La memoria RAM

La memoria RAM (Randomiche Acces Memory) è una memoria ad accesso casuale e in essa una qualsiasi locazione (cella) è individuata da un numero (indirizzo) e il suo contenuto può essere letto o modificato in un intervallo di tempo costante detto tempo di accesso. Dal punto di vista fisico è un componente a semiconduttore realizzato in forma integrata e può essere di tipo statico o dinamico. Le RAM statiche sono flip flop mentre quelle dinamiche sono microcondensatori (C-MOS), nei quali 1 corrisponde al condensatore carico mentre 0 al condensatore scarico.Nella pratica si usano sempre RAM dinamiche (DRAM Dynamic RAM) per l'elevata capacità di integrazione e per i costi più bassi rispetto a quelle statiche: quest'ultime sono più veloci, ma hanno bisogno di dissipare potenza e quindi non possono essere integrate su larghissima scala.

Analizziamo ora i vari tipi di memorie RAM: 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: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. 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 anche perché molto spesso ad ogni riga della memoria è associato un bit di parità, che consente di individuare eventuali errori singoli all'interno della riga, oppure una serie di bit (login), che opportunamente impostati nel momento di ogni scrittura, generano il codice di Hamming corrispondente, che consente di individuare e correggere errori singoli e individuare errori doppi. 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, ovvero l'accesso in scrittura ed in lettura è comandato direttamente dai segnali in ingresso al contrario delle memorie sincrone in cui il passaggio da uno stato all'altro è sincronizzato ad un segnale di clock. 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: 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. DDR SDRAM DDR2 DDR3 SODIMM: da notare che il package SODIMM non necessariamente contiene memoria SDRAM.