La Memoria Dinámica de Acceso Aleatorio (DRAM) es un tipo de memoria semiconductora que suele utilizarse para los datos o el código de programa que necesita un procesador de ordenador para funcionar. La DRAM es un tipo común de Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) que se utiliza en computadoras personales (PC), estaciones de trabajo y servidores. El acceso aleatorio permite al procesador del PC acceder directamente a cualquier parte de la memoria en lugar de tener que proceder secuencialmente desde un punto de partida. La memoria RAM está situada cerca del procesador y permite un acceso más rápido a los datos que los medios de almacenamiento como los discos duros y las unidades de estado sólido.
¿Cómo Funciona la DRAM?
La memoria está formada por bits de datos o código de programa dispuestos en una cuadrícula bidimensional. La DRAM almacena bits de datos en lo que se denomina una celda de almacenamiento o memoria, formada por un condensador y un transistor. Las celdas de almacenamiento suelen organizarse en una configuración rectangular. Cuando se envía una carga a través de una columna, el transistor de la columna se activa. Una celda de almacenamiento DRAM es dinámica, lo que significa que necesita refrescarse o recibir una nueva carga electrónica cada pocos milisegundos para compensar las fugas de carga del condensador.
Las celdas de memoria funcionan con otros circuitos que pueden utilizarse para identificar filas y columnas, seguir el proceso de actualización, indicar a una celda si acepta o no una carga y leer o restaurar datos de una celda.
La DRAM es una opción de memoria semiconductora que un diseñador de sistemas puede utilizar al construir un ordenador. Otras opciones de memoria son la RAM estática (SRAM), la memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente (EEPROM), la NOR flash y la NAND flash. Muchos sistemas utilizan más de un tipo de memoria.
Tipos de DRAM
Hay muchos tipos de DRAM que se pueden utilizar en un dispositivo. Algunos ejemplos son los siguientes:
- La Synchronous DRAM (SDRAM) sincroniza la velocidad de la memoria con las velocidades del reloj de la CPU, lo que permite al controlador de memoria conocer el ciclo de reloj de la CPU. Esto permite a la CPU ejecutar más instrucciones a la vez.
- La Rambus DRAM (RDRAM) se utilizó más a principios de la década de 2000 para tarjetas gráficas.
- Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM) casi duplica el ancho de banda en velocidad de datos de la SDRAM mediante el uso de doble pinning. Este proceso permite transferir datos en los flancos ascendente y descendente de una señal de reloj. Ha estado disponible en diferentes iteraciones a lo largo del tiempo, incluyendo DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM y DDR4 SDRAM.
- La Fast Page Mode DRAM (FPM DRAM) ofrece un mayor rendimiento que otros tipos de DRAM al centrarse en el acceso rápido a las páginas.
- La Extended data out DRAM (EDO DRAM) mejora el tiempo de lectura de la memoria en microprocesadores como el Intel Pentium.
Entre los principales fabricantes de DRAM figuran Samsung, Rambus, PNY Technologies y SK Hynix.
Tipos de Encapsulado DRAM
Existen dos tipos principales de encapsulado de DRAM: single inline memory module (SIMM) y dual inline memory module (DIMM). El encapsulado del Single inline memory module se considera obsoleto en la actualidad y se utilizaba entre los años 80 y 90. Los módulos SIMM venían en formatos de 30 y 72 GB. Los SIMM venían en conjuntos de 30 y 72 pines y solían tener velocidades de transferencia de datos de 32 bits. Los módulos DIMM, por el contrario, son los más utilizados en la actualidad y son de doble línea — lo que significa que tienen pines a ambos lados del chip. Los DIMM suelen tener conectores de 168 pines — o más — y admiten una velocidad de transferencia de datos de 64 bits.
Los tipos de encapsulados DRAM para DIMM se establecen como diferentes arquitecturas de circuitos integrados. Algunos de estos son los siguientes:
- Los Unbuffered DIMMs (UDIMM) se utilizan habitualmente en ordenadores de sobremesa y portátiles. Cuestan menos y funcionan más rápido, pero son menos estables.
- Los Registered DIMMs (RDIMM) se utilizan habitualmente en servidores. Son más estables y reducen la tensión del controlador de memoria de la CPU.
- Los Fully buffered DIMMs (FB-DIMM) se utilizan en sistemas de memoria más grandes. Son más fiables, ya que pueden mejorar los métodos de detección de errores y mantener la integridad de la señal.
Ventajas
Las principales ventajas de la DRAM son las siguientes:
- Su diseño es sencillo, ya que sólo requiere un transistor.
- Su coste es bajo en comparación con otros tipos de memoria, como la SRAM.
- Proporciona mayores niveles de densidad.
- Con la DRAM se pueden almacenar más datos.
- La memoria puede refrescarse y borrarse mientras se ejecuta un programa.
Desventajas
Las principales desventajas de la DRAM son las siguientes:
- La memoria es volátil.
- El consumo de energía es elevado en comparación con otras opciones.
- La fabricación es compleja.
- Es necesario refrescar los datos de las celdas de almacenamiento.
- Es más lenta que la SRAM.
DRAM y SRAM
La DRAM es la sucesora de SRAM. Los diseñadores de memorias redujeron el número de elementos por bit y eliminaron las líneas de bit diferenciales para ahorrar espacio en el chip y poder crear DRAM. Como resultado, la DRAM es menos cara de producir que la SRAM.
Pero la SRAM conserva algunas ventajas sobre la DRAM. No es necesario actualizar la SRAM porque funciona según el principio de conmutar el flujo de corriente en una de las dos direcciones en lugar de mantener una carga en su lugar dentro de una celda de almacenamiento. La SRAM se utiliza generalmente para la memoria caché, a la que se puede acceder más rápidamente que la DRAM.
La SRAM es capaz de leer/escribir a nivel de byte y es más rápida en leer/escribir que la DRAM. La DRAM escribe datos a nivel de byte y lee a nivel de páginas de múltiples bytes.
Las diferencias de consumo varían en función de si el sistema se encuentra en modo activo o de reposo. La DRAM necesita menos energía que la SRAM en estado activo, pero la SRAM consume mucha menos energía que la DRAM en modo de reposo.
Historia
Uno de los primeros usos de la DRAM fue en una calculadora Toshiba en 1965, que utilizaba una forma capacitiva de DRAM fabricada con celdas de memoria bipolares. Ese mismo año, IBM creó un chip de memoria de silicio de 16 bits. Sin embargo, en ese momento, la DRAM bipolar que se utilizaba no podía competir con la memoria de núcleo magnético. Esto fue así hasta que se inventó el transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET), que dio lugar al metal-oxide-semiconductor DRAM — o MOS DRAM. La patente para MOS DRAM se concedió en 1968. En 1969, Intel desarrolló una DRAM que utilizaba una celda de tres transistores.
Intel mejoró su producto DRAM con el Intel 1103 en 1970, que empezó a comercializarse. Fue entonces cuando la memoria MOS empezó a tener más presencia en el mercado que la memoria de núcleo magnético.
En 1973 también se inventó la Mostek MK4096, una DRAM de 4 Kb. Fue la primera DRAM que incorporó líneas de dirección de fila y columna multiplexadas. La Mostek MK4096 cabía en paquetes pequeños con un número reducido de pines, ya que reducía a la mitad el número de líneas de dirección necesarias.
En 1992, Samsung desarrolló la SDRAM, que tenía una capacidad de 16 Mb.