Hoy el nuevo estándar DDR 5 es oficial. Y si somos usuarios de un computador de escritorio o un portátil, muchas veces nos veremos enfrentados a la memoria RAM. Ya sea al momento de elegir nuestro dispositivo por primera vez, o bien, realizar una mejora en el rendimiento.
Y a la hora de escoger este tipo de componente, son varios los atributos que debemos considerar. Por ejemplo, hay que tener en cuenta el factor forma, el tipo, la cantidad de memoria, la velocidad de reloj, latencia, entre otros conceptos que explicaremos en este artículo.
Vamos a partir por lo más básico, y en una primera instancia te contaremos qué es la memoria RAM y para qué sirve. Luego, en una segunda nota, conoceremos sus tipos y te enseñaremos a elegir la mejor opción según tu necesidad. Para efectos de hacer lo más simple posible esta columna informativa, nos centraremos en el tipo DDR en adelante. Tampoco entraremos en conceptos más complejos como el prefetch, los subcanales de memoria, full buffered, trp, entre otras definiciones.
¿Qué es la memoria RAM?
La Memoria de Acceso Aleatorio o en inglés Random Access Memory (RAM), es la memoria encargada de almacenar de forma temporal, los datos que las aplicaciones consumen en el momento. Cuando hablamos de almacenamiento temporal, esto quiere decir que al cerrar la aplicación o al apagar nuestro PC, aquellos datos desaparecerán de la memoria RAM. Por lo que esta es una de sus características principales.
Otro elemento importante de la memoria RAM, es su gran velocidad de para procesar los datos. Al usar este tipo de memoria, las instrucciones entregadas por el procesador (CPU) y los datos que los programas necesitan inmediatamente, hacen que la RAM sea el elemento ideal para este tipo de tareas.
Físicamente, cuando hablamos de la memoria RAM nos referimos al componente electrónico que es una tarjeta que va insertada en la placa madre de nuestro dispositivo. La que, a su vez, pueden tener distintos módulos de memoria interconectados. Aunque también hay equipos que tienen la memoria RAM soldada en la placa madre y no se puede modificar.
¿Para qué sirve la RAM?
Un computador no ejecuta todos sus procesos usando exclusivamente el almacenamiento o disco duro (que generalmente era empleado por unidades mecánicas o HDD), si no tardaría demasiado en ejecutar las tareas, y es en este contexto que la memoria RAM hace su actuación principal. Un claro ejemplo del uso de esta memoria es el navegador -sí, tú, Chrome- el cual suele consumir mucha RAM, ya que todos los datos de los sitios web que visitamos, suelen guardarse en esta memoria para que, al momento de acceder a ellos, no se tenga que volver a cargar la página por completo.
Debido a lo que ya explicamos, la cantidad de memoria RAM está directamente relacionada al rendimiento de tu equipo. Es decir, si tenemos más RAM, seremos capaces de manejar más aplicaciones al mismo tiempo y de forma rápida, sin tener que volver a ejecutar la actividad o proceso. Por lo que, si tu memoria RAM es muy baja, podrías llegar a completar su capacidad rápidamente y tendrás literalmente un cuello de botella, y acá entra a correr otro fenómeno.
Para evitar el colapso de la memoria RAM, y el correspondiente pantallazo azul (o negro para Windows 11) que terminará por reiniciar nuestro equipo. El sistema operativo sabe cuándo la cantidad de uso de RAM está por llegar al 100%, y es en ese momento, cuando Windows empieza a utilizar la memoria virtual. Que, en simples palabras, es usar espacio de la unidad de almacenamiento como caché para compensar la falta de memoria RAM. El problema de todo esto, es que la memoria virtual es extremadamente lenta, sobre todo, si todavía utilizamos un disco duro mecánico (HDD). Y si utilizamos un SSD, según su factor forma y clase, esto sigue siendo lento, pero quizás no tanto.
Generaciones, voltajes y sus velocidades
Antiguamente, las memorias RAM eran del tipo SDR (Single Data Rate) y realizaban una operación de lectura y escritura por cada ciclo de reloj. En cambio, el tipo DDR (Double Data Rate) realiza dos operaciones de lectura y escritura. En otras palabras, cada chip DDR se activa dos veces en cada ciclo de la señal de reloj, y esta forma de trabajar es la que está vigente y es la más usada en nuestros días.
Por supuesto, en cada nueva generación hay mejoras en relación con varios aspectos. Uno de ellos es la velocidad. No obstante, les contaremos un poco sobre la evolución del tipo DDR con el tiempo.
–DDR: Disponible de forma comercial desde el 2002 (aunque fue lanzada el año 2000), esta memoria trabaja a un voltaje entre 2.5 y 2.6 V. Sus velocidades alcanzaban un máximo real de hasta 400 MHz, pero 200 MHz son efectivos y podíamos encontrar presentaciones hasta 1 GB debido a que la densidad máxima por módulo (chips) era de 128 MB. Acá hablamos de velocidad efectiva ya que, por ejemplo, se comercializaban memorias RAM DDR-400, pero debido al carácter DDR la transferencia es doble, o bien, la memoria realiza 2 operaciones por segundo, y por eso la velocidad efectiva se multiplica por dos. Acá la tarjeta tiene una cantidad de 184 pines de contacto.
–DDR 2: Diseñada en el 2001 y vendida comercialmente en el 2003, esta es la primera evolución del antiguo DDR y trajo consigo una mejora en el consumo de energía, por lo que ahora las memorias trabajan a 1.8 V. Por supuesto, el nuevo tipo aumenta su velocidad real hasta los 1.066 MHz. Así mismo se duplica la densidad máxima logrando los 256 MB. Gracias a esto se podían contar con memorias de hasta 2 GB por tarjeta. El DDR 2 posee 240 pines de contacto.
–DDR 3: Si bien fue creada en el 2005 y puesta a la venta en el 2007. Este tipo de memoria RAM fue toda una revolución para el mundo de la computación doméstica. En ese tiempo el rey indiscutido era Windows XP, siendo el sistema operativo más adoptado. Pero muchos equipos aun utilizaban el sistema de 32 bits, el cual tenía la limitación de trabajar con un máximo de hasta 4 GB de memoria RAM debido a la naturaleza del sistema operativo de 32 bits.
Esto produjo un gran cambio en la industria, y por lo mismo, el tipo de memoria RAM DDR 3 permitió que muchas personas tuvieran que migrar a sistemas operativos en sus versiones de 64 bits. Todo esto fue impulsado igualmente por el mudo de los videojuegos, debido a que, en ese entonces tener 4 GB (Si tenías GPU integrada podrías quedar incluso con 3.75 GB disponibles para usar) no era suficiente para correr algunos títulos como Crysis. Dentro de los cambios que incluía el tipo DDR 3 está una mejora en el consumo energético, bajando el voltaje a 1.5V e incluso versiones de 1.35 V. Igualmente, la frecuencia máxima llegaba hasta los 2.133 MHz reales y podíamos encontrar presentaciones de 4, 8 y 16 GB en una sola tarjeta. Algo que venía como anillo al dedo a los sistemas operativos de 64 bits. Las memorias DDR 3 mantienen la cantidad de pines de contacto en 240.
–DDR 4: Luego de muchos años llega este tipo en 2014, aunque fue creado en 2011. El DDR 4 es el más utilizado y es el tipo que está vigente. Acá encontramos nuevamente una mejora en el consumo energético bajando a 1.2 V e incluso hasta 1.15 V. Su velocidad aumenta notablemente en relación con la generación anterior logrando los 4.800 MHz reales, y la capacidad por tarjeta llega hasta los 32 GB. Las tarjetas DIMM DDR 4 cuentan con 288 pines de contacto.
–DDR 5: Es la próxima generación de las memorias RAM DDR que fue anunciada en 2019 y que llegaría a finales de este 2021. Como es de costumbre, se mejora levente el consumo energético bajando hasta los 1.1 V. De igual forma, las velocidades son superiores alcanzando los 8.400 MHz reales, y sus capacidades van desde los 8 GB hasta los 64 GB contenidos en una sola tarjeta de memoria RAM. Al igual que la generación anterior, las tarjetas DDR 5 contarán con 288 pines de contacto.
Factor forma de las RAM
Las presentaciones más comunes de las memorias RAM según su tamaño son dos. La primera es el módulo DIMM (del inglés Dual In-line Memory Module, o módulo de memoria de dos líneas). Este se utiliza en computadores de escritorio, y es la sucesora de la memoria SIMM, pero hoy sólo nos enfocaremos en memorias relativamente actuales.
Acá las memorias DIMM del tipo DDR3 tienen 240 pines de contacto en su parte inferior, mientras que las de DDR4 poseen 288 pines, al igual que las DDR5 que todavía no se venden de forma comercial, pero llegarán muy pronto a finales de este 2021.
Subcategoría RDIMM y UDIMM
-RDIMM: Las memorias RDIMM (Registered Dual In-Line Memory Modules) o en español, Módulos de Memoria con Contactos Duales Registrados. Esta subcategoría de memoria RAM es muy segura ya que cuenta con un registro de lo almacenado en ellas, tanto de las entradas y salidas entre el controlador y el módulo de memoria RAM. Este tipo de memoria nos proporciona menos carga eléctrica en el controlador y, por lo tanto, nos permite tener un sistema con más capacidad de memoria RAM, pero con menos cantidad de módulos físicos.
Estos módulos, al acceder con un registro el controlador es capaz de acceder al almacenamiento de forma directa sin necesidad de disponer de un buffer y al ser el acceso directo, la velocidad de comunicación de doble canal directo mejora el rendimiento. Usualmente este tipo de memoria se utiliza en servidores.
Respecto a las ventajas de la RAM RDIMM, tenemos módulos con registros de entrada y salida, son más seguros y rápidos (por supuesto que dependiendo de los modelos), las RDIMM son pensadas para entornos empresariales, así mismo tienen mayor capacidad disponible por módulo y mayor capacidad total de memoria en una sola tarjeta, son una de las mejores opciones para entornos virtualizados. Sus desventajas es que son caras y más difíciles de encontrar.
-UDIMM: De las siglas en inglés: Unregistered Dual In-Line Module o en español, Módulo de Memoria con Contactos Duales Sin registro. Este tipo de memoria no tiene registro entre la RAM y el controlador. Por ende, se requiere mayor carga en el controlador de memoria RAM, de forma que este soportará menos cantidad de módulos y, por lo tanto, obtendremos menos capacidad total en un solo equipo.
Si hablamos de las ventajas de las memorias UDIMM, son más económicas por su la naturaleza de su tecnología. Igualmente, son más fáciles de encontrar que los modelos con registro, y se puede tener una mayor capacidad total de memoria en sólo una tarjeta. Las desventajas son sus módulos sin registro de entrada y salida, también hay poca capacidad total en una misma tarjeta, está pensada para entornos no críticos, y no es la mejor opción para entornos de virtualización.
Esta es la subcategoría de RAM que frecuentemente utilizamos en equipos de uso doméstico.
Por otro lado, el segundo factor forma es el módulo SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module, en inglés), y debido a su tamaño más compacto, se usa en computadores portátiles, dispositivos NAS, o placas madre pequeñas para equipos de escritorio como las Mini-ITX.
Como el factor forma es más compacto, las memorias SO-DIMM tipo DDR y DDR 2 poseen 200 pines de contacto, mientras que las DDR 3 cuentan con 204 pines en la base. Las del tipo DDR 4 poseen 260 pines, y las futuras DDR 5 llevarán 262 pines de contacto en la parte inferior.
Para cualquiera de las presentaciones DIMM o SO-DIMM, si hay algo que va cambiando con las generaciones, es la muesca o corte que posee la memoria en la parte inferior donde van los contactos. Esto hace que las memorias no sean retro compatibles, por lo que no se podrá usar una RAM DDR 3 en un zócalo DDR 4 o DDR 5, y así.
La diferencia visual entre las DIMM se observa a continuación:
Por otra parte, la diferencia visual entre las SO-DIMM se muestra a continuación:
Latencia CAS y ECC
En las memorias RAM, la latencia es el tiempo que el controlador de memoria debe esperar a que entre la solicitud de dato y su entrega efectiva. Normalmente esta es conocida como la latencia CAS (Column Address Strobe) y se expresa en pulsos de reloj.
Pensemos en una memoria RAM que posee una latencia CAS de CL5. Esto quieres decir que el controlador de memoria va a necesitar esperar 5 pulsos de reloj, hasta que el dato sea entregado después de aquella petición.
Por eso a la hora de elegir una memoria RAM, debemos buscar el valor de la latencia CAS que sea más bajo. Así mismo, la importancia de la latencia CAS implica que cuando el procesador necesita acceder a un dato, la CPU primero lo busca en su memoria caché (L1, L2 o L3), y si no está ahí, accede a la memoria RAM. Entonces, al tener un valor más bajo de latencia, menor será el tiempo en que tarda el procesador para acceder a un dato en la RAM.
Otro conceto que también se desprende de las memorias RAM es el ECC (del inglés, Error Correction Code), o en español el Código de Corrección de Errores. Este es un código auto corrector que sirve para garantizar la integridad de los datos que se utilizan en la memoria RAM. Esto implica que la memoria tiene un bit extra, el cuál posee un código programado para detectar errores dentro de la misma memoria RAM y avisarnos si hay que reemplazarla.
A su vez, puede que a veces ocurran errores por subidas de temperatura o fallos electrónicos, y estos errores hacen que se cambien algunos bits de los registros. Las memorias RAM ECC tienen un diseño en la arquitectura que permite detectar el bit alterado y corregirlo, sin perder datos de funcionamiento. Normalmente las memorias con ECC son empleadas en servidores y son complementarias con la subcategoría RDIMM.
Simple, doble y cuádruple canal
Según sea el caso, las memorias RAM pueden trabajar solas o acompañadas. Y debido a esto es necesario definir el concepto de simple, doble o cuádruple canal.
Cuando utilizamos sólo un banco de memoria, el sistema está funcionando en canal simple o single channel. Al trabajar de esta forma, significa que se usa una única señal a un ancho de banda y frecuencia específica. El modo de canal simple funciona en bloques de 64 bits y este es recomendable para tareas simples como navegar, utilizar aplicaciones de ofimática, y puede ser aplicado a computadores portátiles o de escritorio.
El segundo modo es el doble canal o dual channel. Este permite aumentar el rendimiento de las memorias incrementando el paso simultáneo a dos módulos en bloques de 128 bits, alcanzando entre un 20 a un 40% más de rendimiento. Uno de los beneficios de esto es que, al contar con el doble canal, se aumenta el acceso a la memoria RAM. Por ejemplo, la tarjeta gráfica puede acceder a un módulo de memoria y al mismo tiempo el procesador puede acceder a otro.
Un aspecto para tener en cuenta es que la placa madre debe ser compatible con el doble canal en su NorthBridge (Puente norte del conjunto de chips). De igual forma, las memorias RAM deben tener la misma capacidad, frecuencia, velocidad, latencia e incluso fabricante, si no es muy probable que no se active el doble canal en el sistema. Puede ser aplicado a computadores portátiles o de escritorio utilizando dos bancos de memoria.
El quad channel o cuádruple canal funciona de manera muy similar al doble canal, pero duplicando los canales del dual channel con bloques de 256 bits. Acá se añaden canales adicionales, con la finalidad de mejorar aún más la comunicación. Los requisitos son similares al dual channel, es decir, las memorias RAM deben tener la misma capacidad, frecuencia, velocidad, latencia e incluso fabricante. Además, la placa madre debe tener 4 ranuras de memoria y ser compatible.
Sobre usos, el cuádruple canal es recomendado para aquellos que requieren grandes consumos de memoria RAM, utilizando cantidades de 32, 64 GB o más. En este caso, el quad channel será casi exclusivo para computadores de escritorio, ya que es muy poco frecuente ver portátiles con 4 ranuras de memoria RAM, como en los notebooks Alienware de gran tamaño.
