Memoria RAM: ¿Qué es y Para qué Sirve?

¿Qué es la Memoria RAM?

La memoria RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio) es el hardware de un dispositivo informático donde se guardan el sistema operativo (SO), los programas de aplicación y los datos en uso para que el procesador del dispositivo pueda acceder a ellos rápidamente. La RAM es la memoria principal de un ordenador. Es mucho más rápida para leer y escribir que otros tipos de almacenamiento, como una unidad de disco duro (HDD), una unidad de estado sólido (SSD) o una unidad óptica.

La memoria de acceso aleatorio es volátil. Esto significa que los datos se conservan en la RAM mientras el ordenador está encendido, pero se pierden cuando se apaga. Cuando se reinicia el ordenador, el sistema operativo y otros archivos se vuelven a cargar en la RAM, normalmente desde un disco duro o una unidad SSD.

Nota: Hay muchos tipos de memoria RAM, por lo que es posible que oigas llamarla con otros nombres. También se la conoce como memoria principal, memoria interna, almacenamiento primario, memoria primaria y memoria «stick».

¿Para Que Sirve la Memoria RAM?

Debido a su volatilidad, la RAM no puede almacenar datos permanentes. La RAM puede compararse con la memoria a corto plazo de una persona, y una unidad de disco duro con la memoria a largo plazo de una persona. La memoria a corto plazo se centra en el trabajo inmediato, pero sólo puede mantener a la vista un número limitado de hechos en un momento dado. Cuando la memoria a corto plazo de una persona se llena, puede refrescarse con hechos almacenados en la memoria a largo plazo del cerebro.

Un ordenador también funciona así. Si la RAM se llena, el procesador del ordenador debe acudir repetidamente al disco duro para superponer los datos antiguos de la RAM con los nuevos. Este proceso ralentiza el funcionamiento del ordenador.

El disco duro de un ordenador puede llenarse completamente de datos y ser incapaz de albergar más, pero la memoria RAM no se agota. Sin embargo, la combinación de RAM y memoria de almacenamiento puede agotarse por completo.

¿Cómo Funciona la Memoria RAM?

El término acceso aleatorio aplicado a la memoria RAM proviene del hecho de que se puede acceder directamente a cualquier ubicación de almacenamiento, también conocida como cualquier dirección de memoria. Originalmente, el término Memoria de Acceso Aleatorio se utilizaba para distinguir la memoria central normal de la memoria offline.

La memoria offline se refería normalmente a una cinta magnética desde la que sólo se podía acceder a un dato concreto localizando la dirección secuencialmente, empezando por el principio de la cinta. La memoria RAM está organizada y controlada de forma que permite almacenar y recuperar datos directamente desde y hacia ubicaciones específicas.

A otros tipos de almacenamiento, como el disco duro y el CD-ROM, también se accede de forma directa o aleatoria, pero el término acceso aleatorio no se utiliza para describir estos otros tipos de almacenamiento.

La RAM es similar en concepto a un conjunto de cajas en las que cada caja puede contener un 0 o un 1. Cada caja tiene una dirección única que se encuentra contando a través de las columnas y hacia abajo por las filas. Un conjunto de cajas RAM se denomina matriz, y cada caja se conoce como celda.

Para encontrar una celda concreta, el controlador RAM envía la dirección de la columna y la fila por una fina línea eléctrica grabada en el chip. Cada fila y columna de una matriz RAM tiene su propia línea de dirección. Cualquier dato leído regresa por una línea de datos separada.

La memoria RAM es físicamente pequeña y se almacena en microchips. También es pequeña en cuanto a la cantidad de datos que puede contener. Un ordenador portátil típico puede venir con 8 gigabytes de RAM, mientras que un disco duro puede contener 10 terabytes.

Un disco duro, por su parte, almacena datos en la superficie magnetizada de lo que parece un disco de vinilo. En cambio, una SSD almacena los datos en chips de memoria que, a diferencia de la RAM, no son volátiles. No dependen de tener energía constante y no pierden datos una vez que se apaga la alimentación. Los microchips de RAM se agrupan en módulos de memoria. Éstos se conectan a las ranuras de la placa base del ordenador. Se utiliza un bus, o un conjunto de rutas eléctricas, para conectar las ranuras de la placa base al procesador.

La mayoría de los PC permiten a los usuarios añadir módulos de RAM hasta un cierto límite. Tener más RAM en un ordenador reduce el número de veces que el procesador debe leer datos del disco duro, una operación que lleva más tiempo que leer datos de la RAM. El tiempo de acceso a la RAM se expresa en nanosegundos, mientras que el tiempo de acceso a la memoria de almacenamiento se expresa en milisegundos.

¿Cuánta RAM Necesitas?

La cantidad de RAM necesaria depende de lo que haga el usuario. Para la edición de vídeo, por ejemplo, se recomienda que el sistema tenga al menos 16 GB de RAM, aunque es deseable que tenga más. Para editar fotos con Photoshop, Adobe recomienda que el sistema tenga al menos 3 GB de RAM para ejecutar Photoshop CC en un Mac. Sin embargo, si el usuario está trabajando con otras aplicaciones al mismo tiempo, incluso 8 GB de RAM pueden ralentizar las cosas.

Tip: La velocidad de un dispositivo está limitada no sólo por la RAM sino por otros componentes como el procesador y el disco duro, lo que significa que tu ordenador podría tener componentes de alta gama pero poca RAM, lo que afectará al rendimiento general. Lo mismo ocurre a la inversa: una mayor cantidad de RAM es estupenda, pero no tendrá un impacto tan significativo si el procesador es lento.

Tipos de RAM

Existen dos tipos principales de memoria RAM:

• La Memoria Dinámica de Acceso Aleatorio (DRAM) constituye la RAM típica de un dispositivo informático y, como ya se ha señalado, necesita que la fuente alimentación esté conectada para conservar los datos almacenados.

Cada celda de la DRAM tiene una carga o falta de carga almacenada en un condensador eléctrico. Estos datos deben refrescarse constantemente con una carga electrónica cada pocos milisegundos para compensar las fugas del condensador. Un transistor actúa como puerta, determinando si el valor del condensador puede leerse o escribirse.

• La Memoria Estática de Acceso Aleatorio (SRAM) también necesita una alimentación constante para retener los datos, pero no necesita refrescarse continuamente como la DRAM.

En la SRAM, en lugar de que un condensador mantenga la carga, el transistor actúa como un interruptor, en el que una posición sirve como 1 y la otra como 0. La RAM estática necesita varios transistores para retener un bit de datos, en comparación con la RAM dinámica, que sólo necesita un transistor por bit. Como resultado, los chips SRAM son mucho más grandes y caros que una cantidad equivalente de DRAM.

Sin embargo, la SRAM es mucho más rápida y consume menos energía que la DRAM. Las diferencias de precio y velocidad hacen que la RAM estática se utilice principalmente en pequeñas cantidades como memoria caché dentro del procesador de un ordenador.

Historia de la Memoria RAM: RAM vs SDRAM

Al principio, la RAM era asíncrona porque los microchips de RAM tenían una velocidad de reloj distinta a la del procesador del ordenador. Esto supuso un problema cuando los procesadores se hicieron más potentes y la RAM no podía seguir el ritmo de las peticiones de datos del procesador.

A principios de los 90, las velocidades de reloj se sincronizaron con la introducción de la memoria RAM dinámica síncrona o SDRAM. Al sincronizar la memoria de un ordenador con las entradas del procesador, los ordenadores pudieron ejecutar tareas más rápidamente.

Sin embargo, la original single data rate SDRAM (SDR SDRAM) llegó rápidamente a su límite. Alrededor del año 2000 se desarrolló la double data rate synchronous Random Access Memory (DDR SRAM). Esta memoria movía los datos dos veces en un solo ciclo de reloj, al principio y al final.

La DDR SDRAM ha evolucionado cuatro veces, con DDR2, DDR3, DDR4 y DDR5, y cada iteración ha mejorado la velocidad de transferencia de datos y reducido el consumo de energía. Sin embargo, cada versión de DDR ha sido incompatible con las anteriores porque, con cada iteración, los datos se manejan en lotes más grandes.

GDDR SDRAM

La Graphics double data rate (GDDR) SDRAM se utiliza en tarjetas gráficas y de vídeo. Al igual que la DDR SDRAM, esta tecnología permite mover datos en varios puntos del ciclo de reloj de la CPU. Sin embargo, funciona a voltajes más altos y tiene una sincronización menos estricta que la DDR SDRAM.

Con tareas paralelas, como el renderizado de vídeo 2D y 3D, los tiempos de acceso reducidos no son tan necesarios, y la GDDR puede permitir las mayores velocidades y el ancho de banda de memoria necesarios para el rendimiento de la GPU.

Al igual que la DDR, la GDDR ha pasado por varias generaciones de desarrollo, cada una de las cuales ha proporcionado más rendimiento y menor consumo de energía. GDDR6 es la última generación de memoria gráfica.

RAM vs Memoria Virtual

Un ordenador puede quedarse corto de memoria, especialmente cuando ejecuta varios programas simultáneamente. Los sistemas operativos pueden compensar la escasez de memoria física creando memoria virtual.

Con la memoria virtual, los datos se transfieren temporalmente de la RAM al almacenamiento en disco, y el espacio de direcciones virtuales se incrementa utilizando memoria activa en la RAM y memoria inactiva en un disco duro para formar direcciones contiguas que contengan una aplicación y sus datos. Usando la memoria virtual, un sistema puede cargar programas más grandes o múltiples programas ejecutándose al mismo tiempo, dejando que cada uno opere como si tuviera memoria infinita sin tener que añadir más RAM.

La memoria virtual es capaz de manejar el doble de direcciones que la RAM. Las instrucciones y los datos de un programa se almacenan inicialmente en direcciones virtuales y, una vez que se ejecuta el programa, esas direcciones se convierten en direcciones de memoria reales.

Una desventaja de la memoria virtual es que puede ralentizar una computadora porque los datos deben asignarse entre la memoria virtual y la física. Sólo con la memoria física, los programas funcionan directamente desde la RAM.

RAM vs Memoria Flash

Tanto la memoria flash como la RAM están compuestas por chips de estado sólido. Sin embargo, desempeñan papeles distintos en los sistemas informáticos debido a las diferencias en su fabricación, sus especificaciones de rendimiento y su coste. La memoria flash se utiliza como memoria de almacenamiento. La RAM se utiliza como memoria activa que realiza cálculos sobre los datos recuperados del almacenamiento.

Una diferencia significativa entre la RAM y la memoria flash es que los datos deben borrarse de la memoria flash NAND en bloques enteros. Esto la hace más lenta que la RAM, donde los datos pueden borrarse en bits individuales.

Sin embargo, la memoria flash NAND es menos cara que la RAM, y también es no volátil. A diferencia de la RAM, puede conservar los datos incluso cuando está apagada. Debido a su menor velocidad, no volatilidad y menor coste, la memoria flash se utiliza a menudo como memoria de almacenamiento en las unidades SSD.

RAM vs ROM

La memoria de sólo lectura, o ROM, es una memoria de ordenador que contiene datos que sólo pueden leerse, no escribirse en ellos. La ROM contiene la programación de arranque que se utiliza cada vez que se enciende un ordenador. Generalmente no puede ser alterada o reprogramada.

Los datos de la ROM no son volátiles y no se pierden cuando se apaga el ordenador. Por eso, la memoria de sólo lectura se utiliza para el almacenamiento permanente de datos. En cambio, la memoria de acceso aleatorio sólo puede almacenar datos temporalmente. La ROM suele tener varios megabytes de almacenamiento, mientras que la RAM tiene varios gigabytes.

Tendencias y Futuro

La memoria de acceso aleatorio resistiva (RRAM o ReRAM) es un almacenamiento no volátil que puede alterar la resistencia del material dieléctrico sólido que la compone. Los dispositivos ReRAM contienen un memristor en el que la resistencia varía cuando se aplican distintos voltajes.

La ReRAM crea vacantes de oxígeno, que son defectos físicos en una capa de material de óxido. Estas vacantes representan dos valores en un sistema binario, similar a los electrones y huecos de un semiconductor.

La ReRAM tiene mayor velocidad de conmutación que otras tecnologías de almacenamiento no volátil, como la flash NAND. También promete una alta densidad de almacenamiento y un menor consumo de energía que el flash NAND. Esto hace que ReRAM sea una buena opción para la memoria en sensores utilizados para aplicaciones industriales, automotrices y de Internet de las cosas.

Los fabricantes llevan años luchando por desarrollar la tecnología ReRAM y poner los chips en producción. En la actualidad, unos pocos los comercializan.

La tecnología 3D XPoint, como la Optane de Intel, podría acabar llenando el vacío existente entre la RAM dinámica y la memoria flash NAND. 3D XPoint tiene una arquitectura cross-point sin transistores en la que los selectores y las celdas de memoria están en la intersección de cables perpendiculares. 3D XPoint no es tan rápido como la DRAM, pero es una memoria no volátil.

En términos de rendimiento y precio, la tecnología 3D XPoint se sitúa entre una DRAM rápida pero costosa y una memoria flash NAND más lenta y menos costosa. A medida que la tecnología se desarrolla, puede desdibujar la distinción entre RAM y almacenamiento.

5G y el Mercado de la RAM

En febrero de 2019, la Asociación de Tecnología de Estado Sólido JEDEC publicó el JESD209-5, Low Power Double Data Rate 5 (LPDDR5). LPDDR5 funcionará finalmente a una tasa de E/S de 6400 MT/s, un 50 por ciento más que la de la primera versión de LPDDR4. Esto aumentará significativamente la velocidad y eficiencia de la memoria para una gran variedad de aplicaciones. Esto incluye dispositivos informáticos móviles como teléfonos inteligentes, tabletas y notebooks ultrafinos.

LPDDR5 se publicó con una velocidad de datos de 6400 MT/s, en comparación con los 3200 MT/s de LPDDR4 en su publicación en 2014.

En julio de 2019, Samsung Electronics comenzó a producir en masa la primera DRAM móvil LPDDR5 de 12 gigabits de la industria. Según Samsung, se ha optimizado para habilitar funciones 5G y AI en futuros teléfonos inteligentes.

Costo de la Memoria RAM

En el verano de 2019, los precios de la DRAM se mantuvieron deprimidos con respecto a los niveles anteriores, pero volátiles, no obstante. Una serie de variables contribuyeron a la volatilidad, incluyendo:

• exceso de oferta
• tensiones en el mercado entre Corea del Sur y Japón (sede de los dos mayores fabricantes de chips de memoria del mundo, Samsung y SK Hynix)
• la introducción del chip móvil de próxima generación, el LPDDR5
• la creciente adopción de la tecnología 5G
• un aumento previsto de la demanda de electrónica de consumo en el Internet de las Cosas (IoT), como automóviles y dispositivos wearables, que utilizan los chips

Más Información sobre la Memoria RAM

Un módulo estándar o stick de memoria para ordenadores es una pieza de hardware larga y delgada que se asemeja a una regla corta. La parte inferior del módulo de memoria tiene una o más muescas que sirven de guía para su correcta instalación y está revestida de numerosos conectores, normalmente dorados.

La memoria se instala en las ranuras para módulos de memoria ubicadas en la placa base. Estas ranuras o slots son fáciles de encontrar: basta con buscar las pequeñas bisagras que bloquean la RAM en su lugar, ubicadas a ambos lados de la ranura de tamaño similar en la placa base.

Importante: Es posible que algunos tamaños de módulos deban instalarse en determinadas ranuras, por lo que siempre hay que consultar al fabricante de la placa base antes de comprarla o instalarla. Otra opción que puede ayudar es utilizar una herramienta de información del sistema para ver el tipo específico de módulos que utiliza la placa base.

Los módulos de memoria vienen en varias capacidades y variaciones. Los módulos de memoria modernos pueden adquirirse en tamaños de 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB y +16 GB. Algunos ejemplos de los diferentes tipos de módulos de memoria son DIMM, RIMM, SIMM, SO-DIMM y SO-RIMM.

Tip: Estas soluciones son generalmente aplicables a Windows 11, 10, 8.1, 8, 7 e incluso Vista.