Cos’è la DRAM (Dynamic Random Access Memory)? Spiegato!

Sebbene tu possa avere familiarità con la RAM, il componente vitale del PC che aiuta il tuo computer a funzionare più velocemente e a non bloccarsi dopo aver aperto più di 4 schede di Chrome, ti starai chiedendo cos’è la DRAM. È molto diverso dalla RAM? Il mondo dei computer è pieno di gerghi e stare al passo con le ultime tecnologie (e i loro schemi di denominazione) può essere travolgente. Non preoccuparti, perché siamo qui per aiutarti! In questa guida, iniziamo col capire cosa significa DRAM e poi esaminiamo i vari tipi di DRAM.

Cos’è la DRAM?

DRAM, o Dynamic Random Access Memory, è un banco di memoria temporaneo per il tuo computer in cui i dati vengono archiviati per un accesso rapido ea breve termine. Quando esegui qualsiasi attività sul tuo PC, come l’avvio di un’applicazione, la CPU sulla tua scheda madre estrae i dati del programma dal tuo dispositivo di archiviazione (SSD/HDD) e li carica sulla DRAM. Poiché la DRAM è significativamente più veloce dei tuoi dispositivi di archiviazione (anche SSD), la CPU può leggere questi dati più velocemente, con conseguenti prestazioni migliori. La velocità e la capacità della DRAM aiutano a determinare la velocità di esecuzione delle applicazioni e l’efficienza del multitasking del PC. Quindi, avere una DRAM più veloce e di maggiore capacità è sempre vantaggioso.

DRAM è il tipo più comune di RAM che usiamo oggi. I DIMM RAM (dual in-line memory module) o stick che installiamo nei nostri computer sono, in effetti, stick DRAM. Ma cosa rende esattamente dinamica la DRAM? Scopriamolo! Sommario

Come funziona la DRAM?

In base alla progettazione, la DRAM è una memoria volatile, il che significa che può memorizzare i dati solo per un breve periodo. Ogni cella DRAM è costruita utilizzando un transistor e un condensatore, con i dati memorizzati in quest’ultimo. I transistor tendono a perdere piccole quantità di elettricità nel tempo, a causa della quale i condensatori si scaricano, perdendo le informazioni memorizzate al loro interno nel processo. Pertanto, la DRAM deve essere aggiornata con una nuova carica elettrica ogni pochi millisecondi per aiutarla a trattenere i dati memorizzati. Quando la DRAM perde l’accesso all’alimentazione (ad esempio quando spegni il PC), vengono persi anche tutti i dati memorizzati al suo interno. La necessità di aggiornare costantemente i dati è ciò che rende dinamica la DRAM. La memoria statica, come la SRAM (Static Random Access Memory), non ha bisogno di essere aggiornata.

DRAM contro SRAM

Esistono due classificazioni principali della memoria primaria: DRAM (Dynamic Random Access Memory) e SRAM (Static Random Access Memory). Mentre abbiamo imparato cos’è la DRAM e come funziona, come si confronta con la SRAM?

SRAM utilizza una cella di memoria a sei transistor per memorizzare i dati, in contrasto con l’approccio a coppia di transistor e condensatori adottato da DRAM. SRAM è una memoria su chip tipicamente utilizzata come memoria cache per le CPU. È notevolmente più veloce e più efficiente dal punto di vista energetico rispetto alla maggior parte degli altri tipi di RAM, inclusa la DRAM. Tuttavia, è anche significativamente più costoso da produrre e non è sostituibile/aggiornabile dall’utente. DRAM, d’altra parte, è spesso sostituibile dall’utente. Ecco le principali differenze tra DRAM e SRAM:

Tipi di DRAM

Ora che sai come funziona la RAM dinamica, diamo un’occhiata ai cinque diversi tipi di DRAM:

ADRAM

I moduli DRAM tradizionali funzionavano in modo asincrono o indipendente. Questi erano noti come ADRAM (DRAM asincrona). Qui, la memoria riceverebbe una richiesta dalla CPU per accedere a determinate informazioni, quindi elaborerebbe tale richiesta e fornirebbe l’accesso agli utenti. Pertanto, la memoria sarebbe in grado di gestire solo le richieste una alla volta, causando ritardi.

SDRAM

SDRAM, o Synchronous DRAM, funziona sincronizzando l’accesso alla memoria con le velocità di clock della CPU. Qui, la tua CPU può comunicare con la RAM, comunicandole quali dati richiederebbe e quando, in modo che la RAM possa averla pronta in anticipo. La RAM e la CPU lavorano quindi in tandem, con conseguente maggiore velocità di trasferimento dei dati.

SDRAM DDR

Qui, DDR sta per Double-Data-Rate , non dance-dance-revolution. Anche se ha sicuramente dato agli utenti un motivo per ballare quando è stato lanciato per la prima volta nel 2000.

Come avrai intuito dal nome, Double-Data-Rate SDRAM è una versione più veloce di SDRAM con quasi il doppio della larghezza di banda. Esegue funzioni su entrambi i fronti del segnale di clock della CPU (una volta quando sale e una volta quando scende), mentre la SDRAM standard lo fa solo sul fronte di salita del segnale di clock della CPU.

La memoria DDR aveva un buffer di prefetch a 2 bit (una cache di memoria che memorizza i dati prima che siano necessari), che si traduceva in velocità di trasferimento dei dati significativamente più elevate. Con il passare degli anni, abbiamo ottenuto nuove generazioni di DDR SDRAM.

SDRAM DDR2

La memoria DDR2 è stata introdotta nel 2003 ed era due volte più veloce della DDR, grazie al suo segnale bus migliorato. Sebbene abbia la stessa velocità di clock interna della memoria DDR, ha un prefetch a 4 bit e può raggiungere velocità di trasferimento dati da 533 a 800 MT/s. Inoltre, la RAM DDR2 può essere installata in coppia per la configurazione a doppio canale (che tutti noi giocatori conosciamo e amiamo) per una maggiore velocità effettiva della memoria.

SDRAM DDR3

DDR3 è apparso per la prima volta nel 2007 e ha portato avanti la tendenza di raddoppiare il buffer di prefetch (8 bit) e migliorare le velocità di trasferimento (da 800 a 2133 MT/s). Tuttavia, aveva un altro asso nella manica: una riduzione del consumo energetico di circa il 40%. Mentre DDR2 funzionava a 1,8 volt, DDR3 funzionava ovunque tra 1,35 e 1,5 volt. Con migliori velocità di trasferimento e un minore consumo energetico, DDR3 è diventata un’ottima opzione per la memoria dei laptop.

SDRAM DDR4

DDR4 è stato lanciato 7 anni dopo con tensioni operative inferiori e velocità di trasferimento significativamente più elevate rispetto a DDR3. Funzionava a 1,2 volt e aveva velocità di clock comprese tra 2133 e 5100 MT/s (e anche superiori con l’overclocking). DDR4 è il tipo più comune di DRAM utilizzato oggi nei computer, sebbene DDR5 stia prendendo il ritmo.

SDRAM DDR5

DDR5 è la generazione più recente di memoria DDR ed è stata introdotta nel 2021. Sebbene il consumo energetico non si sia ridotto drasticamente (a 1,1 volt), le prestazioni sì: DDR5 offre quasi il doppio delle prestazioni di DDR4.

Una delle cose migliori di DDR5 è la sua efficienza di canale. La maggior parte dei moduli DDR4 aveva un singolo canale a 64 bit, il che significava che era necessario installare 2 moduli separati negli slot RAM appropriati sulla scheda madre per sfruttare la configurazione a doppio canale. Consulta il nostro articolo sulla RAM a canale singolo rispetto a quella a doppio canale per conoscere i vantaggi in termini di prestazioni della memoria a doppio canale.

I moduli di memoria DDR5, d’altra parte, sono dotati di due canali a 32 bit indipendenti, il che significa che un singolo stick di RAM DDR5 funziona già a doppio canale.

DDR5 cambia anche il modo in cui viene gestita la regolazione della tensione. Per le generazioni precedenti di DRAM, la scheda madre era responsabile della regolazione della tensione. Tuttavia, i moduli DDR5 dispongono di un IC di gestione dell’alimentazione integrato.

Memoria ECC

ECC è l’acronimo di codice di correzione degli errori e questo tipo di memoria contiene bit extra rispetto ai moduli di memoria standard. Ad esempio, un modulo DDR4 standard ha un canale a 64 bit. Tuttavia, un modulo DDR4 ECC avrà un canale a 72 bit. I bit extra memorizzano un codice di correzione degli errori crittografato. Ma perché abbiamo bisogno di ECC in primo luogo? Gli errori si verificano in modo casuale e regolare?

Anche se di solito gli errori non si verificano da soli, possono essere causati da interferenze. L’interferenza elettrica, magnetica o persino cosmica naturalmente presente come radiazione di fondo nell’atmosfera può causare il passaggio spontaneo di singoli bit di DRAM allo stato opposto.

Ogni byte è composto da 8 bit. Prendiamo 00100100, per esempio. Se l’interferenza fa cambiare spontaneamente uno di questi bit, potremmo finire con — 00100101. Ora, se questi bit rappresentano lettere, la modifica dei valori risulterà in dati confusi o corrotti. ECC cerca costantemente tali errori e li corregge.

I bit extra sul modulo RAM ECC memorizzano un codice di correzione degli errori crittografato quando i dati vengono scritti in memoria. Quando vengono letti gli stessi dati, viene generato un nuovo ECC. I due vengono confrontati per determinare se qualche bit è stato capovolto. In caso affermativo, l’ECC lo corregge rapidamente, prevenendo così la perdita o il danneggiamento dei dati.

La memoria ECC è estremamente preziosa per le aziende che gestiscono enormi quantità di dati, come i fornitori di servizi cloud e le istituzioni finanziarie. Pensaci: se un servizio cloud come iCloud o Google Drive cadesse vittima della corruzione dei dati nei loro server, tutte le tue preziose foto e documenti andrebbero persi per sempre. Non possiamo averlo ora, vero? La memoria ECC è la strada da percorrere per server e workstation.

Nota: mentre ECC era una funzionalità opzionale nella RAM DDR4, tutti i moduli DDR5 hanno ECC integrato.

Rambus DRAM

RDRAM è stato introdotto a metà degli anni ’90 da Rambus, Inc., come alternativa a DDR SDRAM. Presentava un’interfaccia di memoria sincrona come SDRAM e velocità di trasferimento dati più elevate (da 266 a 800 MT/s). RDRAM è stato utilizzato principalmente per videogiochi e GPU, e persino Intel è saltata a bordo del treno RDRAM per un breve periodo fino a quando non l’hanno gradualmente eliminato nel 2001. È stato sostituito dalla memoria XDR (Extreme Data Rate) di Rambus, che è stata utilizzata in vari dispositivi di consumo, inclusa la console PlayStation 3 di Sony. XDR è stato quindi sostituito da XDR2, ma non è riuscito a decollare poiché lo standard DDR è stato adottato più ampiamente.

DRAM negli SSD: a cosa serve?

A differenza dei dischi rigidi meccanici, gli SSD non memorizzano i dati su un piatto rotante. Invece, negli SSD, i dati vengono scritti direttamente nelle loro celle di memoria flash, note come flash NAND. Tutti i dati archiviati in un SSD vengono costantemente spostati da una cella all’altra per garantire che nessuna singola cella di memoria si esaurisca a causa dell’eccessiva lettura e scrittura dei dati. Sebbene ciò sia essenziale per aumentare la longevità e l’affidabilità dell’unità, come fai a sapere dove sono archiviati i dati se continuano a muoversi?

Gli SSD mantengono una mappa virtuale di tutti i tuoi dati, monitorando dove è archiviato ogni file. Su un SSD DRAM, questa mappa dati è memorizzata sul chip DRAM, che funziona come una cache super veloce. Se vuoi aprire un file, il tuo PC può accedere direttamente alla DRAM sull’SSD per trovarlo rapidamente.

Tuttavia, su SSD senza DRAM, la mappa dei dati è memorizzata sulla NAND flash, che è molto più lenta della DRAM. Sarà comunque più veloce di un disco rigido meccanico ogni giorno, ma leggermente più lento di un SSD DRAM.

DRAM: vantaggi e svantaggi

DRAM in poche parole

Abbiamo discusso a lungo della DRAM in questo articolo, spiegando non solo come funziona ma anche come si è evoluta negli ultimi 30+ anni. Per ricapitolare ciò che abbiamo appreso, DRAM (Dynamic Random Access Memory) è un tipo di RAM volatile, il che significa che perderà tutti i dati memorizzati una volta interrotta l’alimentazione. Ci sono stati cinque tipi di DRAM, con DDR5 che è l’ultimo ad aumentare il ritmo. Ti consigliamo di avere almeno 8 GB di DRAM nel tuo PC per mantenerlo fluido e senza interruzioni. Tuttavia, se sei un giocatore accanito o un utente esperto, 16 gigabyte di RAM ti andrebbero meglio. Se vuoi aggiornare la tua RAM ma non sei sicuro che il tuo PC abbia uno slot RAM disponibile, consulta il nostro articolo su come controllare gli slot RAM disponibili in Windows 11 .