¿Qué es la memoria RAM?

¿Alguna vez te ha pasado que tu computadora no se bloquea debido a la cantidad de pestañas que tienes abiertas en tu navegador?

Ilustración: Olya Ezhak para Skillbox Media

Maria Tolchenova

Filóloga e ingeniera, escribe sobre tecnología de una manera que incluso los novatos puedan entender. Editora comercial, autora de artículos técnicos para vc.ru y «Habra».

La memoria RAM, también conocida como memoria operativa o memoria volátil, almacena el código de máquina ejecutable y los datos que una programa necesita en el momento actual. Si la computadora tiene poca memoria RAM, las instrucciones se ejecutan lentamente y la computadora se bloquea. Sin embargo, el tamaño de la memoria no es el único factor a considerar al elegir RAM.

¿Qué es la memoria RAM?

La memoria RAM, o memoria operativa, es un tipo de memoria donde se almacenan el código de máquina ejecutable y los datos que el procesador está procesando en ese momento.

Físicamente, la RAM está compuesta por chips de memoria que, junto con los componentes electrónicos necesarios, se soldan directamente en la placa base, o en placas de circuito impreso. El primer caso se puede encontrar en computadoras de una sola placa y en algunos modelos de portátiles. En las computadoras de escritorio, la RAM suele estar en forma de módulos independientes.

La memoria RAM se diferencia de los dispositivos de memoria permanente, como los discos duros o los discos de estado sólido, por su mayor velocidad de trabajo. Por ejemplo, un SSD M.2 NVMe moderno con puerto PCI-E 5.0 puede transferir datos a una velocidad de hasta 15 GB/s, mientras que la memoria RAM del estándar DDR5, funcionando a la frecuencia mínima para este tipo de RAM en 4800 MHz, alcanza los 56 GB/s. ¡La diferencia es de 3,7 veces!

Por lo tanto, el procesador para el procesamiento de información accede a los datos necesarios directamente a la memoria RAM, y no a la memoria permanente. Si se comunicara directamente con un SSD o HDD, los cálculos habituales, que normalmente se realizan en un instante, se realizarían varias veces más lentamente.

En otras palabras, la memoria RAM actúa como un intermediario entre el procesador y los dispositivos de memoria permanente.

Cuando el usuario cierra un programa, la memoria RAM descarga sus datos, ya que el procesador ya no los necesita. Esto libera espacio para otros procesos que el usuario iniciará posteriormente.

Otra diferencia importante entre la memoria RAM y los dispositivos de almacenamiento permanente, como los discos duros, los SSD o los dispositivos USB, es su dependencia de la energía. Si se interrumpe el suministro de energía, por ejemplo, al apagar el ordenador, toda la información almacenada en la memoria RAM se borra.

Tipos de memoria RAM

Los dispositivos de memoria RAM se dividen en dos tipos: SRAM y DRAM, que se diferencian por la tecnología de almacenamiento de datos.

SRAM

SRAM (Static Random Access Memory) es una memoria de acceso aleatorio estática en la que los datos se almacenan en una celda con 4 a 6 transistores y condensadores. Entre los transistores existe un bucle eléctrico de retroalimentación que mantiene la carga general de la celda. Por lo tanto, la regeneración de memoria, es decir, la conservación del nivel de carga, no es necesaria externamente para la SRAM.

DRAM

DRAM (Dynamic Random Access Memory) es la memoria de acceso aleatorio dinámica. La celda, por lo general, está compuesta por un transistor y un condensador. Este último tiene un tamaño pequeño y se descarga rápidamente. Por lo tanto, este tipo de memoria requiere regeneración de memoria: un microcontrolador especial en los chips de memoria reescribe constantemente la información en la celda para evitar que se pierda.

Comparación y aplicaciones

La SRAM es más rápida que la DRAM, pero más cara de producir. Por lo tanto, se utiliza en las partes del dispositivo donde se requiere el mayor rendimiento, por ejemplo, en la memoria caché del procesador. La DRAM es más barata y más lenta, pero su velocidad es suficiente para el funcionamiento de la memoria RAM de las computadoras modernas. Por lo tanto, en las memorias RAM se utiliza la DRAM.

Formas factor

La memoria RAM también se divide según su forma factor. El forma factor moderno es DIMM, que ha reemplazado a SIMM. En el último, los contactos estaban ubicados simétricamente en una sola fila. En este caso, los contactos en las caras opuestas del SIMM estaban conectados entre sí. En DIMM, los contactos están ubicados en ambos lados y no dependen entre sí. Gracias a esto, este formato es más rápido.

Actualmente, la memoria SIMM ya no se encuentra disponible en el mercado.

DIMM es un término general que se refiere a un grupo de módulos de memoria RAM utilizados en computadoras de escritorio y servidores. A su vez, se divide en tres subtipos:

R-DIMM — memoria RAM para servidores. Cuenta con un mecanismo integrado de detección y corrección automática de cambios aleatorios — errores de bits de memoria. Generalmente, R-DIMM opera a frecuencias relativamente bajas, ya que en los servidores la estabilidad y la resistencia a fallos del equipo son más importantes que la velocidad de intercambio de información con el procesador.

U-DIMM — memoria para computadoras de escritorio comunes. A diferencia de R-DIMM, carece de un registro de búfer y un mecanismo de corrección de errores, por lo que es más económica de producir.

SO-DIMM — casi lo mismo que U-DIMM, pero con módulos más pequeños. Se utiliza en portátiles, mini-PCs y, en muy raras ocasiones, en computadoras de escritorio con placas base pequeñas del formato Mini-ITX.

Características de la memoria RAM

Ahora que hemos comprendido los tipos de memoria RAM, echemos un vistazo a sus características: tipo de memoria, capacidad, frecuencia de reloj y tiempos de acceso.

Capacidad de memoria

La memoria RAM almacena el código máquina ejecutable y todos los datos que el procesador necesita para trabajar en el momento actual.

Gracias a esto, no necesita acudir a dispositivos de memoria permanente lentos, como un disco duro, por lo que los comandos se ejecutan rápidamente.

Sin embargo, el tamaño de la memoria RAM es limitado; si los datos utilizados por el procesador no caben en ella, el rendimiento se ralentizará. Parte de la información comenzará a leerse desde la memoria permanente, lo que provocará retrasos en la ejecución de las instrucciones.

El tamaño de la memoria RAM se mide en gigabytes. Cuanto mayor sea el tamaño, mejor. Actualmente, una cantidad mínima para un ordenador doméstico puede considerarse 8 GB; esto será suficiente para trabajar con documentos de texto o navegar por la web.

Tipo de memoria

El tipo de memoria en la RAM moderna es DDR (double data rate, «velocidad de transferencia duplicada»). Este estándar apareció en el año 2000 y se sigue utilizando en la actualidad.

El predecesor de DDR, SDR (single data rate), funcionaba de la siguiente manera: una instrucción se leía en el momento del cambio de carga de 0 a 1. En DDR se modificó el esquema de funcionamiento: además del cambio de 0 a 1, este tipo de memoria tiene en cuenta también el cambio inverso de 1 a 0. Es decir, en el mismo intervalo de tiempo, se procesan dos señales en lugar de una, como en SDR. Precisamente por esto se duplica la velocidad de transferencia de datos y el nombre del tipo de memoria.

DDR cuenta con cinco generaciones, que se pueden identificar por el número en el nombre del tipo de memoria. Se diferencian entre sí por el tamaño máximo de memoria en una sola placa y la frecuencia base:

Importante! Los módulos de una misma generación no son físicamente compatibles con los conectores de otras generaciones. No es posible insertar una placa DDR3 en un slot para DDR4.

Frecuencia de reloj

La frecuencia de reloj determina cuántas operaciones por segundo puede realizar la memoria RAM; cuanto más alta sea, mayor será la capacidad de transferencia de datos.

La frecuencia de reloj depende de la generación de memoria RAM. Por ejemplo, para DDR4 este valor es de 2133 MHz. Algunos usuarios intentan aumentar la frecuencia de trabajo mediante el overclocking, al igual que con el overclocking de los procesadores. Por ejemplo, DDR4 se puede overclocking hasta 3200 MHz, aumentando la frecuencia de reloj casi un 30%. Pero hay que recordar que el overclocking independiente de la frecuencia puede terminar con la memoria RAM fuera de servicio.

En los nombres de algunas placas de memoria RAM aparece la designación XMP. XMP, o Extreme Memory Profiles, es una tecnología que permite al fabricante «insertar» en el controlador de memoria RAM un perfil que permite al usuario overclocking la memoria a una frecuencia superior a la recomendada por JEDEC. El XMP se puede activar en el BIOS del ordenador. La información sobre cómo hacerlo suele estar en el manual de la memoria RAM.

Los fabricantes de placas con XMP las overclockean en fábrica y las prueban para verificar su estabilidad.

Por su diseño, este tipo de memoria rara vez falla, a diferencia de los dispositivos que no están diseñados para funcionar a alta velocidad.

Timings

Los timings son un indicador de la latencia de la memoria RAM entre el envío de una instrucción y su ejecución real, medido en ciclos. Para comprender qué es esto, hay que adentrarse en el funcionamiento físico de la memoria RAM.

Los datos en la memoria RAM se almacenan en forma de tabla con filas y columnas. En el punto de intersección de estas se forma una celda, que contiene una carga eléctrica; esta es la forma física de un bit. Al recibir una instrucción de lectura o escritura de datos, el chip de memoria RAM comienza a recorrer las filas de la tabla en busca de la necesaria. Lo hace en ciclos o «pasos». El número de estos pasos hasta llegar a la fila y columna correctas de la tabla forma el tiempo de acceso, es decir, la demora entre el envío de la instrucción desde el chip de memoria RAM hasta su ejecución.

Foto: Sunshine Seeds / Shutterstock

Dependiendo del fabricante o del punto de venta, las especificaciones pueden indicar tanto un único número como cuatro. Esto se debe a que los timings reflejan la velocidad de varios procesos de acceso a los datos almacenados en la celda. El número más importante es el primero. Por lo tanto, es común referirse al timing únicamente por su valor. Por ejemplo, en la memoria RAM se puede indicar 14-16-16-35 o simplemente CL14. Tanto uno como otro representan «el temporizador de 14».

¿Qué significan los números en esta secuencia:

CAS latency (CL) — es el indicador más importante.

El tiempo de acceso a la memoria RAM es un factor crítico en el rendimiento general de un sistema.

Los tiempos de acceso se miden en ciclos de reloj y se refieren al tiempo que tarda la memoria en responder a una solicitud de lectura o escritura. Un tiempo de acceso más corto significa que la memoria puede acceder a los datos más rápidamente, lo que resulta en un mejor rendimiento.

Algunos de los tiempos de acceso más comunes que se deben considerar incluyen:

1. CL (Cas Latency): El número de ciclos de reloj que tardan en acceder a los datos después de que se envíe una solicitud.
2. RAS to CAS delay: El número de ciclos de reloj necesarios para pasar de la fila correcta a la columna correcta de la memoria que contiene los datos.
3. RAS precharge: El número de ciclos de reloj que se necesitan desde el momento en que se cierra una fila hasta que se puede acceder a la siguiente fila.
4. Row activate time: El número de ciclos de reloj hasta que una fila se cierra.

Cuanto menores sean los valores de los tiempos de acceso, mejor. Por lo tanto, entre dos memorias con la misma frecuencia, la más rápida será aquella con los tiempos de acceso más bajos.

Cómo elegir memoria RAM

Al elegir memoria RAM, es importante tener en cuenta los modelos de procesador y placa base instalados en el ordenador, la disponibilidad del modo dual-channel y las características que hemos descrito anteriormente. A continuación, se detallan los aspectos más importantes:

Procesador

Todos los procesadores tienen un controlador de memoria que determina con qué tipos de memoria RAM es compatible. Si esto no se tiene en cuenta, la memoria RAM comprada puede que simplemente no funcione en el ordenador.

En general, el controlador de memoria funciona con uno o, menos comúnmente, dos estándares DDR. Por lo tanto, al elegir la memoria, debe basarse en el tipo de memoria más reciente compatible con el procesador.

Por ejemplo, si alguien decide construir una computadora basada en un procesador Ryzen 5 5600 económico, verá en la documentación que admite módulos DDR4 con una frecuencia máxima de 3200 MHz. Esto significa que cualquier memoria RAM con esas características funcionará, como AMD Radeon R7 Performance Series y sus equivalentes.

Placa madre

La placa madre tiene conectores para conectar la memoria RAM. Es importante que sean compatibles solo con generaciones específicas de DDR. Es decir, no se puede instalar DDR4 en un conector DDR3 y viceversa. Por lo tanto, antes de actualizar la memoria RAM de la computadora, se debe consultar el manual de la placa madre para determinar las generaciones de memoria RAM compatibles.

Latencias (Timings)

Recuerda: cuanto más bajas sean, mejor. Pero no vale la pena perseguir los valores más bajos, como CL14 en DDR4, ya que no hay un aumento significativo en el rendimiento en comparación con CL16 o CL18, y los precios pueden variar considerablemente. Por ejemplo, comparemos módulos DDR4 con diferentes latencias, pero con el mismo volumen de 16 GB y frecuencia de 3200 MHz. Una configuración con latencia CL16 costaría aproximadamente 7500 rublos, mientras que una con CL14 ya costaría 20 500 rublos.

A pesar de los precios bajos, es mejor evitar la memoria RAM DDR4 con latencias CL20 y superiores. Con ellas, no podrás jugar sin lag en juegos modernos, trabajar con grandes proyectos en IDE o en programas de edición de video.

Importante: DDR5, en comparación con DDR4, tiene latencias más altas.

Velocidad (Latency)

Un buen indicador para la quinta generación de RAM es 30. ¿Por qué? La respuesta es simple. DDR5 tiene una frecuencia base más alta en comparación con DDR4, lo que le permite ofrecer un alto rendimiento a pesar de un mayor valor de latencia. Por lo tanto, no se debe comparar la latencia de diferentes generaciones de RAM.

Capacidad

Con la capacidad, todo es sencillo:

• 8 GB — el mínimo necesario para navegar por la web, trabajar en una oficina y jugar juegos poco exigentes;
• 16 GB — una cantidad suficiente para juegos y proyectos simples de edición de video y gráficos 3D;
• 32 GB y más — para tareas exigentes relacionadas con la edición de video 4K y 8K con muchos efectos o para el modelado 3D profesional.

Modo Dual Channel

Se puede acelerar el funcionamiento de la RAM mediante la instalación de dos o más módulos simultáneamente. Esto activa el modo dual channel, que paraliza el intercambio de información con el procesador. Gracias a esto, la capacidad de transferencia de datos puede duplicarse, lo que aumenta el rendimiento del ordenador. Los valores específicos del aumento de la capacidad de transferencia dependen del modelo de placa base y de la RAM.

Para facilitar la instalación correcta de las memorias RAM en modo dual channel, algunas placas base utilizan un código de colores para los slots
Foto: Wikimedia Commons

Para una correcta instalación y activación del modo dual channel, lea el manual de su placa madre. En él se indicará en qué ranuras debe instalar los módulos para activar el modo dual channel.

Recuerda

Resumen de lo que se dijo en el artículo:

• La memoria RAM, o memoria operativa, contiene solo la información necesaria para el funcionamiento actual del sistema operativo y los programas iniciados. Este tipo de memoria está diseñado para la rápida transmisión de datos al procesador.
• El estándar DDR designa la generación de memoria RAM. Las más modernas son DDR4 y DDR5.
• La capacidad de RAM es un indicador de cuánta información puede almacenar y transmitir al procesador. Cuanto mayor sea la capacidad, menores serán las posibilidades de bloqueo de programas o juegos.
• La frecuencia de reloj de la RAM determina cuántas operaciones por segundo puede realizar la RAM. Cuanto mayor sea, mayor será la capacidad de transmisión de datos.
• Los tiempos de acceso de la RAM muestran la demora entre el envío de un comando y su ejecución efectiva, medida en ciclos. Cuanto menores sean, más rápida será la velocidad de trabajo de la memoria RAM.
• Al elegir memoria RAM para su computadora, debe prestar atención al modelo de placa madre y procesador, al tamaño requerido y al tamaño de los tiempos de acceso, así como a la posibilidad de que el módulo funcione en modo dual channel.