Che cos'è la RAM? - Una guida completa alla RAM

Tutti i moderni dispositivi digitali, compresi i PC, i computer portatili e i telefoni cellulari, eseguono tre operazioni fondamentali: input, elaborazione e output. A tal fine, ogni computer ha bisogno di memoria per immagazzinare dati e informazioni prima e dopo l'elaborazione. È in gioco l'esistenza della RAM (Random-Access Memory).

C'è un'altra ragione segreta per l'uso della RAM: le CPU operano a frequenze molto elevate, tra 3,2 e 5,5 GHz, mentre i dispositivi di archiviazione come i HDD (Hard Disk Drive) e le memorie USB operano a frequenze inferiori. Quando la CPU cerca di comunicare con questi dispositivi, questi si bruciano. Per questo motivo, viene utilizzato un dispositivo intermedio, la RAM, come mezzo per il trasferimento e la comunicazione dei dati.

1. Che cos'è la RAM?

La RAM è l'acronimo di Random-Access Memory (memoria ad accesso casuale) ed è la memoria principale di computer, laptop, telefoni cellulari e così via. È un dispositivo di memoria volatile che non solo memorizza i dati e le istruzioni del programma prima e dopo le operazioni di elaborazione e di I/O, ma funge anche da mezzo di comunicazione tra il processore e altri dispositivi.

Il termine volatile indica che il contenuto di una RAM viene cancellato non appena la batteria o l'alimentazione vengono interrotte. Probabilmente vi starete chiedendo cosa intendiamo per accesso casuale. Ciò significa semplicemente che è possibile accedere a qualsiasi parte della RAM in cui sono memorizzati dati o istruzioni utilizzando gli indirizzi, anziché leggere dall'inizio come nei dispositivi di memoria sequenziale. La RAM volatile viene generalmente chiamata DRAMS (Dynamic Random-Access Memory).

2. Qual è lo scopo della RAM

Sono molti i motivi per cui la RAM è un componente essenziale delle apparecchiature informatiche. Una delle funzioni principali della RAM è quella di memorizzare i file temporanei che facilitano l'esecuzione di varie applicazioni e programmi. Di seguito vengono illustrate alcune delle principali funzioni della RAM.

Caricamento del sistema operativo

Quando un computer portatile, un PC, un telefono cellulare o un altro dispositivo si avvia, il sistema operativo viene prima caricato nella RAM in modo che il dispositivo possa essere utilizzato tramite un'interfaccia grafica. I sistemi operativi si riferiscono a Windows, macOS, Android e iOS.

La RAM contiene quindi la maggior parte delle funzioni del sistema operativo, dei servizi e delle applicazioni (app) sempre necessarie. Il sistema operativo lascia la RAM solo quando il dispositivo è spento. Tuttavia, nel caso dei telefoni cellulari e dei server che funzionano continuamente, il sistema operativo rimane sempre nella RAM.

Canale di comunicazione tra processore e altri dispositivi

Poco tempo dopo furono sviluppati nuovi processori che dominarono il mercato per decenni. Con l'aumento della generazione del processore, aumenta anche la sua frequenza. Ad esempio, il più veloce processore di 12a generazione, il Core i9-12900KS, funziona a 5,5 GHz e ancora più velocemente in modalità Turbo.

I processori ad alta frequenza non possono comunicare con dispositivi a bassa frequenza collegati allo stesso dispositivo. Di conseguenza, gli apparecchi si bruciano. È qui che entra in gioco la memoria ad accesso casuale, che funge da mezzo di comunicazione.

Una parte obbligatoria del trattamento dei dati

I computer di ogni tipo e la maggior parte dei dispositivi digitali possono ricevere dati dagli utenti, elaborarli e fornire risultati e informazioni. Questo processo viene anche definito "Elaborazione dei dati". È la RAM che contiene sia i dati che la CPU (Central Processing Unit) deve elaborare sia i risultati da memorizzare.

Ad esempio, se si desidera sommare due numeri, 23 e 7, utilizzando una calcolatrice, questi numeri vengono prima memorizzati nella RAM utilizzando le variabili. L'ALU (Unità Aritmetica e Logica) dell'unità centrale di elaborazione somma quindi questi numeri. Infine, i risultati vengono memorizzati nella RAM e possono essere visualizzati su uno schermo, memorizzati su un SSD o stampati su una stampante.

Memorizzazione delle richieste e dei risultati di I/O

La RAM è un modulo di memoria che memorizza le richieste di input/output e i risultati di output. Ad esempio, quando si gioca a un videogioco, si alimentano costantemente le informazioni attraverso un joystick, un mouse o una tastiera. Questi input vengono memorizzati nella RAM e il processore può comprenderli e operare di conseguenza. Anche le risposte a questi ingressi vengono memorizzate nella RAM e possono essere utilizzate quando necessario.

Trattenere le istruzioni di programma e le richieste di interruzione

Un programma è definito come un insieme di istruzioni appartenenti al software di sistema o al software applicativo (alias app). Di conseguenza, le nostre apparecchiature IT possono funzionare più velocemente senza disturbare il processore a ogni richiesta.

Ad esempio, quando si avvia un elaboratore di testi, viene allocata una certa quantità di RAM. Anche le istruzioni del programma che controllano gli errori ortografici e grammaticali vengono caricate nella RAM. Allo stesso modo, quasi tutti i tipi di interrupt, come il riavvio di un PC o di un portatile, vengono gestiti nella RAM.

Esecuzione simultanea di applicazioni

I computer più vecchi non erano così veloci come quelli moderni. Il merito è del sistema operativo e della sua tecnologia di schedulazione, nonché della memoria ad accesso casuale. I computer di oggi hanno diverse RAM più grandi, ognuna delle quali può contenere diverse applicazioni contemporaneamente. L'esecuzione di queste applicazioni viene quindi programmata in un certo ordine, in modo che tutti i software possano essere eseguiti.

Ad esempio, se un montatore video è incaricato di montare un video di altissima qualità, utilizzerà contemporaneamente diverse applicazioni, tra cui un editor video, un visualizzatore di immagini e un software di monitoraggio della scheda grafica. Allo stesso tempo, è possibile aprire browser web, applicazioni di archiviazione e sincronizzazione online.

3. Come funziona la RAM?

Esistono due tipi di RAM: la memoria dinamica ad accesso casuale (DRAM) e la memoria statica ad accesso casuale (SRAM). La maggior parte della RAM utilizzata nei PC e nei portatili è DRAM. Pertanto, spiegheremo il funzionamento della DRAM con un linguaggio molto semplice e di facile comprensione, in modo da chiarire il concetto di RAM:

Prima di vedere come funziona la RAM, è necessario comprendere un componente elettronico molto importante: il condensatore. I condensatori sono l'elemento base delle DRAM. I condensatori sono componenti passivi in grado di immagazzinare carica sotto forma di campo elettrico.

Il condensatore utilizzato nei circuiti digitali RAM ha due terminali, uno positivo e l'altro negativo. Questi terminali possono essere utilizzati per caricare o scaricare i condensatori. I computer possono comprendere i linguaggi binari solo a un livello molto basso. Pertanto, un condensatore carico rappresenta un 1 logico e un condensatore scarico rappresenta uno 0 logico. I condensatori sono chiamati celle di memoria perché memorizzano dati digitali.

Ora le memorie ad accesso casuale sono costituite da milioni di condensatori e da meccanismi circuitali per caricarli e scaricarli. Potreste aver Rinfrescato il vostro PC o laptop diverse volte, ma sapevate che il refresh in realtà ricarica i condensatori che hanno gradualmente perso il loro campo elettrico? Sì, questo è un inconveniente della RAM, ma non preoccupatevi, i computer hanno circuiti che aggiornano automaticamente la RAM.

Ci sono bus di indirizzo, dati e controllo collegati alla RAM e a tutti gli altri componenti come CPU, SSD, tastiera, mouse, ecc. Tramite questi bus, i dati e le istruzioni passano dalla RAM a questi dispositivi e viceversa. La RAM ha un indirizzo per ogni blocco per la memorizzazione dei dati e i dati e le istruzioni possono essere memorizzati e recuperati direttamente da questo indirizzo. Per questo motivo la memoria ad accesso casuale viene chiamata RAM.

Quando si sommano i numeri 7 e 3 con un'applicazione di calcolo al computer, i numeri devono essere prima inseriti con la tastiera. I valori binari di 7 e 3 sono 00000111 e 0000000011, quindi il condensatore in questione viene caricato e scaricato in questo modo. La CPU calcola quindi il risultato (10 o 00001010) e lo rimanda alla RAM per il controllo da parte dell'applicazione di calcolo.

4. Diversi tipi di RAM: DRAM vs SRAM

Esistono due tipi principali di RAM, illustrati di seguito:

Che cos'è la RAM?

La DRAM è una memoria ad accesso casuale economica e comunemente utilizzata; DRAM è l'acronimo di Dynamic Random-Access Memory. Gli elementi di base di una DRAM sono i condensatori. Questi condensatori vengono utilizzati come celle di memoria caricandoli e scaricandoli. A questo scopo, i transistor sono solitamente collegati a un condensatore.

Le DRAM sono volatili e il loro contenuto viene perso quando il dispositivo viene spento. Un condensatore è un componente elettronico con due terminali che può contenere un potenziale sotto forma di campo elettrico. Un condensatore carico rappresenta un 1 logico e un condensatore scarico rappresenta uno 0 logico. La DRAM memorizza le istruzioni in un linguaggio binario di livello molto basso.

Le DRAM sono chiamate dinamiche perché iniziano a scaricarsi nel tempo, un inconveniente dell'uso di condensatori come celle di memoria. Per conservare il contenuto della DRAM, questi condensatori vengono caricati più volte. Questo fenomeno fa di questo tipo di RAM una RAM dinamica o attiva. Se non si rinfrescare il computer, esistono dei circuiti di aggiornamento che svolgono automaticamente questo compito.

Vantaggi e svantaggi della DRAM

Che cos'è la RAM?

SRAM è l'acronimo di Static Random-Access Memory (memoria statica ad accesso casuale), un altro tipo di RAM comunemente utilizzato ma costoso; gli elementi di base della SRAM sono chiamati latches o flip-flop. Queste serrature sono costituite da porte logiche che possono memorizzare dati binari. Ogni latch può memorizzare uno 0 o un 1 logico.

La SRAM è anche una memoria volatile, il cui contenuto viene perso quando viene tolta l'alimentazione. Queste RAM sono chiamate statiche perché le celle di memoria di base delle SRAM non devono essere caricate ripetutamente come nelle DRAM; le DRAM sono più costose da produrre rispetto alle SRAM e le loro prestazioni sono superiori.

5. Di quanta RAM ho bisogno?

I requisiti di RAM per computer, laptop e telefoni cellulari variano da utente a utente. Gli utenti che svolgono attività semplici come la creazione di presentazioni, la lettura e la scrittura, la visione di film, ecc. non hanno bisogno di più di 4 GB di RAM. Tuttavia, alcuni utenti estremi potrebbero richiedere più RAM per soddisfare le loro esigenze:

RAM per videogiocatori e appassionati di vapore

I giocatori di videogiochi e di live streaming utilizzano connessioni Internet più veloci e una maggiore quantità di RAM per giocare e trasmettere senza problemi. I giocatori di Minecraft hanno bisogno di più di 4 GB di RAM, quelli di GTA-V di almeno 16 GB e quelli di PUBG di più di 8 GB. In media, 10-12 GB di RAM sono sufficienti per giocare a tutti i giochi attuali.

RAM per artisti e renderizzatori 3D

La maggior parte degli artisti 3D utilizza Blender e Maya 3D per renderizzare le proprie opere d'arte. Questo tipo di software richiede almeno 8 GB di RAM, ma si consiglia di installarne 2-4 GB in più, poiché anche il sistema operativo e i risultati temporanei vengono memorizzati nella RAM. Il resto è riservato alla VRAM delle schede grafiche con GPU.

RAM per editor e renderizzatori video

I montatori cinematografici, in particolare quelli che fondono personaggi e scene 3D con il video, hanno bisogno di una quantità di RAM compresa tra 16 e 32 GB. Ciò dipende dal software e dalla scheda grafica utilizzata. Dipende anche dalla presenza di più applicazioni aperte su più monitor. Per le piccole imprese, 32 GB di RAM sono sufficienti.

RAM per sviluppatori di giochi

Unity e Unreal Engine sono i migliori motori per la costruzione di giochi 3D, ma questo tipo di software è abbondante. Per gli sviluppatori di giochi 2D, 8 GB di RAM sono sufficienti, ma per lo sviluppo di giochi 3D dipende dal gioco stesso. Se il gioco è a basso contenuto di poligoni, allora 8 GB di RAM sono sufficienti. Se il gioco è di qualità media e presenta un mix di texture a bassa polifunzionalità e di alta qualità, 12 GB di RAM sono sufficienti. Lo sviluppo di giochi realistici richiede almeno 16 GB di RAM.

6. Qual è la differenza tra RAM, ROM e memoria generale?

Questi tre elementi sono solitamente installati all'interno di computer, laptop, telefoni cellulari e altri dispositivi intelligenti:

RAM

La RAM (Random-Access Memory) è una memoria volatile, il cui contenuto viene automaticamente cancellato quando si spegne l'alimentazione dell'apparecchiatura installata. La memoria ad accesso casuale (RAM) memorizza dati e istruzioni di programma che consentono all'unità di elaborazione centrale (CPU) di eseguire operazioni di elaborazione. Inoltre, memorizza i risultati di queste operazioni, che sono temporanei e vengono eliminati una volta terminato il lavoro.

Vantaggi e svantaggi della RAM

ROM

ROM (Read Only Memory) è una memoria il cui contenuto può essere solo visualizzato o letto, come il CD-ROM (Compact Disc ROM). Tuttavia, esistono anche tipi di ROM, come le EEPROM, in cui è possibile cancellare il contenuto precedente e scriverne di nuovo; le ROM sono memorie non volatili e i dati e i programmi vengono memorizzati internamente in modo permanente, anche se la ROM non è collegata all'alimentazione. Per saperne di piùChe cos'è la ROM.

Magazzino generale

La memoria è presente nella maggior parte dei dispositivi per memorizzare i dati in modo permanente. Questa caratteristica dello stoccaggio è nota anche come non volatilità. I principali dispositivi di archiviazione includono HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), moduli M2, unità flash USB, ecc.

Mercato e tendenze della RAM

La maggior parte delle aziende, dai produttori di computer a quelli di telefoni cellulari, produce i propri chip RAM per ridurre i costi esterni. Queste aziende sono diffuse in tutto il mondo e forniscono servizi agli utenti finali. Esiste un elenco di produttori che sviluppano RAM. Offriamo solo i migliori produttori:

Tuttavia, non è l'azienda produttrice di RAM a rendere un computer più veloce, ma la quantità totale di RAM presente nel computer. Maggiore è la RAM, più veloce è il dispositivo e minore è la RAM, più lento è l'hardware.

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