RAM

CORSO BASE DI
“TECNICO RIPARATORE HARDWARE”
“RAM”
Docente:
Dott. Ing. Antonio Pagano
DEFINIZIONE 1/2
In informatica la memoria ad accesso casuale, acronimo RAM (del
corrispondente termine inglese Random-Access Memory), è una
tipologia di memoria informatica caratterizzata dal permettere
l'accesso diretto a qualunque indirizzo di memoria con lo stesso
tempo di accesso.
La memoria ad accesso casuale si contrappone alla memoria ad
accesso sequenziale e alla memoria ad accesso diretto rispetto alle
quali presenta tempi di accesso sensibilmente inferiori motivo per cui
è utilizzata come memoria primaria.
DEFINIZIONE 2/2
La tipologia di memoria ad accesso casuale più comune attualmente è
a stato solido, a lettura-scrittura e volatile, ma rientrano nella
tipologia di memoria ad accesso casuale la maggior parte delle
tipologie di ROM (inteso nell'eccezione più comune e non come
memoria a sola lettura), la NOR Flash (una tipologia di memoria
flash), oltre a varie tipologie di memorie informatiche utilizzate ai
primordi dell'informatica e oggi non più utilizzate come ad esempio
la memoria a nucleo magnetico.
CONFRONTO
Memorie RAM. Dall'alto: DIP, SIPP, SIMM (30 pin), SIMM (72 pin), DIMM (168 pin),
DDR DIMM (184 pin)
SRAM
Nelle SRAM, acronimo di Static Random Access Memory, ovvero
RAM statica ogni cella è costituita da un latch realizzato da due porte
logiche. 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, sono
molto veloci, consumano poco e quindi dissipano poco 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
Mb).
DRAM 1/2
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 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.
DRAM 2/2
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. 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 e 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.
SDRAM
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:
SDRAM
SDR SDRAM: indica le originarie memorie SDRAM. Con
l'evoluzione tecnica, questa tipologia 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 (EEC: Error
Correction Code).
DDR SDRAM
DDR SDRAM: acronimo di Double Data Rate Synchronous
Dynamic Random Access Memory (in italiano "memoria dinamica ad
accesso casuale sincrona a doppia velocità"), è un tipo di memoria
RAM su circuiti integrati usati nei computer
computer..
Specifiche per chip
DDR200: chip di memoria con frequenza di 100 MHz, buffer di I/O con frequenza di 100 MHz.
DDR266: chip di memoria con frequenza di 133 MHz, buffer di I/O con frequenza di 133 MHz.
DDR333: chip di memoria con frequenza di 166 MHz, buffer di I/O con frequenza di 166 MHz.
DDR400: chip di memoria con frequenza di 200 MHz, buffer di I/O con frequenza di 200 MHz.
Specifiche per moduli di memoria
PC1600: modulo di memoria con frequenza di clock di 100 MHz, transfer rate di 200 MT/s,
1,600 GB/s per canale.
PC2100: modulo di memoria con frequenza di clock di 133 MHz, transfer rate di 266 MT/s,
2,133 GB/s per canale.
PC2700: modulo di memoria con frequenza di clock di 166 MHz, transfer rate di 333 MT/s,
2,667 GB/s per canale.
PC3200: modulo di memoria con frequenza di clock di 200 MHz, transfer rate di 400 MT/s,
3,200 GB/s per canale.
chip DDR200, e
chip DDR266, e
chip DDR333, e
chip DDR400, e
DDR2 1/3
Con DDR-II si indica un particolare tipo di memoria SDRAM. La
differenza principale tra gli standard DDR-II e DDR-I sta nella
maggiore velocità che le memorie DDR2 possono raggiungere nel
trasferire dati da -e verso- l'unità centrale di calcolo, rispetto alle
DDR1. DDR-II raddoppia la velocità di clock rispetto a DDR, che a
sua volta raddoppiò la velocità della SDRAM. Con una frequenza di
clock di 100MHz. La differenza tra DDR-I e DDR-II consiste nel
fatto che il bus delle DDR-II presenta un clock raddoppiato rispetto al
clock della singola cella di memoria, permettendo così di trasferire 4
bit per ogni ciclo, questo senza modificare la velocità delle celle di
memoria. Le DDR-II possono quindi raggiungere una velocità del
bus doppia rispetto alle DDR-I. Il risparmio di energia è ottenuto
principalmente dalle migliori tecnologie utilizzate per produrre i chip,
ma anche da una più bassa frequenza di clock.
clock.
DDR2 2/3
Specifiche per chip
DDR2-400: chip di memoria con frequenza di 100 MHz, buffer di I/O con frequenza di 200 MHz.
DDR2-533: chip di memoria con frequenza di 133 MHz, buffer di I/O con frequenza di 266 MHz.
DDR2-667: chip di memoria con frequenza di 166 MHz, buffer di I/O con frequenza di 333 MHz.
DDR2-800: chip di memoria con frequenza di 200 MHz, buffer di I/O con frequenza di 400 MHz.
DDR2-1066: chip di memoria con frequenza di 266 MHz, buffer di I/O con frequenza di 533 MHz.
Specifiche per moduli di memoria
PC2-3200: modulo di memoria con frequenza di clock sul bus I/O di 200 MHz, transfer rate di 400 MT/s,
DDR2-400, e 3,200 GB/s per canale.
PC2-4200: modulo di memoria con frequenza di clock sul bus I/O di 266 MHz, transfer rate di 533 MT/s,
DDR2-533, e 4,267 GB/s per canale.
PC2-5300: modulo di memoria con frequenza di clock sul bus I/O di 333 MHz, transfer rate di 667 MT/s,
DDR2-667, e 5,333 GB/s per canale.
PC2-6400: modulo di memoria con frequenza di clock sul bus I/O di 400 MHz, transfer rate di 800 MT/s,
DDR2-800, e 6,400 GB/s per canale.
PC2-8500: modulo di memoria con frequenza di clock sul bus I/O di 533 MHz, transfer rate di 1066 MT/s,
DDR2-1066, e 8,533 GB/s per canale.
chip
chip
chip
chip
chip
DDR2 3/3
I DIMM di DDR SDRAM hanno 184 piedini (contro i 168 della
SDRAM), e possono essere riconosciuti dai DIMM SDRAM dal
numero di tacche (le DDR SDRAM ne hanno una, gli SDRAM due
oppure tre).
tre). Le memorie DDR operano con una tensione di 2,5V,
contro i 3,3V per le SDRAM
SDRAM.. Questo può ridurre notevolmente i
consumi..
consumi
I moduli di memoria DDR2 per personal computer desktop (DIMM)
hanno 240 Pin, e sono quindi incompatibili con quelli DDR che
hanno 184 pin.
DDR3 1/3
Le memorie DDR3 sono un'evoluzione delle precedenti DDR2.
Ancora una volta i dati vengono trasferiti su entrambi i fronti del
segnale (salita e discesa) ottenendo così una duplicazione della
velocità di trasferimento che nelle DDR3 dovrebbe variare tra gli 800
Mbit/s e gli 1,5 Gbit/s. Anche se con le nuove memorie si è arrivati a
risultati di circa 1.7 Gbit/s.
È importante ricordare che una memoria di tipo DDR lavora con i
cosiddetti prefetch buffer, che sono utilizzati per collezionare i dati
prima di fornirli a un'interfaccia più veloce. Mentre la prima
generazione di memoria a doppio fronte, la DDR appunto, utilizzava
un prefetch di 2 (DDR mode, no buffering), la successiva DDR2 ne
utilizzava uno di 4 e, come è possibile immaginare, la DDR3 è basata
su un prefetch di 8.
DDR3 2/3
Ogni generazione DDR utilizza una densità di memoria superiore, e
ciò significa che la capacità si espande con i processi costruttivi più
avanzati. La media per i moduli DDR di prima generazione era 512
MB per modulo.
Il JEDEC ha specificato che la tensione predefinita delle DDR3 deve
essere pari a 1,5 V (per le DDR2 è di 1,8 V, mentre per le DDR1 era
pari a 2,5 V).
Per quanto riguarda l'interfaccia di connessione alla motherboard, i
pin dei moduli di memoria DDR2 e DDR3 sono identici, ma la tacca
è stata riposizionata, dato che le memorie non sono "pin-compatibili",
e le DDR3 funzionano, come detto, a tensione inferiore.
DDR3 3/3
Di seguito sono evidenziati gli incrementi prestazionali che i nuovi
moduli DDR3 sono in grado di fornire rispetto ai "vecchi" moduli
DDR2.
Grazie