Las memorias han ido evolucionado significativamente a lo largo de los años, lo que ha dado lugar a una variedad de tipos y arquitecturas, cada una de ellas destinada a un uso y unos requisitos de rendimiento específicos.
Como ya te explique aquí, existen varios tipos de memorias y aún en la actualidad, se siguen reinventando para producir memorias cada vez más rápidas.
Este artículo esta dedicado a profundizar más en la explicación sobre los diferentes tipos de memoria conocidas. Veamos.
Ram Estática
Empezando con el tipo estático, SRAM y para la gran mayoría de personas será mucho más conocida como la “memoria cache”.
La memoria SRAM es un tipo de RAM que se basa en circuitos de enclavamiento (también conocidos como flip-flops) para almacenar cada bit de datos y es más rápido y mucho más caro que la DRAM, memoria dinámica o también conocida comúnmente por “memoria RAM”.
La principal diferencia entre la memoria estática (SRAM) respecto a la memoria dinámica (DRAM) es que la estática no requiere una actualización periódica.
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Además, de que la memoria estática tiene múltiples transistores por almacenamiento y por lo tanto, se convierte lo más adecuado para implantarse como la memoria caché (la usada en las CPU) con registros de alta velocidad (como tendremos el placer de revisar más adelante).
Estructura de llamada de la SRAM
La SRAM consta de múltiples transistores como ‘flip-flops’, este tipo de disposición es lo que lo hace diferente y permite que cada celda de memoria almacene solo un bit de datos.
A diferencia de la DRAM (memoria dinámica) los datos permanecen intactos y almacenados en la celda de memoria concreta y sin la necesidad de que exista una actualización periódica.
Velocidad de la SRAM
La SRAM es conocida por su rápido tiempo de acceso en comparación con la DRAM, ya que no requiere de una actualización continua. Puede proporcionar un acceso rápido a los datos almacenados, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una operación de alta velocidad, como es el caso de las memorias caché de la CPU u procesadores.
Densidad de la SRAM
La RAM estática tiende a tener una capacidad de almacenamiento baja debido a la forma en que está hecha, ya que requiere más transistores por almacenamiento, principalmente debido a la limitación de “flip-flop”. Como resultado, es usada para matrices de memoria más pequeñas y/o memorias caché.
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Uso de la SRAM
La SRAM se encuentra comúnmente en varios sistemas informáticos donde el acceso rápido a los datos es crítico. Se usa principalmente en memorias caché (incluidas las CPU) para almacenar datos e instrucciones a los que se accede con frecuencia y donde las líneas de dirección no son un “problema”.
Ram Dinámica
Es probable que conozcas mucho más las ram dinámicas, memorias ram o DRAM u DRR. Aunque para quién no lo tenga tan claro, haremos un repaso sobre ella.
Estructura de las celdas de la DRAM
Las celdas DRAM están compuestas de un capacitor y un transistor, el capacitor almacena los datos (cargas eléctricas) y el transistor actúa como un interruptor para controlar dichos datos.
Velocidad de la DRAM
La DRAM, generalmente sufre de latencia en comparación con la SRAM, pero no te preocupes porque hay una solución alternativa para eso llamada DDR (que te explicaré más adelante, en este mismo artículo).
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Sin embargo, en la última década hemos visto muchos avances técnicos con respecto a la DRAM, ya que es el tipo de RAM más utilizado en las computadoras personales.
Densidad de la DRAM
La DRAM ofrece una densidad de almacenamiento extremadamente superior (de nuevo, en comparación con la SRAM), lo que la hace apta para capacidades de memoria mayores en términos de computación, ya que las celdas DRAM requieren menos transistores por bit de almacenamiento.
Uso de la DRAM
La DRAM impacta directamente en el rendimiento del sistema y esa es la razón principal por la que se usa principalmente como un controlador diario para cada dispositivo en tu casa, nada es capaz de superar a esta maravilla en su “trabajo”.
Dato Curioso sobre la DRAM
Algunos fabricantes de (D)RAM dicen que ya hemos llegado al límite de su tamaño, lo que significa que no podemos reducir más el tamaño de los transistores de RAM y en otras palabras, nunca podrás llevar una PC en tu bolsillo.
Triste, ¿Verdad? Pero bueno, hace 50 años una unidad de almacenamiento de aproximadamente 5 MB era tan grande como un automóvil y la buena noticia es..
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Que para eso ya se han creado las memorias LPDDR4X que se usan en los smartphone, tablets, etc.
La RAM de Doble Velocidad de Transmisión de Datos
La Memoria RAM DDR (Double Data Rate) o de doble velocidad de transmisión significa, que la memoria es capaz de trabajar con el doble de velocidad puesto que es capaz de transferir datos tanto en los viajes ascendentes como descendentes de la señal de reloj.
Eso duplica la velocidad de transferencia de datos en comparación con los modelos “SDR” (Single Data Rate) tradicionales.
A pesar de esto, debes saber que aunque la velocidad de transferencia de datos se duplica, la velocidad de reloj real del bus del sistema de memoria sigue siendo la misma.
Esto significa que la velocidad de reloj efectiva para las señales de control es solo la mitad de la velocidad de transferencia de datos.
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Pese a la mayor eficiencia de transferencia de datos de la memoria DDR, las principales características permanecen inalteradas de las ya explicadas para la ram dinámica.
La memoria DDR se utiliza como la memoria principal del sistema en todas las computadoras, servidores y otros dispositivos electrónicos, como las tarjetas gráficas y los teléfonos.
A lo largo de la historia, la DDR ha ido evolucionado y ha tenido varias variaciones o generaciones diferentes. Cada una de las versiones amplian su capacidad de rendimiento, mejora la cantidad de transferencia y al mismo tiempo aumentan su latencia (pese a que se aumento no se transfiera en un peor rendimiento).
La primera versión que se lanzó fue DDR1 en el año 2000 y tiene una velocidad máxima de transferencia de datos de 266 megatransferencias/s (MT/s).
Las RAM en ese momento eran tan lentas que no se acercaban a las gigatransferencias/s (GT/s) pero ahora sí que lo hacen e incluso ya llegan hasta alcanzar los 8,4 gigatransferencias/s con la presencia de las memorias ram DDR5, la última generación de memoria DDR introducida en 2020.
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En la más reciente actualidad, incluso, ya se trabaja en una memoria ram del futuro: La DDR6. Como ya te explique en este artículo de hace unos meses, sobre las DDR6 y las principales fábricas de producción de memorias ram.
Gráficos con Doble Velocidad de Datos
Las tarjetas gráficas implementan su propia memoria, y la GDDR o los gráficos DDR es un tipo especializado de RAM optimizado para su uso en gráficos (producidos para GPU) y tarjetas de video.
Ofrece un ancho de banda significativamente mayor en comparación con las RAM (D) DDR estándar, lo que lo hace muy adecuado como para manejar grandes volúmenes de datos necesarios, como es el caso de renderizar HD, Full HD, etc.
Las memorias de las gráficas, actúan como una RAM que las tarjetas gráficas (GPU) usan con su propia CPU (procesador) propio y esa RAM es de uso exclusivo de la propia gráfica.
Estructura de las Celdas de la RAM en Gráficas
El tipo de RAM mencionado también es una DRAM pero para GPU, ya que comparte similitudes con la DDR-RAM tradicional, pero está optimizada para tareas intensivas en gráficos.
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Una de sus características clave es que está hecha específicamente para la transferencia de datos de alto ancho de banda para brindarle esa velocidad de fotogramas más fluida.
La arquitectura de las celdas de memoria GDDR está diseñada para adaptarse a las demandas de renderizado de los gráficos y otras tareas intensivas de GFX (GFX no es más que la abreviatura de la palabra Gráficos).
Velocidad de la RAM en Gráficas
La velocidad de la memoria de las gráficas se mide en Gbps o GigaBits porque la representación de gráficos necesita una velocidad más rápida y debido a su arquitectura de bus de memoria más amplia en comparación con la RAM DDR tradicional, es capaz de alcanzar esas mayores velocidades.
Al mismo tiempo, la CPU más la RAM de la gráfica, se encargan de aprovechar las técnicas más avanzadas de transferencia paralela al dividir los datos en fragmentos más pequeños y procesarlos simultáneamente en múltiples buses de memoria.
Densidad de la RAM en Gráficas
Las memorias GDDR (memoria ram de una gráfica) tiene una técnica de empaquetado avanzada llamada “chip-on-wafer” mientras que los chips semiconductores individuales (también conocidos como Dies) se montan directamente sobre una capa de oblea que ofrece varias ventajas.
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Esto ofrece una reducción de costos durante la producción, una buena gestión térmica que proporciona a los chips una temperatura reducida y una disipación de calor más efectiva.
Uso de la RAM en Gráficas
Como ya te puedes imaginar, se usa en tarjetas gráficas más comúnmente para juegos, edición de video o básicamente cualquier cosa que hagas con la computadora.
También sirve como memoria principal para almacenar y procesar datos del tipo “gráfico” (por ejemplo: Texturas, Geometría, Shaders y lo más importante Framebuffers para renderizar la pantalla) el volumen de trabajo de la memoria de la gráfica, ya que varía según su uso y capacidad.
Variaciones de la RAM en Gráficas
A lo largo de décadas de desarrollo, la memoria GDDR ha pasado por varias generaciones y cada una de ellas ofrece mejoras en términos de rendimiento, eficiencia y capacidades.
Esto permitió pasar de GDDR1, GDDR2, así hasta la GDDR6. Esto, básicamente, son actualizaciones de hardware que evolucionan.
RAM Dinámica Rambus
La RAM dinámica Rambus, conocida comúnmente como RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory), es un tipo de memoria de acceso aleatorio que fue desarrollada por la empresa Rambus Inc. en la década de 1990.
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Esta tecnología fue diseñada para ofrecer velocidades de transferencia de datos más altas en comparación con las tecnologías de memoria DRAM tradicionales de aquella época, como SDRAM y DDR SDRAM.
La latencia de RDRAM también es mayor para los primeros accesos, el enfoque basado en protocolos utilizado por RDRAM requiere una cierta cantidad de sobrecarga que en realidad aumenta la cantidad de tiempo para el primer acceso a la memoria.
A pesar de su mayor latencia de acceso inicial, la utilización del ancho de banda de la RDRAM es más eficiente que la de la DDR SDRAM. Una clave de esta eficiencia es la cantidad de amplificadores de detección de la RDRAM: la RDRAM puede mantener cargadas muchas más páginas a la vez que la DDR SDRAM.
El controlador RDRAM Intel i840 de gama alta puede mantener abiertas 32 páginas simultáneamente y la tecnología RDRAM tiene el potencial de tener muchas más páginas abiertas.
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Suponiendo una cantidad baja de conmutadores de columnas y filas, la DRAM Direct Rambus tiene un mejor ancho de banda general en comparación con la DDR.
La Rambus tuvo un ciclo de 10 años de vida, hasta que Intel decidió dejar de crear placas base predeterminadas que lo implementaran y su producción se suprimió; quizás, otro día profundicemos en su historia.
Ram NO Volátil
La NVRAM es una categoría de memoria que retiene los datos almacenados incluso cuando se corta la energía.
A diferencia de los tipos de RAM volátiles tradicionales, bastante similares a los dispositivos de almacenamiento como los SSD y se desarrollaron muchos otros tipos de NVRAM.
RAM ferroeléctrica
FeRAM almacena datos utilizando un material ferroeléctrico que mantiene cargas eléctricas cuando no hay energía, esto se conoce como la polarización de cargas ferroeléctricas.
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Antes de que lo pienses, esto no es un galimatías de computadora cuántica que incluso a día de hoy no entiendo.
Entonces, las cargas polarizadas representan binario al igual que en los tipos anteriores.
También ofrece velocidades rápidas, bajo consumo de energía y mejor “esperanza de vida”, mientras que se usa comúnmente en aplicaciones donde la persistencia de datos y los tiempos de acceso rápidos son.. críticos.
Definitivamente no comprar uno, 1 módulo cuesta tanto como toda la construcción de su PC (impuestos excluidos).
RAM Magnetorresistiva
Abreviada como MRAM, funciona de la misma manera que la otra pero en lugar de materiales ferroeléctricos, utiliza la resistencia de los materiales magnéticos que cambian según su orientación.
Esto le permite representar datos binarios y conservar su estado, incluso sin energía.
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