Passeremo ora ad esaminare tutti i tipi, passati, presenti e futuri, di un componente fondamentale (quanto un processore) in un computer: la memoria RAM.
Che cosa sono?
Prima di elencare e, successivamente specificare le caratteristiche dei differenti tipi di RAM, occorre fare qualche breve accenno alle loro funzioni.
RAM è la sigla di Random Access Memory (Memoria ad Accesso Casuale), in quanto le informazioni possono essere lette o scritte con un accesso casuale, ovvero senza dover rispettare un determinato ordine sequnziale (come ad esempio avviene per un nastro magnetico) [grazie al lettore Francesco per la doversa precisazione].
Da questo punto, si possono distinguere due grandi categorie di RAM: le DRAM e le SRAM.
Le prime (Dynamic Random Access Memory), sono quelle normalmente utilizzate dai computer finalizzate a memorizzare i dati necessari per lo svolgimento di 
un'applicazione; esse sono leggibili e scrivibili dal sistema e, allo spegnimento di quest'ultimo, vengono "svuotate". Sono chiamate RAM "Dinamiche" perché i dati in esse contenuti non sono In grado di permanere immutati, ma necessitano di essere sempre aggiornati, allo scopo di rimanere nella cella di memoria per poi venir letti. Una cella di DRAM è composta da un condensatore e da un transistor.
Poiché il condensatore può trattenere la carica solo per pochi millisecondi, il contenuto DRAM deve essere continuamente aggiornato, vale a dire che il condensatore deve essere ricaricato frequentemente (centinaia di volte al secondo) in modo da non perdere l'informazione (bit) che vi è registrata. Per questo motivo le DRAM non sono memorie particolarmente "veloci" rispetto alle SRAM (Static Random Access Memory), che sono in grado, con una minima tensione elettrica, di far permanere i dati all'interno della loro cella. Un esempio di memoria SRAM è il BIOS stesso, tenuto "in vita" dalla batteria Installata sulla scheda madre, e caratterizzato da tempi di accesso minori. Inoltre le DRAM hanno costi di produzione molto ridotti e, in termini di energia elettrica, consumano notevolmente di più rispetto alle SRAM.
Per il momento, a noi interessano solo le caratteristiche delle memorie cosiddette "Dinamiche"...
Prestazioni generiche
La velocità delle RAM, dipende da molti fattori, il primo dei quali è sicuramente la loro frequenza di lavoro, espressa in MHz. Ovviamente, più alta è la frequenza, più velocemente la memoria sarà accessibile. I tempi di accesso sono "misurati" in nanosecondi (ns), e dipendono da moltissime variabili, quali il tipo di RAM, la loro frequenza, i timings ecc.; ma questi sono tutti dati che verranno analizzati uno per volta rispetto ai vari tipi e modelli di RAM.
Cenni Storici
La prima vera RAM dinamica nasce nel 1971 (ad 1 Kbit, per opera Intel). Quelle che vi proporremo, sono già dei modelli "avanzati" rispetto a quei tempi, introdotte con lo sviluppo dei primi processori 386/486.
Modelli e Caratteristiche
Cominciamo subito col distinguere due differenti generazioni di memorie DRAM, le SIMM e le DIMM (e SODIMM).
Memorie SIMM
(Single In-line Memory Module) - Modulo di Memoria a Singola linea di Contatto.
Modello a 30 pin:
Modello a 72 pin:
Come suddetto, queste memorie sono state sviluppate con l'avvento dei processori 386/486 e dei primi Pentium (586) e Pentium Pro, perciò ci troviamo di fronte (anche in termini di tempo in campo informatico) a delle memorie "d'epoca". Probabilmente è ancora possibile vedere in commercio modelli da 72 pin (anche se molto raramente) ; ma veniamo ai dettagli tecnici:
Le prime (quelle a 30 pin) sono memorie a 8 bit, 
erano necessari quindi quattro di questi moduli per raggiungere il bus che caratterizzava le schede madri di quel tempo, che era a 32 bit. Furono introdotti così i modelli a 72 pin, caratterizzati dal fatto di operare con bus a 32 bit, che quindi potevano essere montati anche in numero dispari. Con l'uscita in particolare dei primi Pentium, il bus aumentò fino a 64 bit, perciò le memorie dovevano ancora essere montate in numero pari.Queste memorie avevano un voltaggio pari a 5,0v e tempi d'accesso varianti dagli 80 ai 70 ns. Venivano montate su socket particolari che garantivano il perfetto contatto dei pin con la scheda madre.
SIMM FPM
(Fast Page Mode) - SIMM in modalità fast page.
Le memorie in modalità fast page, sono una "variante" del modello a 72 pin. La loro particolarità, è quella di consentire l'accesso a diversi bit che si trovano tutti sulla stessa riga di memoria, fornendoli uno dopo l'altro senza pause. Il loro tempo d'accesso, infatti, si aggira sui 60 ns, soprattutto per le memorie di questo tipo che riuscivano a compiere la fase di overhead (cicli impiegati per la gestione interna) in 6 cicli di clock, mentre per tutte le altre fasi in 3 cicli di clock.
SIMM EDO
(Extended Data Out) - SIMM con flusso di dati esteso.
Le memorie EDO sono l'evoluzione delle memorie FPM, in quanto usano quasi lo stesso principio di funzionamento. Ma allora cos'hanno in più queste memorie? Il loro punto forte, è costituito dal fatto che, mentre le FPM disattivano la colonna e il buffer dopo la "memorizzazione", le memorie di tipo EDO mantengono il buffer attivo, pronte quindi finchè la colonna seguente si attiva o viene completato un altro ciclo di clock. Ciò accelera la memorizzazione dei dati, che viene eseguita in modo continuo e consecutivo.
I loro tempi d'accesso variano da 60 a 50 ns.
Abbiamo analizzato, quindi, i tipi di memoria che "caratterizzavano" il passato, ma passiamo ad esaminare ora in dettaglio quelle che fanno parte del presente...
Ecco qui presentati modelli che erano e che sono tuttora alla base dei nostri PC:
Memorie DIMM
(Dual In-line Memory Module) Modulo di Memoria a Doppia linea di Contatto
Da qui in poi si apre una nuova generazione di memorie, destinate a permanere sino agli ultimissimi computers prodotti. Le memorie SODIMM sono delle normali DIMM "riadattate" per i notebook.
SDRAM (Synchronous DRAM) PC66
Questo tipo di memorie segna una nuova concezione nel campo delle DRAM. Le memorie cosiddette Synchronous, sono chiamate in questo modo perché una loro notevole particolarità è quella di riuscire a operare alla stessa frequenza di clock del processore, sincronizzando quindi tutte le loro operazioni con quest'ultimo. Queste memorie in particolare, riescono a ragguingere una frequenza di 66 MHz (da qui PC66). Un'altra innovazione delle SDRAM è la possibilità di effettuare un accesso ancora prima di aver finito quello precedente (attivare una colonna mentre l'altra è ancora in uso), questo meccanismo è chiamato interleave (= sovrapposizione degli accessi) ; motivo per il quale i tempi d'accesso sono molto ridotti rispetto a EDO/FPM (15-10 ns) . Queste memorie sono provviste di ben 168 pin per il contatto; tale quantità di pin facilita le operazioni di sincronizzazione.
SDRAM PC 100
Evoluzione SDRAM PC 66. Come potrete notare dalla sigla, questo tipo di memoria è in grado di svolgere le proprie funzioni con una frequenza pari a 100 MHz. Probabilmente vi sono ancora moltissime macchine che montano questo tipo di memoria; infatti il suo bus è quello di Pentium || e Pentium ||| e ovviamente di tutti gli AMD con bus a 100 MHz. Se ne può dedurre quindi che queste memorie sono supportate da tutti i chipset Slot 1 o Socket 370, anche se stanno pian piano scomparendo per lasciare libero spazio alle PC 133. I loro chip hanno tempi d'accesso che variano dai 10 agli 8 ns.SDRAM PC 133
L'ultima evoluzione delle SDRAM che, come potrete ben capire, opera ad una frequenza di 133 MHz, il bus che caratterizza praticamente tutte le Motherboards degli attuali PC. È probabilmente una delle tipologie di RAM più vendute. I tempi d'accesso con queste memorie si abbassano ulteriormente: generalmente 7.5 - 7 ns, ma è possibile trovare anche SDRAM con chip da 6.5 - 6 ns (queste ultime più di rado).
SDRAM ECC
(Error Correcting Code), sicurezza e stabilità.
Le SDRAM ECC (con Codice di Correzione di Errore) sono un particolare tipo di SDRAM che permette il controllo dei dati ed un'eventuale correzione degli stessi nel caso presentassero errori di vario tipo; Ciò è consentito grazie ad un bit aggiuntivo agli otto tradizionali, il nono bit, detto anche bit di parità.
Questa funzione di controllo e correzione, permette a queste RAM di avere una maggiore stabilità e sicurezza rispetto alle RAM "tradizionali", infatti queste memorie sono utilizzate dalla maggiorparte dei server, che necessitano di rimanere operativi per molto tempo, e che quindi non possono "permettersi" alcun tipo di errore. C'è da dire però che queste memorie, a causa delle loro funzioni supplementari, sono un po' più lente delle memorie "tradizionali", esse hanno infatti tempi d'accesso maggiori rispetto a quest'ultime.
Una, per così dire, variante delle SDRAM ECC, sono le SDRAM ECC Registered, nelle quali l'affidabilità viene prima testata.
Infine, le RAM di tipo ECC, si contraddistinguono a prima vista dal momento che presentano sulla basetta tre chip aggiuntivi.
DIMM SDRAM DDR
(Double Data Rate)
Questo tipo di memorie è sicuramente il più utilizzato e il più venduto attualmente sul mercato.
Si tratta di un particolare tipo di memorie SDRAM, che, al contrario di quest'ultime, utilizzano entrambi i fronti di clock, ascendente e discendente. Si avrà quindi una bandwith doppia rispetto alle "normali" SDRAM: possiamo quindi affermare che, prese in esame memorie SDRAM e memorie DDR, pur operanti alla stessa frequenza, le seconde avranno bandwith raddoppiata.
La loro comparsa è avvenuta primariamente nelle schede video ma progressivamente hanno costituito e costituiscono tuttora il più diffuso tipo di memorie. Le nomenclature delle memorie DDR, non vengono più espresse secondo la rispettiva frequenza di lavoro, ma secondo la loro larghezza di banda, il tutto, ovviamente, per ragioni di marketing. Esistono DDR PC 1600 (200Mhz, 1.6GB/s, ormai rare), PC 2100 (266Mhz, 2.1GB/s), PC 2700 (333Mhz, 2.7GB/s), PC 3200 (400Mhz, 3.2GB/s) e infine esistono anche PC 3700 (466 MHz, 3.7GB/s), anche se ancora poco diffuse dati i costi piuttosto elevati.
DDR ECC (Registered)
Anche delle memorie DDR, esistono le versioni ECC ed ECC Registered, con funzione analoga alle SDRAM ECC (o ECC Registered).
DDR Dual Channel
Questa nuova tecnologia, viene già applicata alla schede madri di recente fattura. Essa permette di avere due canali "fisici" di accesso alle DDR. Ciò è molto vantaggioso, in quanto la banda passante raddoppia. Faccio un esempio: se ho due moduli DDR PC3200, disponendoli su due canali, avrò una banda passante con un picco massimo di 6.4GB/s. Questa tecnologia quindi, permette di eliminare il collo di bottiglia che non permetteva fino ad ora di sfruttare tutte le risorse del proprio PC.
Il caso RAMBUS
La loro "storia" comincia con la comparsa del primo Pentium 4 (core Willamette). A questo processore infatti, vennero abbinate questo tipo di memorie, assieme ai chipset Intel i820, i840 e i850. Questo nuovo standard di memorie fu introdotto proprio da Intel, e le memorie, sempre per una ragione di marketing, ebbero una nomenclatura ancora diversa, che si "forma" con la loro frequenza effettiva di lavoro moltiplicata per il fattore moltiplicatore 2x; esistono quindi RAMBUS PC 600 (300Mhz effettivi), PC 700 (356Mhz effettivi), PC 800 (400Mhz effettivi) e anche di frequenze superiori.
Queste memorie però, erano disponibili a costi abbastanza alti, e questo fu una delle principali cause che non fecero ottenere al primo Pentium 4 il successo preventivato; sempre le memorie in questione, poi, dovevano essere montate in coppia. Intel decise quindi di abbandonare RAMBUS per fare spazio alle sempre più crescenti DDR, e creò chipset e processori (Pentium 4 con core Northwood) in grado di sfruttare appieno questo tipo di memorie.
RAMBUS, comunque, non sparì del tutto... alcuni grandi produttori di Mainboard, hanno recentemente annunciato che presenteranno presto schede madri con supporto RAMBUS, utilizzando il chipset SiS R659.
Il capitolo quindi non è ancora chiuso.
Analizzeremo ora, come accennato nella prima pagina di quest'articolo, i vari parametri di funzionamento delle memorie RAM.
I Timings
Esistono dei parametri riguardanti le DRAM che consentono (oltre allo stesso funzionamento ;-)) l'aumento delle prestazioni di queste memorie. I suddetti parametri sono conosciuti sotto il nome di Timings, e, come già detto, influiscono molto sulle prestazioni delle DRAM. Possiamo quindi osservare che non è la sola frequenza di lavoro a determinare le prestazioni velocistiche delle memorie RAM.
I principali parametri detti Timings sono: 
- CAS (Column Address Strobe) Latency Time: Diciamo pure che è il parametro forse più conosciuto; esso indica i cicli di clock necessari a attivare una colonna (tempo necessario per processare una richiesta). Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, a valori inferiori corrispondono prestazioni più alte.
- RAS (Row Address Strobe) to CAS Delay: Questo parametro riferisce quanti cicli di clock sono necessari per accedere ai dati contenuti nelle righe (row, appunto) ; si passa prima dalle righe, per poi arrivare alle colonne: quando i dati sono richiesti, il processore attiva il parametro RAS per specificare la riga dove i dati sono richiesti, quindi attiva il parametro CAS per specificarne la colonna. Anche qui, a valori minori corrispondono prestazioni maggiori.
- RAS Precharge: Questo valore indica i cicli di clock richiesti dal parametro RAS prima che la memoria effettui il refresh e affinché la memoria sia pronta ad una nuova memorizzazione di dati (cicli di clock impiegati per precaricae i condensatori della memoria.). Anche qui, caso analogo: valori minori, uguale a prestazioni maggiori.
- Cycle Time (Tras-Trc): In questa fase vi sono due "tempi": il primo, Tras determina l'intervallo di tempo in cui vengono trasferiti i dati, e il secondo, il Trc, che è l'intervallo di tempo impiegato per "aspettare" il successivo trasferimento di dati.
Tutti questi valori possono essere modificati per un aumento di prestazioni. La possibilità di fare ciò, però, dipende molto dal tipo di RAM utilizzate e da molti altri fattori. Nella maggior parte dei casi, le memorie necessitano di un leggero overvolt per eventuali Timings spinti.I Timings, sono regolabili da BIOS.
Per il resto, le prestazioni velocistiche sono determinate dalla frequenza di funzionamento nonché dai tempi d'accesso.
Compatibilità MainBoard
Generalmente tutte le marche di DIMM sono compatibili con pressoché tutte le schede madri, se proprio non vi è compatibilità, ciò viene scritto nelle specifiche della scheda madre.
Single e Double sided...
Le memorie DRAM possono essere Single o Double Sided. Nel primo caso le memorie hanno una sola "faccia", in pratica i chip sono disposti solo da un lato della basetta. Nel secondo caso invece, come facilmente deducibile, troveremo chip montati su entrambi i lati della basetta. Quando si acquistano più banchi di DRAM, è necessario informarsi preventivamente sul manuale della propria scheda madre, poiché i diversi chipset possono tollerare diverse configurazioni. Per esempio, con un determinato chipset potrò montare due banchi di DRAM Duoble-Sided e un solo banco di DRAM Single-Sided, mentre su un altro il contrario, e via dicendo...
Bene, in queste pagine avete potuto riflettere un po' di più su un componente che, come ho già detto, è sempre stato ed è tuttora alla base dei nostri PC, dai PC Desktop fino ai grandi Server. Ovviamente per ogni singolo cambiamento, non esiteremo ad aggiornare l'articolo, quindi, Stay Tuned!
Special Thanks to Zephiro.
MegaLab.it rispetta la tua privacy. Per esercitare i tuoi diritti scrivi a: privacy@megalab.it .
Copyright 2008 MegaLab.it - Tutti i diritti sono riservati