Memoria del computer: tipi, caratteristiche e prestazioni della RAM

Punto 4.3: Memoria

Contenuto:

1. MEMORIA .. 1
2. CARATTERISTICHE TECNICHE .. 1
3. TIPI DI MEMORIA .. 2
4. 3.1. Random Access Memory .. 2
5. 3.2. Caratteristiche tecnologiche .. 3
6. 3.2.1. Static RAM .. 3
7. 3.2.2. RAM dinamica .. 3
8. 3.2.2.1. TIPI DI RAM DINAMICA: .. 4
9. 3.2.2.2. MEMORIA RAM DINAMICA DI CLASSIFICAZIONE forma fisica .. 5
10. 3.3. PRESTAZIONI DELLA memoria ad accesso casuale .. 7
11. 4. Memoria di sola lettura .. 7

Memoria

Il termine memoria si applica a qualsiasi componente elettronico in grado di memorizzare temporaneamente o permanentemente i dati. Ci sono due principali categorie di memorie:

• Memoria interna: memorizza i dati temporaneamente mentre i programmi sono in esecuzione. La memoria interna utilizza microconduttori, cioè circuiti elettronici specializzati e veloci. La memoria interna corrisponde a ciò che chiamiamo memoria ad accesso casuale (RAM).
• Memoria ausiliaria (detta anche memoria fisica o memoria esterna): memorizza le informazioni a lungo termine, anche dopo lo spegnimento. La memoria ausiliaria corrisponde a dispositivi di memorizzazione magnetici come hard disk, periferiche di archiviazione ottiche come CD-ROM e DVD-ROM e memorie a sola lettura (ROM).

Caratteristiche tecniche

Le caratteristiche principali di una memoria sono:

• Capacità: rappresenta il volume globale delle informazioni (in bit) che può memorizzare la memoria. Un altro modo per esprimerlo è indicare il numero di celle e il numero di bit in ogni cella. Ad esempio, 16Kx8 significa che ha 16K di celle indirizzabili, ognuna con 8 bit, ossia 16 Kbyte.
• Latenza: è il ritardo tra il momento in cui il dispositivo riceve un indirizzo di memoria e il tempo in cui il primo bit di dati è disponibile sul bus di memoria. Questo ritardo è noto anche come tempo di accesso e corrisponde all'intervallo di tempo tra l'applicazione di un’operazione di lettura/scrittura e la disponibilità dei dati. La latenza è in genere misurata in nanosecondi (ns) (un nanosecondo è un miliardesimo di secondo, 10^-9 s). La latenza misura la velocità della RAM.
• Tempo di ciclo: rappresenta l'intervallo di tempo minimo tra due accessi successivi alla memoria.

Di conseguenza, il tempo richiesto per accedere alle informazioni in memoria è pari alla somma del tempo di latenza e del tempo di ciclo.

• Prestazioni: definiscono la quantità di informazioni scambiate per unità di tempo, espresso in bit al secondo.
• Non volatilità: caratterizza la capacità di una memoria di immagazzinare dati quando non è alimentata.

La memoria ideale ha una grande capacità, tempi di accesso e tempi di ciclo molto ridotti, alte prestazioni e non è volatile. Di conseguenza, il tempo richiesto per accedere alle informazioni in memoria è pari alla somma del tempo di latenza e del tempo di ciclo.

Tuttavia, le memorie veloci sono anche le più costose. Per questo motivo i computer usano diverse tecnologie, interconnesse e organizzate gerarchicamente.

Le memorie più veloci si trovano in piccole quantità vicino al processore. La memoria ausiliaria, che non è così veloce, viene utilizzata per memorizzare le informazioni in modo permanente.

La missione di tutta la memoria, indipendentemente dalla sua natura, è quella di memorizzare informazioni. In generale, la memoria di sistema è responsabile della memorizzazione dei dati dalla CPU (o processore).

Tipi di memoria

Random Access Memory (RAM)

Tutta la RAM (Random Access Memory) condivide alcune caratteristiche tecnologiche comuni. Per esempio:

• Tutte le operazioni possono essere di lettura e di scrittura, il che le distingue dalle memorie di tipo ROM, che in molti casi non permettono scritture o sono più lente da modificare.
• Si tratta di memorie ad accesso casuale: tutte le celle di memoria possono essere raggiunte nello stesso tempo, a differenza di memorie ad accesso sequenziale o ad accesso diretto.
• Sono, in genere, memorie volatili, cioè contengono le informazioni solo fino a quando l'alimentazione è erogata.

La memoria ad accesso casuale, la RAM, è di solito chiamata memoria di sistema principale, ovvero uno spazio che può memorizzare temporaneamente i dati mentre un programma è in esecuzione.

La dimensione della RAM viene misurata in gigabyte (GB). La RAM è composta da un numero di celle o locazioni di memoria capaci di immagazzinare dati o istruzioni. Ogni cella contiene 8 bit, cioè un byte; quindi se la RAM è di 1 MB, è possibile memorizzare 1.048.576 byte e ci sono 1.048.576 celle di memoria. Ciascuna delle celle di memoria è identificata da un numero, che è ciò che si chiama indirizzo di memoria. L'obiettivo è che le unità di controllo possano differenziare una cella dall'altra.

La capacità della memoria principale è data dal numero di posizioni moltiplicato per la lunghezza di ciascuna espressa in bit o byte.