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DRAM, funzionamento e risoluzione dei problemi comuni

Persona dubbiosa con PC in mano Web & Digital #ram #cpu 15 acronimi per capire l'informatica e gli smartphone Prima di acquistare un nuovo smartphone, PC o televisore, ci sono alcuni termini che è bene conoscere. Ecco quali
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DRAM, funzionamento e risoluzione dei problemi comuni FASTWEB S.p.A.
RAM
Internet
Standard di fatto del settore, garantisce ottime prestazioni a prezzi tutto sommato accettabili. Ecco come funziona e come risolvere i problemi più comuni

Nel corso della loro evoluzione ultradecennale, le memorie RAM hanno assunto forma, dimensioni e funzionalità tra le più varie e differenti. Basti pensare che agli albori della tecnologia, la RAM aveva forma di un piccolo tubo (un tubo catodico, a voler essere precisi, in tutto e per tutto simile a quelli utilizzati dai vecchi modelli di televisore) e sono stati necessari anni e anni di ricerche e progresso prima di arrivare alla forma odierna.

Oggi la memoria di lavoro assume la forma di una piccola scheda di materiale plastico (di grandezza differente, a seconda se deve essere montata su computer desktop o laptop) con su stampati milioni di circuiti elettrici: dall'interazione di questi circuiti e dal passaggio di corrente elettrica al loro interno dipende il corretto funzionamento dell'intero sistema informatico.

 

RAM per laptop

 

Cosa sono le DRAM

Qualunque sia la forma o la dimensione della RAM, la stragrande maggioranza dei moduli oggi montati dai vari dispositivi informatici (computer, server, smartphone o tablet) è caratterizzata dalla medesima tecnologia di funzionamento. Che si utilizzi una RAM DDR3 o una RAM DDR4 si avrà comunque a che fare con un modulo DRAM (acronimo di Dynamic Random Access Memory, memoria dinamica ad accesso casuale).

Veloce e poco costosa rispetto alle altre tipologie di RAM (come la SRAM, ad esempio), la DRAM è una memoria volatile capace di conservare i dati in memoria sino a che riceve alimentazione elettrica. Le informazioni sono immagazzinate sotto forma di elettroni presenti o meno all'interno dei condensatori che la compongono: se il condensatore è carico, allora assumerà il valore 1, se scarico assumerà il valore 0. Per far sì che lo stato di carica permanga, è necessario ricaricare il condensatore ogni pochi millisecondi: per questo motivo si parla di memoria dinamica in contrapposizione con la memoria statica (SRAM) che non ha bisogno di cicli di ricarica periodici per mantenere le informazioni.

 

RAM per computer desktop

 

Come accennato, la memoria DRAM è anche volatile: ciò vuol dire che in assenza di alimentazione continua (perché si spegne il computer o perché manca l'energia elettrica a casa o in ufficio), le informazioni presenti nelle matrici della DRAM sono cancellate nel giro di pochi istanti e non è possibile recuperarle (quindi, per esempio, nel caso manchi improvvisamente la corrente, un file di testo non salvato non potrà essere più recuperato).

Velocità memoria DRAM

La velocità di un modulo di memoria DRAM è caratterizzato da due fattori: il transfer rate e il CAS Latency (il numero di cicli di clock che il processore dovrà attendere per avere "a disposizione" i dati necessari per completare l'istruzione).

Quando si parla di transfer rate (a volte detto anche data rate) ci si riferisce al numero di trasferimenti di dati che un singolo banco di memoria può gestire nell'unità di tempo (l'unità di misura è il tps, acronimo di "trasferimenti per secondo"). La gestione logica dei trasferimenti è affidata al clock delle RAM, che stabilisce la frequenza con la quale i condensatori debbano essere ricaricati (e quindi i dati trasferiti da una cella di memoria all'altra). In un banco di RAM di vecchia generazione caratterizzato da un clock di 100 kilohertz, ad esempio, i condensatori sono ricaricati 100mila volte ogni secondo e i dati trasferiti un numero uguale di volte (100mila cicli di clock). Nei banchi di memoria DDR3 e DDR4 (dove DDR è acronimo di double data rate, ovvero "doppia frequenza di trasferimento dati", mentre il numero indica la generazione di sviluppo cui il banco appartiene, più grande il numero più moderna la generazione) il sistema ha la possibilità di sfruttare simultaneamente due canali per il trasferimento dei dati: ciò permette di raddoppiare il transfer rate e una memoria RAM con clock di 100 kHz potrà compiere fino a 200mila trasferimenti per secondo.

 

Particolare di memoria RAM

 

Il CAS Latency (abbreviato in CL), invece, indica il numero di cicli di clock che intercorrono tra il momento in cui il controller della RAM chiede di accedere ai dati contenuti in una o più celle di memoria e il momento in cui i dati sono disponibili per essere trasferiti alla CPU. Si tratta, dunque, del tempo necessario per far viaggiare le informazioni dal condensatore al pin di comunicazione del modulo RAM. Volendo fare un parallelo, il CAS Latency può essere paragonato al tempo che un magazziniere impiega per consegnare un oggetto nel magazzino, quindi l'intervallo temporale tra il momento in cui riceve la richiesta e il momento in cui riesce a esaudirla. Nel caso si abbia una memoria DRAM con CAS Latency 9 o 10, ciò vorrà dire che saranno necessari 9 o 10 cicli di clock affinché i dati completino il loro tragitto.

In un computer prestazionale, sarà necessario montare dei banchi di memoria DRAM che abbiano un transfer rate elevato e un CL ridotto. Bisogna però fare attenzione: un banco di memoria DDR3-2400 CAS 12 (capace di 2,4 miliardi di trasferimenti al secondo con una latenza di 12 cicli di clock) ha le stesse prestazioni di un modulo DDR3-1600 CAS 8 (capace di soli 1,6 miliardi di trasferimenti al secondo ma con una latenza di 8 cicli). E' necessario, dunque, trovare un banco di RAM con una buona combinazione di entrambi i parametri.

 

i pin di contatto della RAM

 

Come aumentare la velocità delle RAM

Può capitare, però, che le frequenze di lavoro effettive dei moduli DRAM siano differenti rispetto a quelle pubblicizzate sulla confezione della RAM e, nonostante si sia acquistato un nuovo banco ad alte prestazioni, non si notino grosse differenze rispetto a modelli precedenti. La responsabilità, in questo caso, è da ricercarsi nelle impostazioni della scheda madre: i produttori di motherboard, infatti, solitamente limitano le specifiche delle memorie RAM così da ridurre i consumi energetici ed evitare problemi di altra natura (come, ad esempio, il surriscaldamento del sistema informatico).

 

 

L'utente, comunque, può decidere di intervenire su tali limitazioni per avere a disposizione tutta la potenza di trasferimento dei propri banchi di memoria. Questo intervento è noto come overclocking delle RAM e, per attuarlo, è necessario accedere al BIOS della scheda madre e cercare tra le impostazioni quelle relative alla memoria in uso: utilizzando una utility come CPU-Z è possibile conoscere quali sono le impostazioni di partenza e di quanto è possibile modificarle. Si tratta di un'operazione non priva di rischi: nel caso si sbagli nell'impostare qualche parametro, si potrebbe mandare in corto circuito il computer oppure danneggiare irreparabilmente qualche componente.

Poca confusione

Nel caso in cui si decida di fare un upgrade del sistema aggiungendo banchi di memoria DRAM a quelli esistenti bisogna fare molta attenzione: non è detto che la soluzione dia i risultati sperati e permetta di migliorare le prestazioni del computer.

 

Due banchi di DRAM

 

Bisogna dire, innanzitutto, che la memoria DDR3 e la memoria DDR4 hanno stessa forma ma diversa disposizione dei pin di connessione: ciò implica che una scheda madre compatibile con memorie DDR4 potrebbe non essere compatibile con moduli DDR3 e viceversa. Prima di acquistare un banco di memoria della terza o quarta generazione di DRAM DDR, dunque, bisogna controllare sul manuale di istruzioni o sul sito del produttore quali moduli la nostra scheda madre sia in grado di alloggiare.

Verificata la compatibilità della scheda madre, bisogna accertarsi della compatibilità dei diversi moduli. Se, ad esempio, si decide di aggiungere dei moduli di memoria a quelli già esistenti, bisogna verificare che abbiano la stessa frequenza di aggiornamento (transfer rate o data rate che dir si voglia). Moduli con transfer rate differenti, infatti, finiranno per lavorare alla frequenza del modulo più lento: una DRAM DDR3-1600 e una DRAM DDR3-2400, ad esempio, gestiranno al massimo 1,6 miliardi di trasferimenti al secondo ognuna. In caso di upgrade, dunque, è consigliabile rimpiazzare completamente i nostri banchi di RAM piuttosto che aggiungerla a quella esistente (a meno che, ovviamente, non si abbia l'accortezza di aggiungere esattamente la stessa tipologia di memoria già impiegata).

 

RAM

 

Sistema equilibrato

Quando si decide di cambiare RAM, però, bisogna fare attenzione anche al processore montato dal proprio sistema informatico. Anche se la motherboard dovesse supportare memoria DRAM DDR4-3200, infatti, non necessariamente si riuscirà a sfruttare a pieno la potenza della nuova memoria di lavoro. Se la CPU è di una o due generazioni informatiche precedenti rispetto al nuovo banco di memoria, infatti, è probabile che non sia in grado di gestire un carico di lavoro così importante e finisca per sottoutilizzare le capacità della nostra RAM di ultimo modello.

 

Particolare banco memoria RAM

 

Anche se molti credono che 8 gigabyte di memoria RAM siano più che sufficienti, alcune fasce di utenti potrebbero scoprire (con non poca sorpresa) che aumentando ulteriormente la dotazione di memoria di lavoro del proprio sistema informatico si otterranno incrementi prestazionali anche molto sensibili. Capire il perché, d'altronde, è molto semplice: una RAM più capiente vuol dire meno ricorso alla memoria virtuale. Il sistema, dunque, subirà meno rallentamenti e, in caso di applicativi molto pesanti da gestire, si otterranno miglioramenti tutt'altro che indifferenti.

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TAGS: #ram #cpu #informatica

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