solo ed esclusivamente con le L1, memorie estremamente piccole (si parla di Kb) ma di 15 / 20 volte più veloci delle DRAM.

 

La “D” di DRAM, invece, indica “Dynamic”, ovvero quei tipi di celle di memorie che devono essere “ricaricate” per non perdere i dati.

È il classico esempio delle RAM DDR più conosciute.

Queste memorie hanno un funzionamento scandito da un tempo, denominato clock, così come avviene per le CPU.

Il clock delle memorie RAM è gestito dal chipset della scheda madre, ed è questa una delle particolarità a cui si dovrebbe porre attenzione quando si acquista una nuova motherboard!

celle memoria ram

SDR, DDR, QDR

Capito che cos’è la ram focalizziamoci ora su come funziona:

Per gestire tale memoria, è stato chiaro fin da subito l’importanza della “frequenza di clock“, la quale stabilisce l’inizio di ogni singolo ciclo operativo.

Esempio: Se la velocità di clock è pari a 100 Hz, la memoria RAM esegue 100 cicli operativi, quindi 100 operazioni di carico e scarico delle celle di memoria.

La prima memoria inventata utilizzava, per ogni ciclo di lavoro, solo una delle operazioni (carico o scarico), per questo è stata denominata SDR, ossia “Single Data Rate“.

Con l’avanzare della tecnologia di stampaggio ed assemblaggio dei componenti elettronici, vennero adottate memorie realizzate a doppia faccia.

I componenti, quindi, erano presenti sia sul fronte che sul retro: Questo ha permesso la realizzazione delle odierne DDR, ossia “Double Data Rate” capaci di eseguire sia operazioni di carico che di scarico in un singolo ciclo di utilizzo.

ram ddr3

Latenza

pin ram

Abbiamo accennato a diverse spiegazioni per capire che cos’è la RAM e come funziona, tra cui il tempo di clock. Tuttavia c’è da considerare un altro fattore: il “tempo di latenza” (CL).

Esso indica il tempo che intercorre tra l’invio di una richiesta alla memoria RAM e l’istante in cui il segnale è pronto per essere inviato.

Il valore di riferimento è espresso in nanosecondi (ns) ed esiste una precisa formula matematica per stabilire la latenza di una memoria RAM: (CL / Mhz) * 1000=x.

Esempio: Prendiamo in esame due memorie RAM DDR3, la prima da 1600Mhz – CL9, la seconda 1866Mhz – CL10. Calcoliamo la latenza:

  • ( 9 / 1600 ) * 1000 = 5.625 ns
  • ( 10 / 1866 ) * 1000 = 5.359 ns

La differenza è di soli 0.266 nanosecondi, ma tenendo in considerazione la quantità di cicli operativi al secondo, il dato inizia ad avere la sua importanza.

samsung ddr3

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