Especificaciones técnicas de la memoria RAM

Rafa Morales 18 Mayo 2019
9min
0
Memoria RAM - via https://www.freepik.es/fotos-vectores-gratis/personas

Estas son algunas de las características que tendremos que tener en cuenta a la hora de comparar o adquirir un módulo de memoria RAM para nuestro equipo microinformático.

 

Tecnología

Indica la tecnología de la memoria RAM (leer más): SDRAM, DDR, DDR2...

 

Capacidad

Indica la cantidad de datos que es capaz de almacenar, en MB o GB.

 

Velocidad de transferencia y frecuencia

La velocidad de transferencia indica las operaciones (lecturas y escrituras) que puede realizar la memoria en un segundo. Se mide en MT/s (millones de transferencias por segundo). Por ejemplo, DDR4 2666, indica que esa memoria realiza 2666 MT/s.

La velocidad de transferencia está relacionada con la frecuencia (que se mide en Hz), ya que cada transferencia se realiza en función del reloj.

  • En memorias SDRAM la velocidad de transferencia es la misma que la frecuencia, ya que en cada cambio de reloj sólo se realiza una transferencia, por ejemplo, SDRAM 1333 indica que esa memoria realiza 1333 MT/s y 1333 MHz.

  • En memorias DDR SDRAM la velocidad de transferencia es el doble que la frecuencia, ya que en cada cambio de reloj se realizan dos transferencias, al subir y al bajar el reloj, por ejemplo, DDR4 2666 indica que esa memoria realiza 2666 MT/s y 1333 MHz.

Podemos hablar de diferentes velocidades en un mismo módulo de memoria RAM:

  • Velocidad JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) es la velocidad oficial más baja y operativa a la que puede trabajar la memoria según un estándar de la industria, de tal manera que se garantiza la interoperabilidad entre distintos fabricantes y sistemas. Esta velocidad se establece en el chip SPD.
  • Velocidad SPD (SPD speed): es la velocidad más baja y predeterminada a la que puede trabajar la memoria y así garantizar la compatibilidad con el sistema sin necesidad de configurar nada. Esta velocidad se establece en el chip SPD y no tiene que coincidir con la velocidad JEDEC.
  • Velocidad certificada (tested speed): es la velocidad estándar a la que puede trabajar la memoria de manera estable y sin errores bajo las condiciones especificadas por el fabricante.
  • Velocidad OC (OverClock speed): es la velocidad máxima a la que puede trabajar la memoria por encima de su velocidad de funcionamiento certificada, siendo garantizada por el fabricante en muchas ocasiones, a través del uso de perfiles específicos de overclock como son XMP, DOCP o EXPO (de los que hablaremos más adelante).

La velocidad que nos va a indicar el fabricante en sus especificaciones hace referencia a la velocidad certificada.

 

Transferencia de datos

La transferencia de datos, tasa de transferencia o ancho de banda indica el número de MB/s que es capaz de transmitir la memoria RAM al microprocesador. Viene indicado de la siguiente manera, por ejemplo, PC4-12800:

  • El número después de PC indica la tecnología de la memoria (PC es DDR, PC2 es DDR2, PC3 es DDR3, PC4 es DDR4 y PC5 es DDR5). En este ejemplo DDR4.

  • El siguiente número es la transferencia de datos en MB/s. En este ejemplo 12.800 MB/s.

A partir de la velocidad de transferencia podremos calcular la transferencia de datos si no viene indicada en las especificaciones con la siguiente fórmula:

Velocidad de transferencia (MT/s) x Ancho de palabra (Bytes)

Por ejemplo, para la memoria DDR4 1600 si el sistema trabaja con un ancho de palabra de 64 bits (que serían 64 bits / 8 = 8 Bytes): 

  • 1600 MT/s x 8 Bytes = 12.800 MB/s.

Por tanto, la memoria del ejemplo vendrá indicada de la siguiente manera DD4 1600 PC4-12800.

 

Timings (Latencias)

Los timings (Memory timings o RAM timings) o latencias (latency) marcan los ciclos de reloj que la memoria tarda en realizar sus operaciones. Conocer estos valores nos permitirán comparar las prestaciones de las memorias entre sí. Cuanto menores sean estos valores mejores prestaciones va a tener la memoria.

Los timings van a venir dados mediante estos principales valores, aunque existen algunos más:

  • CAS Latency (CL / tCL / tCAS): Indica el número de ciclos de reloj que la memoria necesita desde que se envía una señal CAS (seleccionar columna) hasta que el dato es dado al microprocesador. Es el timing más importante, muchas veces los fabricantes en sus especificaciones no nombran ninguno más.

  • RAS to CAS Delay (tRCD): Indica el número de ciclos de reloj mínimo entre una señal RAS (seleccionar fila) y una señal CAS (seleccionar columna). Este número de ciclos dependerá de si ya está abierta o no la fila previamente.

  • RAS Precharge (tRP): Indica el número de ciclos de reloj entre la señal PRECHARGE (desactivar la fila) y la siguiente señal RAS (seleccionar fila).

  • Row Active (tRAS): Indica el número de ciclos de reloj entre la señal ACTIVE (activar la fila) y la señal PRECHARGE (desactivar la fila).

  • Command Rate (CR o CMD): Indica el número de ciclos de reloj entre que el banco de memoria es activado mediante la señal CS (Chip Select) hasta que cualquier comando puede ser ejecutado. Este parámetro lleva la letra T o N y sus posibles valores son 1T/1N o 2T/2N, que indican un ciclo o dos ciclos respectivamente. 1T es más rápido que 2T, pero a la vez menos estable. Si esta valor no es dado debemos sobreentender que se trata de 2T.

Existe otro timing que a veces podemos encontrar, pero en realidad es la suma de los timings anteriores:

  • Row Cycle (tRC): Indica el número de ciclos de reloj entre la señal ACTIVE (activar la fila) y la señal RAS (seleccionar fila), es decir, el tiempo entre que se activa la fila y vuelve a estar disponible para su siguiente activación. Es decir, tRC = tRAS + tRP.

En la siguiente imagen de muestran los timings en función de la señal de manera gráfica.

Un ejemplo completo de timings en las especificaciones de una memoria RAM podría ser el siguiente:

16-16-16-38-2T

Y otro ejemplo obtenido de un software de análisis de hardware:

 

Latencia efectiva

La latencia efectiva (latency) mide el tiempo en nanosegundos que tarda la memoria en devolver un dato pedido por el microprocesador. La latencia efectiva dependerá de la frecuencia de la memoria y del número de ciclos de reloj necesarios para devolver el dato (timings).

La latencia efectiva se puede calcular con la siguiente fórmula:

Latencia efectiva = (1000 / Frecuencia) * Latencia CAS

Ejemplo para una memoria DDR4 2666 (por tanto 1333 Mhz de frecuencia) y un CL15:

(1000 / 1333) * 15 = 11.25ns

Ejemplo para una memoria DDR4 3000 (por tanto 1500 Mhz de frecuencia) y un CL17:

(1000 / 1500) * 17 = 11.33ns

Podríamos pensar que la segunda memoria va a ser mucho mejor que la primera, al tener más velocidad, pero como tiene un timing mayor, la latencia efectiva al final queda similar a la primera. Como observamos, calcular este parámetro sería el más interesante al comparar memorias.

 

Voltaje

Indica el voltaje al que funciona la memoria. Un voltaje más bajo hará sufrir menos al controlador de memoria y tendrá menos consumo energético. El voltaje se mide en Voltios (V).

 

Perfiles

La memoria está preparada para trabajar a diferentes frecuencias, latencias y voltajes. Cada configuración de estos valores se conoce como perfil, y el fabricante asegura que el rendimiento es óptimo con esos perfiles. Estos perfiles se almacenan en el circuito SPD de la memoria.

Existen diferentes tipos de perfiles, dentro de cada tipo, el fabricante puede configurar diferentes variantes.

  • Perfiles JEDEC: son configuraciones aprobadas por el organismo encargado de la estandarización de la memoria RAM. Estas configuraciones son muy seguras pero no aprovechan las altas frecuencias de las memorias RAM actuales. Suelen venir indicadas con un número, por ejemplo, JEDEC #4, JEDEC #5, etc.
  • Perfiles XMP (Intel eXtreme Memory Performance): son configuraciones aprobadas por Intel para conseguir obtener frecuencias de funcionamiento de la memoria superiores a las aprobadas por JEDEC. Sólo funciona con microprocesadores Intel. Suelen venir indicadas con un número, por ejemplo, XMP-3200, XMP-4000, etc.
  • Perfiles DOCP (Direct Overclock Profile): aunque DOCP no es un estándar propio de AMD, es una solución desarrollada por los fabricantes de placas base para hacer que los módulos RAM con perfiles XMP puedan ser compatibles con procesadores AMD. El DOCP ajusta automáticamente los parámetros de la RAM para alcanzar velocidades más altas compatibles con los perfiles XMP en sistemas AMD, permitiendo overclocking de forma sencilla.
  • Perfiles EXPO (AMD Extended Profiles for Overclocking): son configuraciones probadas por AMD que permiten ajustar fácilmente la RAM a frecuencias superiores, optimizando tanto la velocidad como las latencias. AMD EXPO es una tecnología más reciente y está diseñada para aprovechar al máximo el rendimiento de la memoria en sistemas AMD. Suelen venir indicadas con un número, por ejemplo, EXPO-3600, EXPO-4000, etc.

Por defecto la placa base sólo funciona con perfiles JEDEC, detectando automáticamente el perfil que mejor rendimiento tenga. Si la placa base está preparada para admitir perfiles XMP, DOPC o EXPO, estos se podrán configurar desde la BIOS.

Desde un software de análisis de hardware podemos tener información de estos perfiles:

 

ECC

La tecnología ECC (Error Checking and Correction – Chequeo y corrección de errores) en las memorias RAM sirve para que sean capaces de detectar y corregir los errores de lectura y escritura. Esta característica está presente en la gama alta de memorias RAM, normalmente utilizadas en servidores.

Cuando no está presente esta tecnología puede venir indicado como Non-ECC.

 

Buffered / Registered

Es una característica que incorporan ciertas memorias para asegurar la estabilidad a costa de perder rendimiento. Estas memorias incluyen también ECC.

Cuando no poseen esta característica nos puede venir indicado como Unbuffered o Unregistered.

 

Bibliografía