La memoria RAM es lo que permite que tu ordenador realice varias tareas a la vez, es decir, ejecute varios programas simultáneamente sin provocar un incendio. Cuanta más capacidad de RAM tenga tu ordenador, más tareas podrá gestionar a la vez sin atascarse con el navegador que estés utilizando en ese momento.
También debes saber que la memoria RAM es volátil, lo que significa que pierde todos los datos almacenados cuando se apaga el equipo.
Por eso, tu computadora guarda archivos y datos en un almacenamiento a largo plazo, para mantenerlos seguros incluso cuando la computadora está apagada; ya que sin él, las computadoras tendrían dificultades para realizar múltiples tareas, ejecutar programas o incluso iniciarse.
La Verdadera Importancia de la Memoria RAM
La memoria RAM es imprescindible, puesto que cada vez que inicias un programa o cargas un archivo, los datos se almacenan temporalmente en tu RAM para que la CPU pueda acceder a ellos y manipularlos rápidamente.
Cuanta más RAM tenga tu computadora, más datos puede almacenar temporalmente. Esto permite una multitarea más fluida, una ejecución más rápida del programa y permite que Windows use casi el 50% de ellos.
La CPU puede recuperar y modificar rápidamente los datos almacenados en ella y si esos datos ocupan más espacio del que deberían, la CPU tendría que depender en gran medida de los dispositivos de almacenamiento.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0BD5TF3T3″ template=list]
Si te estás volviendo loco por eso como yo. Sí, usar un SSD como RAM conduce a un rendimiento deficiente, lo que hace que cargar un programa sea tan lento como esperar a que explote el sol. Lo cual estoy seguro de que nadie quiere, a menos que seas un verdadero psicópata.
Más adelante, profundizaremos en el funcionamiento interno de la RAM, su estructura interna, cómo funciona realmente y las implicaciones comunes en la informática moderna.
Pero, ¿Qué pasa con las implicaciones no tan modernas? Considera como referencia. El primer chip de RAM producido en masa comercialmente que ingresó al mercado fue el Intel 1103, desarrollado y fabricado por ellos en octubre de 1970.
El cual era un chip de memoria de acceso aleatorio dinámico (DRAM) que marcaba un avance significativo con respecto a las tecnologías de memoria anteriores, ofrecía una densidad de almacenamiento relativamente mayor y menos latencia.
A pesar de su modesta capacidad para los estándares modernos (al almacenar solo ‘1 kilobit’ de datos), sentó las bases para que la tecnología de RAM dinámica continuara hasta las computadoras actuales, ya que revolucionó la informática.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0C3RYHZJQ” template=list]
Saber cómo funciona la RAM es la clave para hacerla más rápida o simplemente encontrar arquitecturas de computadora más interesantes.
Los Conceptos Básicos de la Memoria RAM
¿Alguna vez te has preguntado por qué los datos se almacenan temporalmente en la RAM en lugar de permanentemente como los SSD? ¿Cómo exactamente logra la CPU almacenar y recuperar sus datos en la RAM cuando los necesita? Lo averiguaremos..
Debes tener en cuenta que este tema es una explicación general de los conceptos básicos de la RAM (encontrarás una cobertura técnica detallada más adelante). Para comenzar, comencemos por analizar cómo la CPU almacena dichos datos en la RAM.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0CD7WZRHF” template=list]
Partiendo de lo que se conoce como el ciclo de búsqueda-decodificación-ejecución de la CPU. Donde la CPU extrae continuamente instrucciones de la memoria, las decodifica para determinar la operación y los operandos, luego ejecuta las instrucciones, realizando cálculos de acuerdo con tus demandas.
Volveremos a eso después de un rato -para prepararte para la charla técnica de bajo nivel más adelante, verás algunos conceptos básicos de las especificaciones de RAM. ahora:
Memoria
En informática, la memoria se refiere a los componentes electrónicos que almacenan datos temporal o permanentemente (en caso de la RAM, memoria temporal).
Volatibilidad
La volatilidad se trata de si los datos almacenados en la memoria persisten o no después de que se corta la energía.
Acceso Aleatorio
La capacidad de acceso aleatorio de este tipo de memoria permite acceder a los datos de forma rápida y bastante eficiente desde cualquier ubicación, a diferencia del acceso secuencial donde se debe acceder a los datos en un orden predeterminado.
La memoria RAM permite que la CPU acceda a los datos desde cualquier ubicación de memoria constantemente en todo momento independientemente de los datos accedidos previamente.
Almacenamiento Temporal
Las RAM sirven como almacenamiento temporal de datos para las instrucciones del programa que utiliza activamente la CPU y posiblemente otros componentes.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0CTHXMYL8″ template=list]
¿Cuál es la desventaja? Tiene una capacidad de almacenamiento limitada para ser considerada como una “unidad de almacenamiento” pero no retiene los datos cuando se corta la energía.
Por eso es importante pasar el ordenador a reposo u guardar la información importante para apagarlo, en los momentos de no uso u descanso.
Medidas Extrañas
Generalmente se mide en gigabytes (GB) o gigabits (Gb), ya que las computadoras tienen una cierta cantidad de RAM instalada que va desde megabytes (MB) hasta terabytes (TB).
En las computadoras de 64 bits de la generación actual y los sistemas de 32 bits más antiguos, la memoria iba hasta un máximo de 4 GB, eso significa que no se podía usar una capacidad mayor, por ejemplo de 8 GB.
Esto es debido a la limitación de hardware de tener solo 2^32 bits, esto es un “problema” que también se suele aplicar en los conceptos de las CPU u microprocesadores.
[content-egg module=Amazon products=”es-B09HW2JNHX” template=list]
La Estructura Interna
¿Quieres convertirte en un Maestro de las Memorias? Entonces no puedes dejar de aprender sobre ello desde fuera hasta dentro.
La forma en que funciona la memoria es fascinante porque en el corazón de cada una de las RAM hay celdas de memoria, pequeñas unidades capaces de almacenar un solo bit de datos (0 o 1).
Estas celdas de memoria están dispuestas en una matriz y varias matrices conforman los bloques de construcción de los módulos RAM, donde cada celda es esencialmente un condensador o un circuito flip-flop que contiene una carga eléctrica para representar datos binarios (0 o 1).
Si aún no lo sabes, las CPU solo interpretan código binario que consiste en instrucciones numéricas. Esto se conoce como código de máquina o lenguaje de máquina, y se representa únicamente con 1 y 0.
Si bien se conocen como filas en informática, están estructuradas se basan en filas y columnas. Cada una se interseca en una celda de memoria y se define como una línea de palabra, lo que permite la selección de filas de memoria específicas para leer o escribir en la dirección deseada en la memoria.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0BXHCNK8J” template=list]
¿Quizás reconozcas algo similar a esto? ¿0xA011FF? Vale, si no lo reconoces está claro que nunca has hecho trampa en ningún juego, así que no te preocupes. Ahora intentaré explicarte lo que es.
0xA011FF es una dirección de RAM física que consta de 6 dígitos hexadecimales y cada carácter de la última dirección representa un nibble (4 bits). Estas direcciones son controladas por el controlador de memoria y la fila y columna deseadas en la matriz de la RAM, vienen dadas en función de la dirección de memoria las proporciona/selecciona la CPU.
Las instrucciones que ejecutan las CPU no son más que datos binarios sin procesar formados por una serie de bits que representan operaciones específicas (Opcodes) que debe realizar la CPU.
Recuerda que, un byte es la unidad direccionable más pequeña, lo que significa que la CPU puede leer o escribir un byte a la vez a velocidades que no puede imaginar.
Todas las celdas de memoria almacenan un bit de datos y se pueden combinar varios de ellos para almacenar cantidades mayores de unidades de datos, como bytes, megabytes o incluso terabytes, etc. lo que hace posible que el navegador con el que estás leyendo esto se represente como una combinación de colores, letras, fondo, interfaz, etc.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0BD5TF3T3″ template=list]
¿Qué es una DRAM o RAM Dinámica?
Como te explique con anterioridad aquí, en la explicación de los diferentes tipos de memorias, la DRAM o RAM dinámica es dinámica porque las celdas de memoria requieren una actualización periódica para mantener la integridad de los datos almacenados debido a la fuga de carga de los capacitores utilizados para almacenar esos datos.
Nuevamente, la RAM es mucho más rápida e incomparable con los otros métodos de almacenamiento de otros datos más lentos, debes saber que la DRAM siempre viene equipada con un circuito de actualización. Un módulo similar a un chip integrado que garantiza que los datos se reescriban periódicamente en las celdas de memoria, y esto evita la posibilidad de pérdida en la carga y descarga de los datos.
El Funcionamiento de la RAM
¿Por qué la RAM utiliza direcciones en lugar de bloques de almacenamiento para gestionar los datos? Este aspecto es solo la punta del iceberg, como se suele decir. Veamos cómo funcionan las direcciones de memoria en la RAM durante las cargas de trabajo y las tareas en curso.
Las memorias de acceso aleatorio pasan por un proceso estructurado que implica direccionamiento de memoria, lectura, escritura.. etc. El rango de direcciones de memoria válidas en un ordenador se denomina espacio de direcciones.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0BXHCNK8J” template=list]
En un sistema de 32 bits, cada dirección de memoria suele estar representada por un número binario de 32 bits, similar a ‘0x08405260’ que corresponde a la traducción hexadecimal del número ‘134484912’. Esta traducción de dirección física a dirección virtual la gestiona la unidad de gestión de memoria (MMU) lo que permite al sistema operativo gestionar la memoria proporcionando a cada proceso su propio espacio de direcciones virtuales.
Por ejemplo, leer desde la RAM es una operación relativamente rápida porque se puede acceder a los datos directamente sin necesidad de recuperarlos de dispositivos de almacenamiento externos; pero la CPU y solamente ella, puede solicitar los datos almacenados en la RAM enviando la dirección de memoria correspondiente a la ubicación deseada.
El controlador de memoria intercepta entonces esta dirección y activa la fila y columna apropiadas en la matriz de RAM utilizando líneas de dirección. Así, en el estado de lectura, la CPU puede recuperar los datos almacenados en la RAM pero no puede cambiar ni modificar el contenido de las celdas de la RAM.
Al escribir en la RAM, la CPU envía un comando de escritura junto con la dirección de memoria y los datos que se van a escribir. Por ejemplo, para escribir el valor ‘0xFF’ en la dirección ‘0x00400000’ el controlador de memoria localiza la celda de memoria especificada permitiendo el acceso a la fila y columna correspondientes en la matriz de RAM concreta.
Escribir en la RAM también es una operación muy rápida, cuasi instantánea, aunque puede requerir un poco más de tiempo que la lectura debido al paso adicional de transferencia de datos y los comandos emitidos por la CPU. El tiempo de acceso y la latencia son importantes en las operaciones de memoria.
[content-egg module=Amazon products=”es-B0BRTJCLBJ” template=list]
¿Alguna vez has experimentado tartamudeos al jugar un juego o ejecutar un programa intensivo? No estás solo. Por mucho que esto pueda estar relacionado con la RAM, no lo es.
Generalmente, cuando la CPU solicita escribir o leer datos de la RAM, hay un retraso causado por varios factores; entre ellos se incluye la propia RAM pero no exclusivamente.
Recuerda que, generalmente, cuanto más cuesta tu RAM más rápida es porque las RAM rápidas y de buena calidad tienden a tener latencias más bajas debido a la forma en que están hechas.
Por último, debes saber que cada celda de memoria dentro de la RAM se almacena en un bit físico del capacitor “flip-flop” en ciertos tipos de RAM. Por ejemplo, una celda de memoria podría almacenar el valor “1” si el capacitor está cargado o “0” si está descargado.
[content-egg module=Amazon template=list]