Che cos'è la DRAM?

La DRAM (Dynamic random access memory) è un tipo di memoria primaria utilizzata per memorizzare temporaneamente le informazioni da inviare a un'unità di elaborazione centrale (CPU) e restituire a un'applicazione per fornire output agli utenti. La memoria del computer è un componente importante nei desktop e nei dispositivi mobili, ma il tipo e la velocità della DRAM determinano le performance di un computer.

La DRAM è una forma di storage volatile che contiene informazioni per tutto il tempo in cui il computer viene acceso. La DRAM è una serie di circuiti che memorizza i dati per le applicazioni o la CPU da utilizzare per i calcoli. La differenza distinta tra unità e DRAM è che la DRAM è uno storage primario che non persiste dopo un'interruzione di corrente, mentre le unità di storage sono uno storage secondario che persiste anche dopo lo spegnimento dell'alimentazione. 

Quali sono le caratteristiche della DRAM?

Come supporto di memoria volatile, le caratteristiche distintive della DRAM includono:

• Memoria volatile: La DRAM conserva i dati solo all'accensione. Quando l'alimentazione è spenta, le informazioni memorizzate vengono perse.
• Cicli di aggiornamento: Le celle DRAM devono essere aggiornate periodicamente per mantenere l'integrità dei dati, poiché tendono a perdere carica nel tempo.
• Velocità: La DRAM è più veloce dei supporti di storage secondari non volatili come HDD e SSD, ma più lenta della RAM statica (SRAM), che è il secondo tipo principale di RAM.

La DRAM prende il nome dalla necessità di aggiornare i cicli per mantenere l'integrità dei dati. Sebbene non sia veloce come la SRAM, il compromesso è un costo e un consumo energetico inferiori. 

A cosa serve la DRAM?

Tutti i computer hanno bisogno di una forma di storage temporaneo e la DRAM è spesso la scelta principale per i produttori. Server, desktop e produttori di dispositivi mobili installano un tipo di DRAM nei propri dispositivi. Qualsiasi computer moderno ha probabilmente una DRAM installata come parte della sua build per lo storage volatile necessario in qualsiasi applicazione.

Le schede grafiche utilizzano anche la DRAM. Una scheda grafica è dotata di un'unità di elaborazione grafica (GPU ) utilizzata per il rendering e l'elaborazione di immagini e video. La DRAM viene utilizzata nella memoria della scheda grafica per fornire calcoli senza interrompere la CPU. Poiché le GPU eseguono calcoli insieme a una CPU, accelerano il rendering di grafica e giochi.

Come funziona la DRAM?

Una cella di memoria nella DRAM contiene un transistor e un condensatore e ne memorizza un bit. Ogni cella di memoria memorizza un po' di dati e il transistor è responsabile della carica del condensatore quando è necessario memorizzare un bit. Quando il computer è pronto per memorizzare i dati, invia una carica al transistor. La carica avvia lo storage dei bit e la cella di memoria viene ricaricata ogni pochi millisecondi per evitare la perdita di dati. I condensatori perdono lentamente la carica, quindi un circuito di refresh esterno riscrive i dati nel condensatore e ne aggiorna la carica. La DRAM ha un numero finito di bit che può memorizzare, ma il numero di circuiti determina la quantità di bit che la DRAM può memorizzare. Un singolo chip DRAM in genere memorizza 8GB, 16GB, 32GB o 64GB.

I computer funzionano con il sistema dei numeri binari, che è una serie di numeri e zeri. Tuttavia, quando si lavora con la manutenzione della memoria e l'assegnazione dei dati, gli indirizzi DRAM vengono presentati in notazione esadecimale, che è un sistema a 16 numeri di base. Un chip DRAM contiene una serie di banchi di memoria disposti in righe e colonne. All'intersezione tra una riga e una colonna c'è il condensatore contenente un bit. Quando la CPU ha bisogno di dati dalla DRAM, un'unità di controllo recupera i bit e li invia alla CPU. La CPU invia nuovamente l'output all'unità di controllo, che la invia alla DRAM per l'archiviazione per l'uso nelle applicazioni.

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Confronto della velocità delle DRAM

Quindi, dove si colloca la DRAM nel più ampio mondo dello storage? In questa sezione esamineremo più da vicino alcuni confronti tra velocità comuni per avere un'idea generale di come la DRAM si posiziona su altri tipi di supporti di storage. 

DRAM e HDD e SSD a confronto

Come supporto di storage non volatile, la DRAM è intrinsecamente più veloce rispetto ai supporti di storage persistenti come HDD e SSD. Esistono due colli di bottiglia principali che attualmente impediscono allo storage persistente di raggiungere le velocità dei supporti di storage volatili come la DRAM:

• Fisico: Le scritture di storage DRAM si verificano quando lo stato puramente elettrico cambia utilizzando una combinazione di transistor e condensatori. La capacità di archiviare i dati in assenza di alimentazione (ovvero, non volatilità) è a discapito di affidarsi ad altri meccanismi.
• Interfaccia: Le unità SSD e le unità HDD devono comunicare con una CPU tramite un controller e un'interfaccia. Lo storage persistente in genere non ha una linea diretta con la CPU.

Detto questo, gli ingegneri stanno trovando nuovi modi per colmare il divario di velocità tra lo storage secondario e quello primario. Scopri in che modo un nuovo tipo di memoria chiamata memoria di classe storage (SCM) sta funzionando per colmare questo divario.  

DRAM e SRAM  

La memoria statica ad accesso casuale (SRAM) è l'altra forma principale di RAM disponibile per i sistemi informatici. La SRAM è più veloce della DRAM, quindi viene utilizzata nella memorizzazione nella cache dei dati. I dati memorizzati nella cache sono informazioni veloci e prontamente disponibili che una CPU può elaborare per migliorare le performance di un computer. La SRAM utilizza anche solo transistor e non contiene condensatori.

La SRAM è più volatile della DRAM, ma è anche più veloce e solitamente presente sulla CPU. I produttori di computer non devono installare la SRAM perché è integrata nella CPU, mentre la DRAM deve essere installata durante la costruzione del computer. La SRAM ha sei transistor, e la sua vicinanza alla CPU e l'accesso rapido la rendono più veloce e necessaria per la memorizzazione nella cache.

DRAM e SDRAM a confronto

La DRAM sincrona (SDRAM) è una generazione di memoria del computer che può sincronizzarsi con la velocità di clock della CPU. La corrispondenza della velocità dell'orologio migliora le performance dello scambio di dati tra la CPU e la memoria del computer. Poiché la SDRAM è sincrona, i blocchi dei banchi di memoria possono eseguire lo scambio di dati contemporaneamente, consentendo di elaborare più dati a velocità più elevate rispetto alla DRAM standard.

Confronto tra DRAM e DDR

La memoria per computer di nuova generazione è DDR, o SDRAM a doppia velocità di trasmissione dati. La DDR è più veloce in base allo scambio di dati inviati durante l'aumento e la diminuzione dell'orologio interno della CPU, che invia il doppio dei dati della SDRAM. DDR ha un moltiplicatore di velocità dell'orologio. Ad esempio, DDR2 moltiplica la velocità dell'orologio per 2. DDR4 ha una velocità di clock quattro volte superiore. Velocità di clock più elevate consentono di scambiare più dati a velocità più elevate.

Conclusione

Ogni computer desktop e dispositivo mobile utilizza una generazione di DRAM per alimentare lo storage primario volatile. La generazione di DRAM utilizzata in un dispositivo determinerà la velocità delle applicazioni e dell'output da qualsiasi attività. Anche quando si esegue il provisioning dei server per l'ambiente di rete, spesso si sceglie la memoria. È questa memoria che influisce sulla velocità e sulle performance delle applicazioni.

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