Memoria RAM – Todo lo que debes saber

La memoria RAM es uno de los componentes principales de nuestro PC junto a la CPU y la placa base, ambos muy bien explicados por nosotros en sus correspondientes artículos. En esta ocasión haremos lo propio con los módulos de memoria RAM, no solo se trata de los GB que queremos, sino también de qué velocidad soporta la placa, cuáles son más compatibles o cuales son las principales características que debemos conocer. Todo esto lo veremos en el artículo que sigue, así que ¡comencemos!

Al final, os dejaremos un guía con las memorias RAM más recomendables del panorama actual para no alargar demasiado el artículo.

¿Cuál es la función de la memoria RAM en un PC?

La memoria RAM (Random Access Memory) es el almacenamiento en donde se cargan todas las instrucciones y tareas que componen los programas y de los que hará uso el procesador. Es un almacenamiento de acceso aleatorio porque es posible leer o escribir un dato en cualquier posición de memoria que haya disponible, si un orden prefijado por el sistema. La memoria RAM coge la información directamente desde el almacenamiento principal, los discos duros, los cuales son mucho más lentos que ella, evitando así cuellos de botella en la trasferencia de datos a la CPU.

La memoria RAM actual es de tipo DRAM o Dynamic RAM debido a que necesita una señal de tensión para que los datos en ella almacenados no se vayan. Cuando apagamos el PC y no hay alimentación, todo lo que en ella había almacenado se borrará.  Estas memorias son las más baratas de fabricar almacenando un bit de información por cada transistor y condensador (celda).

Existe otro tipo de memoria, la SRAM o Static RAM que no necesita refresco, ya que el bit de información permanece guardado aún sin alimentación. Es más cara de fabricar y requiere más espacio, por lo que son de menor tamaño, por ejemplo, la memoria caché de la CPU. Otra variante estática son las memorias de los SSD, aunque usan puertas NAND, más baratas pero mucho más lentas que las SRAM de la caché.

Breve repaso a la historia

Daremos un muy breve repaso a la evolución de la memoria RAM hasta llegar a la actual generación las de tipo DDR o Double Data Rate.

Memoria RAM de Núcleo Magnético

Todo comienza alrededor de 1949, con unas memorias que usaban un núcleo magnético para almacenar cada bit. Este núcleo no era más que un toroide de unos milímetros, pero enorme comparado con los circuitos integrados, así que eran de muy poca capacidad. En 1969 se comenzando a usar los semiconductores (los transistores) basados en silicio, así Intel creó una memoria RAM de 1024 bytes que fue la primera en comercializarse. A partir de 1973 la tecnología avanzó y así la capacidad de las memorias, haciendo necesario el uso de ranuras de expansión para la instalación modular de memorias de tipo SIPP y posteriormente SIMM.

Las siguientes memorias fueron las FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) en 1990 y para los primeros Intel 486 con velocidades de 66 MHz a unos 60 ns. Su diseño consistía en ser capaz de enviar una sola dirección y a cambio recibir varias de estas consecutivas.

BEDO RAM

Tras ellas, aparecieron las EDO-RAM (Extended Data Output RAM) y las BEDO-RAM (Burst Extended…). Las primeras, eran capaces de recibir y enviar datos de datos, llegando así a los 320 MB/s siendo usadas por los Pentium MMX y AMD K6. Las segundas, eran capaces de acceder a varias posiciones de memoria para enviar ráfagas de datos (Burt) en cada ciclo de reloj al procesador, aunque no llegaron a ser comercializadas.

Así llegamos hasta la era de las memorias SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) siendo memorias sincronizadas con un reloj interno para leer y escribir los datos. Alcanzaron los 1200 MHz con las famosas Rambus (RD-RAM). Tras ellas, aparecieron las SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM) siendo las antecesoras de las actuales DDR. Estas memorias se conectaban directamente el reloj del sistema para que, en cada ciclo de reloj fueran capaces de leer y escribir un dato a la vez.

Evolución a las DDR

DDR o Double Data Rate es la tecnología actual de las memorias RAM, sucediéndose en 4 generaciones en función de su velocidad y encapsulado. Con ellas se comenzó a utilizar el encapsulado DIMM disponiendo de no una, sino de dos operaciones de datos simultáneas en un mismo ciclo de reloj, duplicando así el rendimiento.

DDR

Las primeras versiones DDR llegaron a dar unas velocidades de trasferencia desde 200 MHz a 400 MHz. Usaban encapsulado DIMM de 182 contactos a 2,5 V. Es importante diferenciar bien entre frecuencia de bus y frecuencia de trasferencia (E/S), ya que al trabajar con dos datos a la vez la frecuencia de trasferencia es el doble que la frecuencia del bus. Por ejemplo: una DDR-400 tiene un bus de 200 MHz y una trasferencia de 400 MHz.

DDR2, DDR3 y DDR4

Con las DDR2 se doblaron los bits trasferidos en cada operación de 2 a 4 de forma simultánea, por lo que la frecuencia de transferencia también se duplicó. En encapsulado DIMM pasó a tener 240 contactos a 1,8V. Las DDR-1200 fueron las más rápidas, con una frecuencia de reloj de 300 MHz, frecuencia de bus a 600 MHz y velocidad de trasferencia de 1200 MHz.

La 3ª y 4ª generación, simplemente han sido mejoras respecto a la anterior, con menos voltaje y mayor frecuencia al disminuir el tamaño de los transistores. Al subir la frecuencia, también se sube la latencia, aunque ha sido memorias más rápidas. Las DDR3 mantenían un DIMM de 240 pines a 1,5 V, aunque no compatible con las DDR2, mientras que las DDR4 subieron a 288 pines a 1,35V llegando actualmente hasta los 4800 o 5000 MHz de transferencia.

En los siguientes apartados nos centraremos mucho mejor en las DDR4, las que actualmente utilizando los equipos de consumo doméstico y servidores.

Tipos de interfaz más utilizados y dónde encontrarlos

Ya tenemos una buena idea de las memorias RAM que han circulado por los ordenadores a lo largo de la historia, así que vamos a centrarnos en las memorias actuales y ver qué tipos de encapsulado podemos encontrar en los distintos equipos.

El encapsulado tipo DIMM (Dual In-Line Memory Module) es el usado actualmente, compuesto por una doble línea de pines de contacto de cobre directamente pegados en la doble cara del filo de la PCB de la memoria.

Memoria RAM DIMM (equipos de escritorio)

Este tipo de encapsulado se utiliza siempre en las placas base orientadas a equipos de escritorio. El encapsulado cuenta con 288 contactos para las DDR4 y 240 para las DDR3. En la zona central, escorado a un lado, tenemos un troquel para asegurar la correcta colocación de la memoria en la ranura vertical disponible en la placa. Los voltajes de funcionamiento van desde los 1,2 V hasta los 1,45 V da las máximas frecuencias.

Memoria RAM SO-DIMM (equipos portátiles)

Esta es la versión compacta del contacto dual anterior. En las versiones actuales de DDR4 encontramos 260 contactos en ranuras que están colocadas de forma horizontal en lugar de vertical. Por ello, este tipo de ranuras se utilizando sobre todo en ordenadores portátiles y también en servidores, con memorias DDR4L y DDR4U. Estas memorias suelen trabajar a 1,2V para mejorar el consumo respecto a los equipos de escritorio.

Memoria RAM soldadas en placa

Directindustry

Por otro lado, tenemos los chips de memoria que directamente está soldados en placa , un método similar a los sockets BGA de los procesadores para portátiles. Este método se utiliza en equipos especialmente pequeños como HTPC o Smartphones con memorias de tipo LPDDR4 con consumos de tan solo 1,1 V y frecuencias de 2133 MHz

Esto también ocurre en el caso de las memorias RAM, las cuales utilizan actualmente chip GDDR5 y GDDR6, superiores en velocidad a los DDR4 y que van directamente soldados a la PCB.

Características técnicas que debemos conocer de la memoria RAM

Tras ver cómo y dónde va conectada, veamos las principales características a tener en cuenta de la memoria RAM. Todos estos factores vendrán en la ficha técnica del módulo que compremos e influirá en el rendimiento del mismo.

Arquitectura

La arquitectura podemos decir que es la forma en la que las memorias se comunican con los diferentes elementos a los que están conectadas, evidentemente la CPU. Actualmente tenemos la arquitectura DDR en su versión 4, la cual es capaz de escribir y leer cuatro celdas de información en dos operaciones simultáneas en cada ciclo de reloj.

El hecho de tener transistores y condensadores más pequeños facilita el poder trabajar a menores voltajes y mayores velocidades, con un ahorro de energía de hasta el 40% respecto a las DDR3. También se ha mejorado el ancho de banda en un 50%, alcanzado velocidades de hasta 5000 MHz. En este sentido no vamos a tener dudas, la memoria a comprar será siempre DDR4.

Capacidad

Esta es la pinta que tiene 1 TB de RAM

Estas memorias DDR4 cuentan con transistores más pequeños en el interior de los bancos de memoria, y, en consecuencia, mayor densidad de celdas. En un mismo módulo seremos capaces de tener hasta 32 GB actualmente. Mientras mayor capacidad, más programas podrán estar cargados en la memoria, teniendo que acceder menos al disco duro.

Tanto los procesadores AMD como Intel actuales soportan un máximo de 128 GB limitados por la capacidad de la placa base y sus ranuras. De hecho fabricantes como G-Skill están empezando a comercializar kits de 256 GB conectados a 8 slots de expansión para las placas de servidores y gama entusiasta de nueva generación. En todo caso, 16 o 32 GB es la tónica hoy día para equipos domésticos y gaming.

Velocidad

Cuando hablamos de velocidad en las memorias actuales debemos diferenciar tres medidas diferentes.

  • Frecuencia de reloj: que será a la velocidad de refresco de los bancos de memoria.
  • Frecuencia de bus: actualmente es el cuádruple de la frecuencia de reloj, ya que las DDR4 trabajan con 4 bits en cada ciclo de reloj. Esta velocidad es la que se refleja en programas como CPU-Z en “DRAM Frequency”.
  • Velocidad de trasferencia: es la velocidad efectiva que alcanza los datos y transacciones, que en las DDR será el doble por tener un doble bus. Esta medida le da el nombre a los módulos, por ejemplo PC4-2400 o PC4600.

E aquí un ejemplo: una memoria PC4-3600 tiene una velocidad de reloj de 450 MHz, mientras que su bus trabaja a 1800 MHz dando como resultado una velocidad de 3600 MHz.

Cuando en las prestaciones de una placa base o RAM se habla de velocidad, siempre nos referimos a la velocidad de transferencia.

Latencia

La latencia es el tiempo que tarda la memoria RAM en atender una petición hecha por la CPU. Mientras más frecuencia, más latencia habrá, aunque la velocidad siempre hará que sean módulos más rápidos a pesar de tener mayor latencia. Los valores se miden en ciclos de reloj o clocks.

Las latencias se representan de la forma X-X-X-XX. Veamos lo que significa cada número con un ejemplo típico, una DDR4 a 3600 MHz con CL 17-17-17-36:

Campo Descripción
CAS Latency (CL)Son los ciclos de reloj desde que se envía una dirección de columna a la memoria y el inicio de los datos que están almacenados en la misma. Es el tiempo que se tarda en leer el primer bit de memoria de una RAM con la fila correcta ya abierta.
RAS to CAS Delay (tRCD)El número de ciclos de reloj necesarios desde que se abre una fila de memoria y se accede a las columnas de su interior. El tiempo para leer el primer bit de una memoria sin una fila activa es CL+TRCD.
RAS Precharge Time (tRP)El número de ciclos de reloj necesarios desde el envío de un comando de precarga y la apertura de la siguiente fila. El tiempo para leer el primer bit de una memoria si está abierta una fila distinta es CL+TRCD+TRP
Row Active Time (tRAS)El número de ciclos de reloj necesarios entre un comando de activación de fila y el envío del comando de precarga. Este es el tiempo necesario para refrescar internamente una fila, solapándose con TRCD. En módulos SDRAM (Syncronous Dynamic RAM, lo habitual) este valor es simplemente CL+TRCD. En otro caso, es aproximadamente igual a (2 * CL)+TRCD.

Estos registros se pueden tocar en la BIOS, aunque no es nada recomendable modificar los valores de fábrica porque la integridad del módulo y los chips se verá afectada. En el caso de los Ryzen, hay un programa bastante útil llamado RAM Calculator que nos dice la mejor configuración en función del módulo que tengamos.

Voltaje

El voltaje simplemente es el valor de tensión a la que el módulo de memoria RAM trabaja. Como ocurre en los otros componentes electrónicos, mientras más alta sea la velocidad, más voltaje se necesitará para alcanzar la frecuencia.

Un módulo DDR4 a frecuencia base (2133 MHz) trabaja a 1,2V, pero si overclockeamos con perfiles JEDEC, tendremos que subir este voltaje hasta los 1,35-1,36 V aproximadamente.

ECC y Non-ECC

Estos términos aparecen con frecuencia en las especificaciones de la memoria RAM y también en la placa base. ECC (Error Correcting Code) o Código de Corrección de Errores en español, es un sistema por el cual la RAM tiene un bit extra de información en las trasferencias para detectar errores entre los datos transferidos de memoria y procesador.

Mientras mayor sea la velocidad, más susceptible será un sistema de tener errores, y por esto existen las memorias ECC y Non-ECC. Sin embargo, nosotros usaremos siempre en nuestros PC domésticos las de tipo Non-ECC, es decir, sin corrección de errores. Las otras, están destinadas a equipos como servidores y ámbito profesional en donde se puedan corregir los bits alterados sin perder datos en el funcionamiento. Solo los procesadores de la gama Pro de Intel y AMD y los de servidores admiten memorias ECC.

Bus de datos: Dual y Quad Channel

Memoria RAM img12

Para esta característica mejor hacemos un apartado independiente, ya que es una función muy importante en las memorias actuales y que influye muchísimo en el rendimiento de una memoria. Antes de nada, vamos a ver cuáles son los diferentes buses que una memoria RAM tiene para comunicaste con la CPU.

  • Bus de datos: línea por la que circula el contenido de las instrucciones que se procesarán en la CPU. Es de 64 bits en la actualidad.
  • Bus de direcciones: la petición de un dato se realiza a través de una dirección de memoria. Hay un bus específico para realizar estas peticiones e identificar dónde está almacenado el dato.
  • Bus de control: bus específico usado por señales de lectura, escritura, reloj y reseteo de la RAM.

La tecnología Dual Channel o Doble Canal lo que permite es el acceso simultáneo a dos módulos de memoria distintos. En lugar de tener un bus de datos de 64 bits, este se duplica a 128 bits para que a la CPU lleguen mayor cantidad de instrucciones. Los controladores de memorias integrados en la CPU (puente norte) disponen de esa capacidad mientras que los módulos estén conectados al DIMM del mismo color en la placa. De lo contrario trabajarán de forma independiente.

En las placas con chipset X399 de AMD y X299 de Intel se permite trabajar con hasta cuatro módulos en paralelo, es decir, Quad Channel, generando un bus de 256 bits. Para ello, dichas memorias deben de tener en sus especificaciones dicha capacidad.

El rendimiento es tan superior que, si elegimos tener 16 GB de RAM en nuestro PC, es mejor hacerlo con dos módulos de 8 GB a tener un solo módulo de 16 GB.

Overclocking y perfiles JEDEC

La memoria RAM como cualquier otro componente electrónico, es susceptible de ser overclockeado. Esto significa aumentar su frecuencia por encima de los límites a priori establecidos por el propio fabricante. Si bien es cierto que sta práctica está mucho más controlada y limitada de cara al usuario que por ejemplo tarjetas gráficas o procesadores.

De hecho, el overclocking de la memoria RAM se realiza de forma controlada ya desde su creación directamente por el fabricante a través de perfiles de frecuencia que podremos seleccionar desde la BIOS de nuestro ordenador. A esto le llamados perfiles JEDEC personalizados. JEDEC es un organismo que estableció las especificaciones básicas que deben cumplir los fabricantes de memorias RAM, tanto en frecuencias como en latencias.

Entonces a nivel de usuario lo que tenemos es una funcionalidad implementada en la BIOS de la placa base que nos permite seleccionar el perfil de funcionamiento máximo que admite la placa y las memorias. Mientras mayor frecuencia tenga el perfil, mayores serán las latencias y todo esto se almacena en el perfil para que al seleccionarlo nosotros, nos de un perfecto funcionamiento sin necesidad de tocar manualmente frecuencia o tiempos. En caso de que una placa no admita estos perfiles, configurará la frecuencia básica de la RAM, es decir, 2133 MHz en DDR4 o 1600 MHz en DDR3.

Por parte de Intel tenemos la tecnología llamada XMP (Extreme Memory Profiles), que es el sistema que hemos comentado de coger siempre el perfil de mayores prestaciones de la RAM que hayamos instalado. El de AMD se denomina DOCP, y su función es exactamente la misma.

Saber cuál, cuánta y qué tipo de memoria RAM necesito

Tras ver las características y conceptos más relevantes de la memoria RAM, podría ser de mucha utilidad es saber identificar cuánta memoria RAM soporta nuestro y a qué velocidad podrá llegar ésta. Además, nos será útil para comprar el conocer qué memoria RAM tenemos actualmente instalada en nuestro equipo.

Si tenemos un HTPC la tarea no va a dar muchos frutos, ya que por lo general son equipos que admiten poca actualización de los módulos por estar soldados en placa. Esto lo tendríamos que mirar en las especificaciones del equipo en cuestión o directamente abrirlo y hacer una inspección ocular, lo cual no recomendamos por que perderemos la garantía.

En el caso de portátiles, hay una constante en casi todos los equipos: tenemos dos ranuras SO-DIMM que admitirán como máximo 32 o 64 GB de memoria RAM a 2666 MHz. La cuestión será saber si tenemos uno o dos módulos instalados en ella. Por parte de los equipos de escritorio, será algo más variable, aunque casi siempre tendremos 4 módulos DIMM que dependiente de la placa admitirá más o menos velocidad. La calve para saber lo que soporta nuestro PC será ver las especificaciones de la placa, mientras que conocer las características de la RAM que tenemos instaladas se reduce a instalar el software gratuito CPU-Z.

Aquí están los artículos que os interesan que todo lujo de detalles:

La compatibilidad: siempre un factor importante en la Memoria RAM

En ocasiones se vuelve un verdadero quebradero de cabeza encontrar la memoria RAM con mejor compatibilidad para nuestro ordenador. Esto más bien ocurría en las anteriores generaciones de procesadores, y más concretamente en los AMD Ryzen de 1ª generación, los cuales presentaban bastantes incompatibilidades.

En la actualidad, todavía existen memorias más adecuadas que otras para ciertas CPU, y esto se debe al tipo d chip utilizado. Por ejemplo, si hablamos de Quad Channel para los Ryzen, memorias ECC para los procesadores de la gama Pro, etc. En el caso de los procesadores Intel, prácticamente se van a comer la memoria que le pongamos, lo cual es algo muy bueno ya que marcas como Corsair, HyperX, T-Force o G.Skill asegurarán una compatibilidad óptima.

Para el caso de los AMD Ryzen de 2ª y 3ª generación tampoco vamos a tener mayores problemas, aunque es cierto que los módulos de Corsair o de G.Skill suelen ser la mayor apuesta para ellos, especialmente con los chips de Samsung. Concretamente la Serie Dominator del primero y la gama Trident del segundo. Siempre es bueno mirar las especificiones en la página oficial para saber esta información de antemano.

Tenemos un completo artículo en donde enseñamos paso a paso cómo identificar la compatibilidad entre todos los componentes de un PC.

Conclusión y guía de las mejores memoria RAM del mercado

Finalmente os dejamos con nuestra guía de memorias RAM, en donde recogemos los modelos más interesantes del mercado para Intel y AMD con sus especificaciones y demás. Si queréis comprar una memoria, esto es lo mejor que tenemos para que no os compliquéis la vida demasiado.

¿Qué memoria RAM usas tú y a qué velocidad? Si echas en falta alguna información importante sobre la memoria RAM déjanos un comentario para ir actualizando el artículo.

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