Memoria DDR: velocidad nominal, velocidad real, velocidad interna y tasa de transferencia

Siempre se generan dudas cuando se habla de velocidad de la memoria de trabajo del sistema o memoria principal que es de tipo RAM (random access memory). En este post en particular comento sobre las diferentes velocidades de las memorias DDR (double data rate):

Veamos como se definen las velocidades a partir de un ejemplo. En este caso tomando un módulo DDR3

Los chips de memoria están identificados con el formato DDRx-zzz donde x identifica la generación de la tecnología del chip y zzz hace referencia la velocidad del reloj.

 

 En la etiqueta vemos que se trata de una memoria DDR3-1333Mhz, es decir que se trata de un chip DDR de tercera generación con una velocidad de reloj de 1333Mhz.

Velocidad NOMINAL = Velocidad efectiva =  Velocidad de reloj = 1333Mh

Conociendo la velocidad nominal o efectiva de la memoria podemos calcular su velocidad de entrada y salida también llamada velocidad real. Hay que tener en cuenta que los chips DDR envían dos datos por cada ciclo de reloj de allí el "double data rate". Entonces la velocidad real o de entrada y salida es:

Velocidad REAL = Velocidad nominal / 2 = 1333Mhz / 2 = 666,5 Mhz

por aproximación se dice 667 Mhz

Veamos ahora la velocidad interna de la memoria. Para entender este concepto hay que recordar que de acuerdo a su generación los chips DDR pueden enviar más bits de infomación dentro de los 2 datos por ciclo de reloj. Esto es:

• DDR envía 2 bits en cada ciclo de reloj , 1 por cada uno de los 2 datos que pueden enviar por ciclo.
• DDR2 envía 4 bits en cada ciclo de reloj, 2 por cada uno de los 2 datos que pueden enviar por ciclo.
• DDR3 envía 8 bits en cada ciclo de reloj , 4 por cada uno de los 2 datos que pueden enviar por ciclo.

Entonces, teniendo en cuenta que la memoria del ejemplo es de tercera generación (DDR3) podemos calcular la velocidad interna de la memoria de la siguiente manera:

Velocidad INTERNA = Velocidad nominal / 8 = 1333Mhz / 8 = 166,62 Mhz 

por aproximación se dice 166 Mhz

Si la memoria fuese de 2º generación (DDR2) la velocidad interna = Velocidad nominal / 4

Si fuese de 1º generación (DDR) la velocidad interna = Velocidad nominal / 2

Otro dato que podemos obtener a partir de la velocidad nominal es la tasa de transferencia de la memoria. Hay que recordar que el bus de la memoria es de 64bits. Entonces podemos calcular la tasa de transferencia utilizando la siguiente fórmula: 

TASA TRANSFERENCIA = Ancho  de  bus  en  Bytes  x Velocidad Nominal 

TASA TRANSFERENCIA = ( 64 bits / 8 byte ) x 1333 MHz = 10664 MB/s

¿Qué tiempo dura cada ciclo en la memoria del ejemplo?

Esto se define como el periodo, no todas las memorias tienen el mismo periodo.  Para calcular el periodo o el tiempo que dura un ciclo de reloj de la memoria podemos utilizar la siguiente fórmuala:

Periodo = 1 (segundo) / velocidad real = 1 / 667Mhz = 0,0015 segundos = 1,5 nano segundos

Memorias SDHC

Las memorias SDHC (Secure Digital High Capacity) son un formato de tarjeta de memoria flash desarrollado por Matsushita. Es la versión 2.0 de las memorias SD. Se utiliza en dispositivos portátiles de última generación tales como cámaras fotográficas digitales, teléfonos celulares, PDA, consolas de videojuegos o reproductores de música (MP3, MP4), entre otros.

Estas memorias HC fueron creadas en enero del año 2001 para las nuevas tecnologías y están relacionadas directamente con la filmación de vídeo en alta calidad. Como su propio nombre indica, son tarjetas SD de alta capacidad, que van desde 1GiB hasta los 64GiB. Sólo funcionan en los equipos más recientes que tienen el logo SDHC, los cuales son plenamente compatibles con las tarjetas SD.

Son ideales para cámaras fotográficas digitales que requieren tarjetas de alta velocidad para poder grabar vídeo con fluidez o para capturar múltiples fotografías en una sucesión rápida.

Las SDHC vienen catalogadas en cuatro clases o tipos, definidas por la Asociación de Tarjetas SD (SD Card Association), y cada una de ellas tiene una velocidad de transmisión mínima de datos distinta:

Diferencias entre tarjetas SD y tarjetas SDHC

En lo que se refiere a tarjetas SD existen muchos tipos de modelos cuyas diferencias más destacables radican en su capacidad y su velocidad de escritura. Esta última se mide en múltiplos de 150kB/s, al igual que la velocidad de lectura de las unidades lectoras de CD. Así, a modo de ejemplo, una tarjeta de 40X puede alcanzar una velocidad de escritura de unos 6MB/s, una de 80X podrá llegar a los 12MB/s y una de 100X puede permitir una velocidad de 15MB/s.

 Estas velocidades son velocidades máximas a las que se puede escribir en la tarjeta, pero no se habla de la mínima. Aquí entra en juego la primera ventaja de las nuevas SDHC: garantizan una tasa de transferencia mínima que dependerá de la clase a la que pertenezcan. Así, una SDHC de clase 2 garantiza una velocidad mínima de 2MB/s, una de clase 4 garantiza 4MB/s como mínimo, una de clase 6 garantiza los MB/s y una de clase 10 garantiza los 10MB/s.

Esto no significa que una SDHC sea necesariamente más rápida que una SD o viceversa. Existen modelos SD lentos y rápidos, y SDHC lentos y rápidos, aunque sí es cierto que las tarjetas SDHC son más nuevas y hacen uso de la interfaz de manera optimizada, comenzando por capacidades no menores a los 2GB y pudiendo llegar hasta los 128GB de capacidad en la actualidad.

También hay que tener en cuenta que no todos los dispositivos digitales soportan las SDHC, por lo que una tarjeta SDHC no funcionará en un dispositivo que no tenga el logotipo del estándar SDHC. Incluso hay que tener cuidado con algunos lectores de tarjetas, ya que, aunque soportan SDHC de manera oficial, están limitados a los 4GB, por lo que no serán capaces de escribir correctamente en tarjetas de mayor capacidad, pudiendo dar lugar a pérdidas de datos en éstas.

Es importante tener en cuenta el uso al que se va a destinar la tarjeta a la hora de elegir entre una de tipo SD y otra de tipo SDHC. Por ejemplo, en cámaras digitales compactas que sólo permitan almacenar las fotografías en formato JPEG puede no ser rentable pagar un precio más alto en una tarjeta SDHC, cuyas ventajas principales (velocidad de escritura y mayor capacidad) muy probablemente no sean relevantes, siendo en una inmensa mayoría de casos suficiente con una tarjeta SD de capacidad y velocidad media. Por contra, en el caso de cámaras de más alta gama (cámaras réflex, cuatro tercios y derivados, que permitan almacenar las fotografías en crudo) o cámaras de vídeo, cuyo uso típico requiere de bastante espacio de almacenamiento y una velocidad sostenida de escritura de datos, sí es muy recomendable el uso de tarjetas SDHC de, al menos, clase 4 para garantizar una escritura ágil de los datos.

¿Por qué fue factible utilizar menos tensión en las memorias DDR2?

¿Por qué fue factible utilizar menos tensión en las memorias DDR2 (1,8v) que en las DDR (2,5v) sin perder rendimiento?

La frecuencia está muy ligada a la tensión con la que se trabaje, es decir si se mantienen los mismos componentes y se incrementa la tensión, se aumenta la frecuencia de trabajo... pero las DDR2 no han incrementado su tensión sino que han mejorado su arquitectura, trabajando a frecuencias de reloj reales menores que las DDR y obteniendo frecuencias nominales superiores... ésto básicamente se logra al implementar un buffer de 2 bits, que si bien incrementa en un par de ciclos la latencia de entrega de datos, la performance en su totalidad es mucho mayor que en las DDR.

En resumen, al cambiar la arquitectura utilizando el buffer se obtiene una frecuencia nominal cuatro veces superior a la real, en cambio en las DDR  la frecuencia real es apenas la mitad que la nominal, por eso las DDR2 necesitan menos tensión.

El controlador de memoria

También conocido como MMU (Memory Manager Unit, Unidad de Manejo de Memoria), es un componente esencial en cualquier computadora. Simplemente es un chip (actualmente suele venir integrado como parte del chip Puente Norte o del microprocesador) cuya función consiste en controlar el intercambio de datos entre el microprocesador y la memoria RAM. 

El controlador de memoria determina el funcionamiento del control de errores, si es que existe. Es muy importante determinar la necesidad de introducir o no un sistema de memoria con control de integridad. Generalmente esto se implementa en grandes servidores y computadoras de alto rendimiento donde la integridad de datos es un factor importante.

Integridad de datos

Uno de los aspectos en el diseño de la memoria implica el asegurar la integridad de los datos en ella almacenados. Actualmente, existen dos métodos principales para asegurar la integridad de los datos:

1. Paridad: ha sido el método más común usado hasta la fecha. Este proceso consiste en añadir un bit adicional por cada 8 bits de datos. Este bit adicional nos indica si el número de unos es par o impar (igual se puede hacer con los ceros. A esto se denomina criterio de paridad par o impar). El método de control de paridad tiene sus limitaciones. Por ejemplo, un sistema de control de paridad, puede detectar errores, pero no corregirlos. Incluso puede darse el caso de que varios bits sean erróneos y el sistema no detecte error alguno.

2. Códigos de Corrección de Errores (ECC): Es un método más avanzado de control de la integridad de los datos que puede detectar y corregir errores en bits simples. Este es un método que se implementa en grandes servidores y equipos de altas prestaciones. Cuando se detectan múltiples errores en varios bits, el sistema acaba por devolver un error de paridad en memoria.

Debido a la competencia de precios, la norma más habitual es la de no introducir métodos de control de la integridad de los datos en la memoria, siendo más caros aquellos módulos que sí incluyen alguno de estos dos métodos de control de errores.

Memoria RIMM

RIMM: módulo de memoria RDRAM (Rambus Son los módulos de memoria, sustituyen a los actuales DIMM, y son una continuación del canal; el canal entra por un extremo del RIMM y sale por el otro. Los RIMM tienen el mismo tamaño que los DIMM y han sido diseñados para soportar SPD, (Serial Presence Detect). También hay RIMM de doble cara o de una cara, y pueden tener cualquier número de chips hasta el máximo de 32 soportados por canal. Hay módulos de 64MB, 128MB y 256MB, la máxima cantidad total de memoria va desde los 64MB hasta 1Gb por canal. Podemos instalar dos repetidores para aumentar el número de conectores, y así aumentar el numero de RIMMs, con un repetidor aumentamos a 6 conectores y con dos repetidores aumentamos a 12 conectores.

Memoria DIMM

DIMM o de Dual In-line Memory Module, hace referencia a su sistema de comunicación con la placa base, que se gestiona en grupos de datos de 64 bits, en contraposición con los módulos SIMM que usan una vía simple y sólo transfieren 32 bits de datos cada vez. Los primeros se fabricaron con 168 contactos en sus conectores de anclaje con la placa base; es habitual disponer de 2 o más conectores, pudiendo utilizarse uno o varios de ellos, mientras que los módulos SIMM deben ir por parejas, además de tener anclajes incompatibles. Esto determinaba que la mayoría de las placas base puedan utilizar módulos de uno u otro tipo, pero no ambos. 

La extensión en el uso de los módulos DIMM ha coincidido con un aumento muy sustancial de la capacidad de memoria: actualmente están disponibles de 512 MB y de 1, 2 o más gigabytes. Los módulos de memoria denominados DDR DIMM (Double Data Rate DIMM, módulos DIMM de doble velocidad de transferencia de datos), han ido sustituyendo paulatinamente a los módulos DIMM estándar a partir del año 2000; tienen la ventaja de doblar la velocidad con que se transfieren los datos a la placa principal. Así, los valores estándar de 100 y 133 MHz, se convertirán en un módulo DDR en 200 y 266 MHz, respectivamente.

¿Por qué la transición de SIMM a DIMM? 

Los SIMM de 72 contactos transmiten datos de 32 bits a la vez mientras que los DIMM de 168 contactos transmiten datos de 64 bits a la vez. Cuando los sistemas progresaron a un ancho de bus de 64 bits, resultó más razonable utilizar los DIMM que los SIMM como el factor de forma de memoria estándar. La tecnología SDRAM en sí no tiene nada que ver con la transición de SIMM a DIMM; es solamente que la transición de EDO a la tecnología SDRAM y la transición de SIMM a DIMM sucedió casi al mismo tiempo.

Memoria SIMM

SIMM o Single in-line Memory Module (módulo de memoria en línea simple), pequeña placa de circuito impreso con varios chips de memoria integrados. Vinieron a sustituir a los SIP, Single in-line Package (encapsulado en línea simple), chips de memoria independientes que se instalaban directamente sobre la placa base. Los SIMM están diseñados de modo que se puedan insertar fácilmente en la placa base de la computadora, se utilizaban para aumentar la cantidad de memoria RAM fácilmente. 

Se fabricaban con distintas capacidades (4MB, 8MB, 16MB...) y con diferentes velocidades de acceso. En un principio se construían con 30 contactos y luego aparecieron los de 72 contactos. Posteriormente se desarrollaron módulos de memoria DIMM, Dual in-line Memory Module (módulo de memoria en línea doble), con 168 contactos, que presentaban un doble número de vías de comunicación entre el módulo y la placa base, que permite utilizar de manera independiente cada lado del conector; su manejo resulta más sencillo, ya que se pueden emplear de forma aislada, mientras que los SIMM se utilizaban por pares. En las computadoras portátiles se usan unos módulos de memoria de perfil muy fino denominados SO-DIMM, Small Outline DIMM.

Bancos de Memoria

Un banco de memoria está conformado por los módulos necesarios que pueden otorgar un ancho de bus igual al del procesador. Por ejemplo para los viejos 486 de Intel se necesitaba un único módulo SIMM de 72 contactos ya que éstos proveían 32 bits, pero 4 módulos SIMM de 30 contactos.

Cuando surgieron los procesadores Pentium, cada banco de memoria estaba compuesto por dos SIMM de 72 contactos o dos grupos de 4 de 30 contactos, por suerte al llegar los DIMM que entregaban 64 bits de golpe, un banco era igual a un módulo de memoria y se pudo disminuir considerablemente el espacio dedicado a las memorias de trabajo en las mothers.

Hoy día las mother cuentan con 2 o 4 slots para los módulos DIMM, permitiendo que trabajen de a pares para hacer uso de la tecnología de doble canal.

Tipos de módulos SDRAM

Módulo de memoria SIMM de 30 pines SIMM es un acrónimo del idioma ingles que expresa Single in Line Memory Module o modulo de memoria de una sola línea, es decir, un modulo de memoria SIMM es un conjunto de chips, generalmente DIPs integrados a una tarjeta electrónica. Este modulo trabajaba con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 8 bits. 

Módulo de memoria SIMM de 72 pines con tecnología EDO RAM: Este módulo de memoria es superior en tamaño al SIMM de 30 pines. Trabajaba con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 32 bits. 

Módulo de memoria DIMM de 168 pines con tecnología SDR SDRAM: DIMM es un acrónimo inglés que expresa Dual In line Memory Module o módulo de memoria de doble línea. Este módulo permitía transferencias para el almacenamiento y lectura de datos de 64 bits.

Módulo de memoria DIMM de 184 pines con tecnología DDR SDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria DDR SDRAM, con un bus de datos de 64 bits y posee 184 pines (lo que evita confundirlo con el de 168 pines y conectarlo en placas que no lo soporten). El aspecto más notorio que permitía diferenciar la tecnología SDR de la DDR es que la primera traía dos muecas (notch) y la segunda una sola casi en el medio.

Módulo de memoria DIMM de 240 pines con tecnología DDR2 SDRAM: Los chips de memoria son DDR2 o DDR3 SDRAM, con un bus de datos de 64 bits, posee 240 pines, y al igual que los DDR tienen una sola mueca.

Módulo de memoria RIMM de 184 pines con tecnología RDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria RDRAM, los cuales trabajan en serie y deben instalarse siempre de dos en dos. Suelen tener una protección metálica que favorece la disipación térmica.

SRAM (Static RAM)

SRAM representa la abreviatura de "Static RAM" ("RAM Estática"). El hecho de ser estática quiere decir que no es necesario refrescar los datos (al contrario que la DRAM), ya que sus celdas mantienen los datos, siempre y cuando estén alimentadas. Otra de sus ventajas es su velocidad, comparable a la de los procesadores actuales. Como contraprestación, debido al elevado número de transistores por bit, las SRAM tienen un elevado precio, por lo que su uso se limita a las memorias caché de procesadores y microcontroladores. 

Así, y atendiendo a la utilización de la SRAM como memoria caché de nuestros sistemas informáticos, tenemos tres tipos: 

• Async SRAM: memoria asíncrona y con tiempos de acceso entre 20 y 12 nanosegundos, utilizada como caché de los antiguos i386, i486 y primeros Pentium,.

•  Sync SRAM: memoria síncrona y con un tiempo de acceso entre 12 y 8,5 nanosegundos. Muy utilizada en sistemas a 66 MHz de bus. 

• Pipelined SRAM: memoria síncrona con tiempos de acceso entre 8 y 4,5 nanosegundos. Tarda más que la anterior en cargar los datos, pero una vez cargados, accede a ellos con mayor rapidez. 

Aspectos constructivos de las SRAM 

Estas memorias tienen una capacidad muy reducida (entre 512KB y 2MB aproximadamente) en comparación con la memoria SDRAM del sistema, pero permiten aumentar significativamente el rendimiento del sistema global debido a la jerarquía de memoria. Están formadas por cuatro transistores bipolares que forman un biestable (denominado flip-flop); esta célula de almacenaje tiene dos estados estables, los cuales se utilizan para denotar 0 ó 1. Dos compuertas adicionales sirven para controlar el acceso a la célula de almacenaje durante las operaciones de lectura o escritura. 

Una célula de SRAM tiene tres estados distintos en los que puede estar: Reposo (standby): cuando no se realizan tareas de acceso al circuito Lectura (reading): cuando la información ha sido solicitada Escritura (writing): cuando se actualizan los contenidos

ESDRAM (Enhanced SDRAM)

Esta memoria incluye una pequeña memoria estática en el interior del chip SDRAM. Con ello, las peticiones de ciertos ser resueltas por esta rápida memoria, aumentando las prestaciones. Se basa en un principio muy similar al de la memoria caché utilizada en los procesadores actuales.

RDRAM (Rambus DRAM)

Memoria de gama alta basada en un protocolo propietario creado por la empresa Rambus, lo cual obliga a sus compradores a pagar regalías en concepto de uso. Esto ha hecho que el mercado se decante por la memoria DDR de uso libre, excepto algunos servidores de grandes prestaciones (Cray) y la famosa PlayStation 2. Se clasifica en:

• Rambus PC600: se caracteriza por utilizar dos canales en vez de uno y ofrece unas tasas de transferencia de 1,06 GiB/s por canal => 2,12 GiB/s a una frecuencia de 266 MHz.

• Rambus PC700: igual que el anterior, trabaja a una frecuencia de 356 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,42 GiB/s por canal => 2,84 GiB/s.

• Rambus PC800: del mismo modo, trabaja a 400 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,6 GiB/s por canal => 3,2 GiB/s.

Aunque competidora de la DDR, la RDRAM funciona de modo muy distinto: la DDR utiliza los flancos de subida y bajada del reloj para duplicar su frecuencia efectiva con un bus de datos de 64 bits, mientras que la RDRAM eleva la frecuencia de los chips para evitar cuellos de botella con un bus de datos de 16 bits.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

Memoria síncrona, envía dos datos por cada ciclo de reloj. De este modo trabaja al doble de velocidad del bus del sistema, sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en módulos DIMM de 184 contactos en la DDR y 240 en la DDR2 y DDR3. Del mismo modo que la SDRAM, en función de la frecuencia del sistema se pueden distinguir varios de los modelos más utilizados en la tabla de más abajo.

 

Para entender como se arma la tabla se puede tomar la memoria PC 2100 ó DDR 266: funciona a 2.5 V, trabaja a 266 MHz, es decir 133 MHz de bus de memoria (recordemos que envía dos datos por cada ciclo de reloj), ofrece tasas de transferencia de hasta 2,1 GB/s (de ahí el nombre PC2100). 

Las memorias DDR la utilizaron mayoritariamente los Athlon XP de AMD, y los primeros Pentium 4. Para el caso de las DDR2, la mejora sustancial está en que se utiliza un buffer de 2bits para el envío y recepción de datos lo cual duplica la velocidad nominal de E/S respecto a las DDR. Por lo tanto a una frecuencia real de 133MHz la tasa será de 133MHz x 2 (2 datos en cada ciclo) x 2 (2 bits en lugar de 1 por el buffer de E/S) x 64bits/8bits = 4256 MB/s, la denominación sería DDR2 533. 

En el caso de las DDR3, el buffer es de 4 bits, por lo que para una misma velocidad de reloj real la tasa de transferencia cuatriplica. Siguiendo con el ejemplo de los 133MHz, la tasa sería de 8,5GB/s y la denominación sería DDR3 1066. Además, se ha conseguido bajar en las DDR3 el voltaje de 1.8V que utilizan las DDR2 a 1.5V.

Las memorias DDR, DDR2 y DDR3 no son compatibles entre sí. Existen diferencias en el voltaje, la cantidad de pines y las señales. Los zócalos DIMM también son distintos impidiendo colocar un módulos de memoria incorrecto en la mother. Las ranuras entre las DDR2 y las DDR casi coinciden, pero el número de contactos difiere. Las DDR2 y las DDR3 tienen el mismo número de pins (240), pero la mueca está ligeramente desplazada.

También existen las especificaciones DDR433, DDR466, DDR500, DDR533 y DDR600 pero según muchos ensambladores es poco práctico utilizar DDR SDRAM a más de 400 MHz (a menos que sean utilizadas para overclock), por lo que está siendo sustituida por la revisión DDR2. Y algo similar ocurre con las DDR2 para frecuencias más altas, que son sustituidas por las DDR3.

SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM)

Memoria síncrona (misma velocidad que el sistema), con tiempos de acceso de entre 25 y 10 ns y que se presentan en módulos DIMM de 168 contactos. Fue utilizada en los Pentium_II y en los Pentium_III, así como en los AMD K6, K7 AMD_Athlon y Duron.

Para calcular el ancho de banda del bus de memoria se sigue la fórmula: ancho de bus en Bytes * frecuencia efectiva de trabajo en MHz. Por ejemplo, la SDR 100, sería: 

( 64 bits / 8 byte ) x 100 MHz = 800 MB/s 

que es la 'velocidad' de la memoria, o más correctamente su ancho de banda (bandwidth).

La temporización de cada ciclo fácilmente se puede obtener dividiendo la unida de tiempo (1 segundo) por la cantidad de ciclos (MHz) y luego multiplicar dicho valor por 1.000 para obtener el tiempo en nano segundos, por ejemplo la SDR133 serían: 

(1 / 133 x 1000) = 7,5ns 

Está muy extendida la creencia de que se llama SDRAM a secas, y que la denominación SDR SDRAM es para diferenciarla de la memoria DDR, pero no es así, simplemente se extendió muy rápido la denominación incorrecta. El nombre correcto es SDR SDRAM ya que ambas (tanto la SDR como la DDR) son Memorias Síncronas Dinámicas.

BEDO-RAM (Burst Extended Data Output RAM)

Es una evolución de la EDO RAM y competidora de la SDRAM. Lee los datos en ráfagas, lo que significa que una vez que se accede a un dato de una posición determinada de memoria se leen los tres siguientes datos en un solo ciclo de reloj por cada uno de ellos, reduciendo los tiempos de espera del procesador. En la actualidad es soportada por los chipsets VIA 580VP, 590VP y 680VP. Al igual que la EDO RAM, la limitación de la BEDO RAM es que no puede funcionar por encima de los 66 MHz.

Fue presentada en 1997. Era un tipo de memoria que usaba generadores internos de direcciones y accedía a mas de una posición de memoria en cada ciclo de reloj, de manera que lograba un desempeño un 50% mejor que la EDO. Nunca salió al mercado, dado que Intel y otros fabricantes se decidieron por esquemas de memoria sincrónicos que si bien tenían mucho del direccionamiento MOSTEK, agregan funcionalidades distintas como señales de reloj.

EDO-RAM (Extended Data Output RAM)

Memoria asíncrona, esta memoria permite a la CPU acceder más rápido porque envía bloques enteros de datos; con tiempos de accesos de 40 o 30ns. La EDO o Salida de Información Mejorada, tiene la ventaja que permite al CPU acceder más rápido porque posee una técnica de envío de bloques de datos, es decir direcciona la columna que va utilizar mientras que se lee la información de la columna anterior, dando como resultado una eliminación de los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida hasta que comienza el próximo ciclo.

FPM-RAM (Fast Page Mode RAM)

Memoria asíncrona, más rápida que la anterior (Modo de Página Rápida) y con tiempos de acceso de 70 ó 60 ns. Esta memoria se encuentra instalada en muchos sistemas de la primera generación de Pentium. Incorpora un sistema de paginado debido a que considera probable que el próximo dato a acceder este en la misma columna, ganando tiempo en caso afirmativo.

Usada en procesadores como el Intel 486, se implantó un modo direccionamiento en el que el controlador de memoria envía una sola dirección y recibe a cambio esa y varias consecutivas sin necesidad de generar todas las direcciones. Esto supone un ahorro de tiempos ya que ciertas operaciones son repetitivas cuando se desea acceder a muchas posiciones consecutivas. Funciona como si deseáramos visitar todas las casas en una calle: después de la primera vez no seria necesario decir el número de la calle únicamente seguir la misma.

DRAM (Dynamic RAM)

La memoria DRAM ("RAM Dinámica") es una memoria RAM electrónica construida mediante condensadores. Los condensadores son capaces de representar un bit de información almacenando una carga eléctrica. Lamentablemente los condensadores sufren de fugas lo que hace que la memoria DRAM necesite refrescarse cada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAM consiste en recargar los condensadores que tienen almacenado un uno para evitar que la información se pierda por culpa de las fugas (de ahí lo de "Dynamic"). La memoria DRAM es más lenta que la memoria SRAM, pero por el contrario es mucho más barata de fabricar y por ello es el tipo de memoria RAM más comúnmente utilizada como memoria principal. 

También se denomina DRAM a la memoria asíncrona de los primeros IBM-PC, su tiempo de refresco era de 80 ó 70 ns (nanosegundos). Se utilizó en la época de los i386, en forma de módulos SIMM o DIMM.

DRAM (Dynamic Random Access Memory) es un tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente en los módulos de memoria RAM y en otros dispositivos, como memoria principal del sistema. Se denomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el mismo y recargarlo, cada cierto período, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es la posibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía funcionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones de posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es una memoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda la información. Inventada a finales de los sesenta, es una de las memorias más usadas en la actualidad.

Funcionamiento

La celda de memoria es la unidad básica de cualquier memoria, capaz de almacenar un Bit en los sistemas digitales. La construcción de la celda define el funcionamiento de la misma, en el caso de la DRAM moderna, consiste en un transistor de efecto de campo y un condensador. El principio de funcionamiento básico, es sencillo: una carga se almacena en el condensador significando un 1 y sin carga un 0. El transistor funciona como un interruptor que conecta y desconecta al condensador. Este mecanismo puede implementarse con dispositivos discretos y de hecho muchas memorias anteriores a la época de los semiconductores, se basaban en arreglos de celdas transistor-condensador.

Las celdas en cualquier sistema de memoria, se organizan en la forma de matrices de dos dimensiones, a las cuales se accede por medio de las filas y las columnas. En la DRAM estas estructuras contienen millones de celdas y se fabrican sobre la superficie de la pastilla de silicio formando áreas que son visibles a simple vista. En el ejemplo tenemos un arreglo de 4x4 celdas, en el cual las líneas horizontales conectadas a las compuertas de los transistores son las llamadas filas y las líneas verticales conectadas a los canales de los FET son las columnas.

Para acceder a una posición de memoria se necesita una dirección de 4 bits, pero en las DRAM las direcciones están multiplexadas en tiempo, es decir se envían por mitades. Las entradas marcadas como a0 y a1 son el bus de direcciones y por el mismo entra la dirección de la fila y después la de la columna. Las direcciones se diferencian por medio de señales de sincronización llamadas RAS (del inglés Row Address Strobe) y CAS (Column Address Strobe) que indican la entrada de cada parte de la dirección.