Memoria RAM - tutto ciò che devi sapere [informazioni tecniche]

La RAM è uno dei componenti principali del nostro PC insieme alla CPU e alla scheda madre, entrambi spiegati molto bene da noi nei loro articoli corrispondenti. Questa volta faremo lo stesso con i moduli di memoria RAM, non si tratta solo del GB che vogliamo, ma anche della velocità supportata dalla scheda, che sono più compatibili o quali sono le caratteristiche principali che dovremmo conoscere. Vedremo tutto questo nell'articolo che segue, quindi iniziamo!

Alla fine, ti lasceremo una guida con le memorie RAM più consigliate nello scenario attuale in modo da non rendere l'articolo troppo lungo.

Indice dei contenuti

Qual è la funzione della RAM in un PC?

La RAM (Random Access Memory) è la memoria in cui vengono caricate tutte le istruzioni e le attività che compongono i programmi e che verranno utilizzate dal processore. È un archivio ad accesso casuale perché è possibile leggere o scrivere un dato in qualsiasi posizione di memoria disponibile, in un ordine prefissato dal sistema. La RAM prende le informazioni direttamente dalla memoria principale, i dischi rigidi, che sono molto più lenti di esso, evitando così colli di bottiglia nel trasferimento dei dati alla CPU.

La memoria RAM corrente è di tipo DRAM o RAM dinamica perché necessita di un segnale di tensione in modo che i dati in essa memorizzati non vadano via. Quando spegniamo il PC e non c'è alimentazione, tutto ciò che viene memorizzato verrà cancellato. Queste memorie sono le più economiche da realizzare memorizzando un bit di informazione per ciascun transistor e condensatore (cella).

Esiste un altro tipo di memoria, SRAM o RAM statica che non necessita di aggiornamento, poiché il bit di informazioni rimane memorizzato anche senza alimentazione. È più costoso da produrre e richiede più spazio, quindi sono più piccoli, ad esempio, la cache della CPU. Un'altra variante statica sono le memorie SSD, sebbene utilizzino porte NAND, più economiche ma molto più lente delle SRAM della cache.

Breve panoramica della storia

Forniremo una breve panoramica dell'evoluzione della memoria RAM fino a raggiungere l'attuale generazione di DDR o Double Data Rate.

Memoria RAM con nucleo magnetico

Tutto inizia intorno al 1949, con ricordi che utilizzavano un nucleo magnetico per memorizzare ogni bit. Questo nucleo non era più di qualche millimetro di toroide, ma enorme rispetto ai circuiti integrati, quindi avevano una capacità molto ridotta. Nel 1969, quando iniziarono ad essere utilizzati i semiconduttori a base di silicio (transistor), Intel creò una RAM da 1024 byte che fu la prima ad essere commercializzata. A partire dal 1973, la tecnologia è avanzata e quindi la capacità delle memorie, rendendo necessario l'uso di slot di espansione per l'installazione modulare di SIPP e successive memorie SIMM.

I ricordi successivi furono l' FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) nel 1990 e per il primo Intel 486 con velocità di 66 MHz a circa 60 ns. Il suo design consisteva nel poter inviare un singolo indirizzo e in cambio ricevere molti di questi consecutivi.

BEDO RAM

Dopo di loro, apparvero EDO-RAM (Extended Data Output RAM) e BEDO-RAM (Burst Extended…). I primi erano in grado di ricevere e inviare dati, raggiungendo così i 320 MB / s utilizzati da Pentium MMX e AMD K6. Questi ultimi sono stati in grado di accedere a varie posizioni di memoria per inviare al processore raffiche di dati (Burt) in ciascun ciclo di clock, sebbene non siano mai stati commercializzati.

Così abbiamo raggiunto l'era delle memorie SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) essendo memorie sincronizzate con un clock interno per leggere e scrivere dati. Raggiunsero i 1200 MHz con il famoso Rambus (RD-RAM). Dopo di loro, apparve la SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM) come i predecessori dell'attuale DDR. Queste memorie erano direttamente collegate all'orologio di sistema in modo che, in ciascun ciclo di clock, fossero in grado di leggere e scrivere un dato alla volta.

Evoluzione a DDR

DDR o Double Data Rate è l'attuale tecnologia della memoria RAM, che si verifica in 4 generazioni a seconda della sua velocità e incapsulamento. Con loro, l' incapsulamento DIMM ha iniziato a essere utilizzato, non avendo una, ma due operazioni simultanee di dati nello stesso ciclo di clock, raddoppiando così le prestazioni.

DDR

Le prime versioni DDR arrivarono a fornire velocità di trasferimento da 200 MHz a 400 MHz. Usavano l'incapsulamento DIMM di 182 contatti a 2, 5 V. È importante distinguere bene tra frequenza bus e frequenza di trasferimento (I / O), poiché quando si lavora con due dati contemporaneamente, la frequenza di trasferimento è doppia rispetto a quella del bus. Ad esempio: un DDR-400 ha un bus da 200 MHz e un trasferimento da 400 MHz.

DDR2, DDR3 e DDR4

Con DDR2, i bit trasferiti in ciascuna operazione sono stati raddoppiati da 2 a 4 contemporaneamente, quindi anche la frequenza di trasferimento è raddoppiata. Nell'incapsulamento DIMM aveva 240 contatti a 1, 8 V. I DDR-1200 erano i più veloci, con una frequenza di clock di 300 MHz, una frequenza di bus di 600 MHz e una velocità di trasferimento di 1200 MHz.

La 3a e 4a generazione sono state semplicemente migliorate rispetto alla precedente, con meno tensione e frequenza più alta al diminuire delle dimensioni dei transistor. Aumentando la frequenza, aumenta anche la latenza, sebbene siano state memorie più veloci. I DDR3 mantenevano un DIMM a 240 pin a 1, 5 V, sebbene non compatibile con i DDR2, mentre i DDR4 salivano a 288 pin a 1, 35 V, raggiungendo attualmente il trasferimento a 4800 o 5000 MHz.

Nelle sezioni seguenti ci concentreremo molto meglio su DDR4, che attualmente utilizza apparecchiature e server per uso domestico.

Tipi di interfaccia comunemente usati e dove trovarli

Abbiamo già una buona idea delle memorie RAM che sono circolate attraverso i computer nel corso della storia, quindi concentriamoci sulle memorie attuali e vediamo quali tipi di incapsulamenti possiamo trovare nelle diverse apparecchiature.

Attualmente viene utilizzato l'incapsulamento di tipo DIMM (Dual In-Line Memory Module), costituito da una doppia linea di pin di contatto in rame direttamente incollati al bordo a doppia faccia del PCB di memoria.

DIMM RAM (computer desktop)

Questo tipo di incapsulamento viene sempre utilizzato su schede madri orientate al desktop. Il pacchetto ha 288 contatti per DDR4 e 240 per DDR3. Nella zona centrale, con un tacco di lato, abbiamo una matrice per garantire il corretto posizionamento della memoria nello slot verticale disponibile sulla scheda. Le tensioni di funzionamento vanno da 1, 2 V a 1, 45 V alle frequenze massime.

SO-DIMM RAM (attrezzatura portatile)

Questa è la versione compatta del precedente doppio contatto. Nelle attuali versioni di DDR4 troviamo 260 contatti negli slot posizionati in orizzontale anziché in verticale. Per questo motivo, questo tipo di slot viene utilizzato soprattutto su laptop e anche su server, con memorie DDR4L e DDR4U. Queste memorie di solito funzionano a 1, 2 V per migliorare il consumo rispetto ai computer desktop.

Memoria RAM saldata su scheda

DirectIndustry

D'altra parte, abbiamo i chip di memoria che sono direttamente saldati a bordo, un metodo simile alle prese BGA dei processori per laptop. Questo metodo viene utilizzato in apparecchiature particolarmente piccole come HTPC o smartphone con memorie di tipo LPDDR4 con consumi di soli 1, 1 V e frequenze di 2133 MHz

Ciò si verifica anche nel caso della RAM, che attualmente utilizza chip GDDR5 e GDDR6, con una velocità superiore a DDR4 e direttamente saldati al PCB.

Tipi di memoria RAM e incapsulamenti attualmente esistenti

Caratteristiche tecniche che dovremmo sapere sulla memoria RAM

Dopo aver visto come e dove è collegato, vediamo le caratteristiche principali da tenere in considerazione della RAM. Tutti questi fattori arriveranno nella scheda tecnica del modulo che acquistiamo e influenzeranno le sue prestazioni.

architettura

L' architettura possiamo dire che è il modo in cui le memorie comunicano con i diversi elementi a cui sono collegate, ovviamente la CPU. Al momento disponiamo dell'architettura DDR nella versione 4, che è in grado di scrivere e leggere quattro celle di informazioni in due operazioni simultanee in ciascun ciclo di clock.

Avere transistor e condensatori più piccoli semplifica il lavoro a tensioni più basse e velocità più elevate, con un risparmio energetico fino al 40% rispetto al DDR3. Anche la larghezza di banda è stata migliorata del 50%, raggiungendo velocità fino a 5000 MHz. In questo senso non avremo dubbi, la memoria da acquistare sarà sempre DDR4.

capacità

Questa è la pinta che ha 1 TB di RAM

Queste memorie DDR4 hanno transistor più piccoli all'interno dei banchi di memoria e, di conseguenza, una maggiore densità cellulare. Nello stesso modulo saremo in grado di avere fino a 32 GB al momento. Maggiore è la capacità, più programmi possono essere caricati in memoria, con meno accesso al disco rigido.

Entrambi gli attuali processori AMD e Intel supportano un massimo di 128 GB limitato dalla capacità della scheda madre e dei suoi slot. Infatti produttori come G-Skill stanno iniziando a commercializzare kit da 256 GB collegati a 8 slot di espansione per le schede server di prossima generazione e la gamma entusiasta. In ogni caso, 16 o 32 GB sono la tendenza oggi per i computer domestici e i giochi.

velocità

Quando parliamo di velocità nelle memorie attuali, dobbiamo differenziare tre diverse misure.

• Frequenza di clock: che sarà alla frequenza di aggiornamento dei banchi di memoria. Frequenza del bus: attualmente è quattro volte la frequenza di clock, poiché i DDR4 funzionano con 4 bit in ciascun ciclo di clock. Questa velocità si riflette in programmi come CPU-Z in "Frequenza DRAM". Velocità di trasferimento: è la velocità effettiva raggiunta da dati e transazioni, che in DDR sarà doppia per avere un doppio bus. Questa misura dà il nome ai moduli, ad esempio PC4-2400 o PC4600.

Ed ecco un esempio: una memoria PC4-3600 ha una velocità di clock di 450 MHz, mentre il suo bus funziona a 1800 MHz con una velocità di 3600 MHz.

Quando parliamo di velocità nei vantaggi di una scheda madre o RAM, ci riferiamo sempre alla velocità di trasferimento.

latenza

La latenza è il tempo impiegato dalla RAM per soddisfare una richiesta fatta dalla CPU. Maggiore è la frequenza, maggiore sarà la latenza, sebbene la velocità li renderà sempre più veloci nonostante la latenza maggiore. I valori sono misurati in cicli o orologi.

Le latenze sono rappresentate nella forma XXX-XX. Vediamo cosa significa ogni numero con un esempio tipico, un DDR4 a 3600 MHz con CL 17-17-17-36:

campo	descrizione
Latenza CAS (CL)	Sono i cicli di clock poiché un indirizzo di colonna viene inviato in memoria e l'inizio dei dati in esso memorizzati. È il tempo necessario per leggere il primo bit di memoria di una RAM con la riga corretta già aperta.
Ritardo da RAS a CAS (tRCD)	Il numero di cicli di clock richiesti dall'apertura di una riga di memoria e l'accesso alle colonne al suo interno. Il tempo per leggere il primo bit di una memoria senza una riga attiva è CL + TRCD.
Tempo di precarica RAS (tRP)	Il numero di cicli di clock richiesti dall'invio di un comando di precarico e l'apertura della riga successiva. Il tempo per leggere il primo bit di una memoria se è aperta una riga diversa è CL + TRCD + TRP
Row Active Time (tRAS)	Il numero di cicli di clock richiesti tra un comando di trigger di riga e l'invio del comando di precarico. Questo è il tempo necessario per aggiornare internamente una riga, sovrapponendosi a TRCD. Nei moduli SDRAM (Syncronous Dynamic RAM, il solito) questo valore è semplicemente CL + TRCD. Altrimenti, è approssimativamente uguale a (2 * CL) + TRCD.

Questi registri possono essere toccati nel BIOS, anche se non è consigliabile modificare le impostazioni di fabbrica poiché l'integrità del modulo e dei chip ne risentirà. Nel caso di Ryzen, esiste un programma abbastanza utile chiamato RAM Calculator che ci dice la migliore configurazione in base al modulo che abbiamo.

tensione

La tensione è semplicemente il valore di tensione a cui funziona il modulo RAM. Come con altri componenti elettronici, maggiore è la velocità, maggiore sarà la tensione necessaria per raggiungere la frequenza.

Un modulo DDR4 a frequenza di base (2133 MHz) funziona a 1, 2 V, ma se eseguiamo l'overclocking con i profili JEDEC, dovremo aumentare questa tensione a circa 1, 35-1, 36 V.

ECC e non ECC

Questi termini appaiono frequentemente nelle specifiche della memoria RAM e anche nella scheda madre. ECC (Error Correcting Code) o Codice di correzione degli errori in spagnolo, è un sistema attraverso il quale la RAM ha un po 'di informazioni in più nei trasferimenti per rilevare errori tra i dati trasferiti dalla memoria e dal processore.

Maggiore è la velocità, più un sistema sarà sensibile agli errori e per questo ci sono memorie ECC e non ECC. Tuttavia, utilizzeremo sempre quelli di tipo non ECC nei nostri PC domestici, ovvero senza correzione degli errori. Gli altri sono destinati a computer come server e ambienti professionali in cui i bit modificati possono essere corretti senza perdere i dati durante il funzionamento. Solo i processori della serie Intel e AMD Pro e i processori server supportano la memoria ECC.

Bus dati: Dual e Quad Channel

Per questa caratteristica facciamo meglio una sezione indipendente, dal momento che è una funzione molto importante nelle memorie attuali e che influenza notevolmente le prestazioni di una memoria. Prima di tutto, vediamo quali sono i diversi bus che una RAM deve comunicare con la CPU.

• Bus dati: linea attraverso la quale circola il contenuto delle istruzioni da elaborare nella CPU. Oggi è a 64 bit. Bus indirizzo: la richiesta di un dato viene effettuata tramite un indirizzo di memoria. Esiste un bus specifico per effettuare queste richieste e identificare dove sono archiviati i dati. Bus di controllo: bus specifico utilizzato dai segnali di lettura, scrittura, clock e reset della RAM.

La tecnologia Dual Channel o Dual Channel consente l'accesso simultaneo a due diversi moduli di memoria. Invece di avere un bus dati a 64 bit, viene duplicato a 128 bit in modo che arrivino più istruzioni alla CPU. I controller di memoria integrati nella CPU (bridge nord) hanno questa capacità fintanto che i moduli sono collegati al modulo DIMM dello stesso colore sulla scheda. Altrimenti lavoreranno in modo indipendente.

Su schede con chipset X399 AMD e chipset X299 Intel, è possibile lavorare con un massimo di quattro moduli in parallelo, ovvero Quad Channel, generando un bus a 256 bit. Per questo, questi ricordi devono avere nelle loro specifiche questa capacità.

Le prestazioni sono così superiori che, se scegliamo di avere 16 GB di RAM nel nostro PC, è meglio farlo con due moduli da 8 GB piuttosto che avere un singolo modulo da 16 GB.

Overclocking e profili JEDEC

La RAM, come qualsiasi altro componente elettronico, può essere overcloccata. Ciò significa aumentare la sua frequenza al di sopra dei limiti a priori stabiliti dal produttore stesso. Anche se è vero che questa pratica è molto più controllata e limitata per l'utente rispetto ad esempio alle schede grafiche o ai processori.

In effetti, l'overclocking della memoria RAM viene eseguito in modo controllato dalla sua creazione direttamente dal produttore attraverso profili di frequenza che possiamo selezionare dal BIOS del nostro computer. Questo si chiama profili JEDEC personalizzati. JEDEC è un'organizzazione che ha stabilito le specifiche di base che i produttori di memorie RAM devono soddisfare, sia in termini di frequenze che di latenze.

Quindi a livello di utente ciò che abbiamo è una funzionalità implementata nel BIOS della scheda madre che ci consente di selezionare il massimo profilo operativo supportato dalla scheda e dalle memorie. Maggiore è la frequenza del profilo, maggiori sono le latenze e tutto ciò viene memorizzato nel profilo in modo che quando lo selezioniamo, ci darà un funzionamento perfetto senza la necessità di toccare manualmente la frequenza o i tempi. Nel caso in cui una scheda non supporti questi profili, configurerà la frequenza di base della RAM, ovvero 2133 MHz in DDR4 o 1600 MHz in DDR3.

Da parte di Intel abbiamo la tecnologia chiamata XMP (Extreme Memory Profiles), che è il sistema che abbiamo menzionato per ottenere sempre il profilo più performante della RAM che abbiamo installato. AMD si chiama DOCP e la sua funzione è esattamente la stessa.

Sapere quale, quanto e quale tipo di RAM ho bisogno

Dopo aver visto le caratteristiche e i concetti più rilevanti della RAM, potrebbe essere molto utile sapere come identificare la quantità di RAM supportata e la velocità che può raggiungere. Inoltre, sarà utile acquistare per sapere quale RAM è attualmente installata sul nostro computer.

Se abbiamo un HTPC, l'attività non porterà molti frutti, dal momento che sono generalmente computer che consentono un piccolo aggiornamento dei moduli perché sono saldati sulla scheda. Questo dovremmo esaminare le specifiche dell'apparecchiatura in questione o aprirlo direttamente e fare un controllo oculare, che non è consigliabile perché perderemo la garanzia.

Nel caso dei laptop, esiste una costante in quasi tutti i computer: abbiamo due slot SO-DIMM che supporteranno un massimo di 32 o 64 GB di RAM a 2666 MHz. La domanda sarà sapere se al suo interno sono installati uno o due moduli. Da parte dei computer desktop, sarà leggermente più variabile, anche se quasi sempre avremo 4 DIMM che a seconda della scheda supporteranno più o meno velocità. La chiave per sapere cosa supporta il nostro PC sarà vedere le specifiche della scheda, mentre conoscere le caratteristiche della RAM che abbiamo installato è ridotta all'installazione del software CPU-Z gratuito.

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Compatibilità: sempre un fattore importante nella memoria RAM

A volte diventa un vero mal di testa trovare la RAM con la migliore compatibilità per il nostro computer. Ciò è accaduto piuttosto nelle precedenti generazioni di processori, e più precisamente nella prima generazione AMD Ryzen, che presentava alcune incompatibilità.

Al momento, esistono alcune memorie ancora più adatte di altre per determinate CPU, e questo è dovuto al tipo di chip utilizzato. Ad esempio, se parliamo di Quad Channel per Ryzen, memorie ECC per processori della gamma Pro, ecc. Nel caso dei processori Intel, praticamente mangeranno la memoria che abbiamo messo su di esso, il che è una cosa molto positiva poiché marchi come Corsair, HyperX, T-Force o G.Skill garantiranno una compatibilità ottimale.

Nel caso dell'AMD Ryzen di 2a e 3a generazione non avremo grossi problemi, anche se è vero che i moduli Corsair o G.Skill sono di solito la scommessa più grande per loro, specialmente con i chip Samsung. In particolare, la serie Dominator della prima e la gamma Trident della seconda. È sempre utile consultare le specifiche sul sito Web ufficiale per conoscere queste informazioni in anticipo.

Abbiamo un articolo completo in cui insegniamo passo dopo passo come identificare la compatibilità tra tutti i componenti di un PC.

Conclusione e guida alla migliore memoria RAM sul mercato

Infine ti lasciamo con la nostra guida alle memorie RAM, dove raccogliamo i modelli più interessanti sul mercato per Intel e AMD con le loro specifiche e altro ancora. Se vuoi comprare un ricordo, questo è il migliore che abbiamo in modo da non complicare troppo la tua vita.

Quale RAM usi e con quale velocità? Se perdi qualche informazione importante sulla RAM, lasciaci un commento per aggiornare l'articolo.