Todos los tipos de memoria RAM que se han usado en PC

Lo creas o no, si estás leyendo esto estás usando un dispositivo que tiene memoria RAM, de uno o de otro tipo y de una u otra capacidad, ya estés en un móvil, ordenador, consola o incluso Smart TV. La memoria RAM es un componente indispensable en la informática moderna, pues sirve para que el procesador pueda almacenar información que necesita con inmediatez y así poder acceder a ella rápidamente.

Es más, no hay otro componente que afecte tanto al rendimiento del ordenador y que nos permita mejorar su velocidad de proceso con una inversión no muy grande de dinero, sin necesidad de tener que cambiar otras partes criticas como son la CPU o la tarjeta gráfica. Con doblar la cantidad de RAM de nuestro actual PC ya veremos cómo esos procesos que antes de hacían eternos, ahora parecen más ágiles y eificientes. De todas formas, antes de irnos por las ramas un poquito más, si os parece vamos a entrar en materia.

¿Qué es la memoria RAM?

Es de recibo comenzar explicando, aunque sea sin entrar en muchos detalles, qué es la memoria RAM. RAM es un acrónimo del inglés Random Access Memory, o memoria de acceso aleatorio, y sirve para dotar al sistema de un espacio virtual necesario para manejar información y solucionar problemas en cada momento instantáneo. Eso requiere de un componente que sea especialmente rápido, para que todos esos datos puedan leerse y escribirse a una velocidad tan alta como el propio procesador dicte.

Puedes pensar que es como un papel en el que se toman notas y luego se tira, o siendo más exactos con el ejemplo, se borra y luego se reutiliza porque una de las calves de este tipo de memoria es que puede rewscribirse sin fin una y otra vez. Ni qué decir tiene que el tamaño de la memoria RAM sería el tamaño de esa hoja de papel y cuanto más grande sea, más número de notas podremos tomar en él y más información podrá procesar la CPU para todos los procesos que tiene en cola.

¿Para qué se usa la memoria RAM?

La memoria RAM es esencial en cualquier servidor o PC del mundo, incluso en otros sectores que están supeditados a este. La función principal de esta no es más que hacer de intermediaria entre los distintos tipos de sistemas o componentes que se incluyen en estos y el procesador. No es un sistema de almacenamiento como tal ya que es volátil, pero guarda temporalmente información clave que tiene que ser o bien trabajada o bien accedida desde el procesador en un momento clave.

Lo que se intenta es reducir el impacto de rendimiento del procesador hacia distintos componentes guardando información de alto valor y gran capacidad (o no) en un sistema de alto ancho de banda con un impacto en la latencia menor al estar directamente conectada (de forma lógica no física) al IMC de la CPU y con ello el traspaso de información no solamente es constante, sino que se carga y descarga cualquier dato en nanosegundos. Es decir, que el procesador quiere que los alimentos de la nevera estén bien colocados y a su alcance para zamparse lo que quiera cuando tenga hambre.

Tipos de memoria RAM utilizados en PC

Dentro de los ordenadores podemos distinguir dos grandes tipo de diseños o tipos de memorias. Primero, tenemos la memoria RAM o memoria del sistema donde el procesador almacena datos de manera temporal y es de acceso rápido. Luego, tenemos las memorias gráficas que se integran sobre la PCB de la tarjeta gráfica y a la que solo accede la GPU. Este segundo tipo de memoria se utiliza para tareas de renderizado de juegos y otras tareas complejas.

Existen, para ambos casos, diferentes tipos de diseños o arquitecturas, así como diferentes versiones. Iremos explicando las características de cada uno de los diseños, así como las particularidades de cada una de las versiones que os podéis encontrar en diferentes tipos de equipos.

Memoria RAM del sistema principal

Seguramente es la que más conozcas, ya que se instala de manera independiente en la placa base (normalmente). Este tipo de memoria se suele encontrar muy cerca del procesador, ya que este guardara datos ahí que necesita para futuras tareas. Se caracteriza por ser rápida, eficiente y vital para cualquier sistema. Una memoria que ha ido evolucionando y mejorando para adaptarse a las necesidades modernas.

Static RAM (SRAM)

Se trata de uno de los dos tipos básicos de memoria (el otro es DRAM, del que hablaremos a continuación). Comenzó a utilizarse en 1990 y a día de hoy sigue presente en cámaras digitales, routers o impresoras, pero también en la memoria caché de los procesadores o de los discos duros. Es un tipo de memoria que necesita un flujo de energía constante para funcionar, así que al contrario que la RAM dinámica, no necesita estar «refrescándose» para ver qué datos tiene en su interior, y por eso se le llama Static RAM (RAM estática).

Las ventajas de este tipo de memoria es que consume muy poca energía y tiene unos tiempos de acceso muy bajos. Las desventajas incluyen que tienen unas capacidades muy bajas, y unos costes de fabricación bastante elevados.

Dynamic RAM (DRAM)

Es el otro tipo básico de memoria RAM, y se utilizó desde principio de los años 1970 hasta mediados de los años 90. Este tipo de memoria necesita un «refresco» periódico de los datos en su interior porque tienen condensadores que periódicamente se van descargando, y la falta de energía significa pérdida de datos. Por eso se le llama RAM dinámica.

La ventaja de este tipo de memoria es que era más barata de fabricar, y permitía mayores capacidades. Las desventajas, es que tienen unos tiempos de acceso más elevados y consumen más energía. En la década de los 90, se desarrolló la memoria tipo EDO DRAM (Extended Data Out Dynamic RAM), seguido por su evolución, la memoria BEDO DRAM (Burst EDO DRAM), con mejores relaciones de consumo y menos costes de fabricación. Sin embargo, este tipo de tecnología quedó obsoleta en favor de la memoria SDRAM.

Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)

Este tipo de memoria funciona en sincronía con el procesador, lo que significa que espera a la señal de reloj antes de responder, teniendo como beneficio que permitía al procesador ejecutar órdenes en paralelo. En otras palabras, con este tipo de memoria se puede aceptar una orden de lectura antes de haber terminado de procesar una de escritura. Este proceso, conocido como «pipelining», no afecta al tiempo que se tarda en procesar instrucciones, sino que da la posibilidad de ejecutar varias simultáneamente.

Este tipo de memoria se utiliza desde 1993 hasta día de hoy, tanto en ordenadores como en videoconsolas, y casi todos los siguientes tipos de memoria RAM están basados en este tipo.

Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM (SDR SDRAM)

Es un tipo de memoria que vio la luz en 1993 y se sigue utilizando a día de hoy. Es una variante mejorada de la memoria SDRAM que mejora la manera en la que procesa la información de lectura y escritura. «Single Data Rate» significa que se ejecuta una instrucción de lectura y otra de escritura por cada ciclo de reloj del procesador.

La memoria SDR SDRAM es básicamente la segunda generación de memoria SDRAM, y pasó a conocerse simplemente con este nombre cuando se extendió su uso.

Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (DDR SDRAM)

Este tipo de memoria RAM seguro que ya os suena más, puesto que es el tipo de memoria que se estandarizó a partir del año 2000, y a partir de aquí surgieron las siguientes generaciones: DDR2, DDR4 y las actuales DDR4.

Opera de la misma manera que la SDR SDRAM solo que el doble de rápido, es decir, es capaz de realizar dos instrucciones de lectura y dos de escritura por cada ciclo de reloj del procesador. Aunque es una versión mejorada de la SDR SDRAM, tiene diferencias físicas pues se amplía el número de pines de 168 a 184. Este tipo de memoria también opera a diferente voltaje (2.5V frente a los 3.3V de la SDR DRAM).

Dentro de este tipo de memoria, encontramos como decíamos hace un momento distintas versiones, además de la «DDR» a secas:

• DDR2 SDRAM: aunque mantiene el mismo número de operaciones por ciclo de reloj (dos de lectura y dos de escritura), es más rápida porque es capaz de funcionar a mayores velocidades. Las DDR funcionaban a 200 Mhz, mientras que las DDR2 lo hacían a 533 Mhz, con un menor voltaje (1.8V) y más pines (240).
• DDR3 SDRAM: múltiples mejoras respecto a las DDR2, que incluyen más velocidad, capacidad, menor consumo (1.5V) y mayor velocidad de funcionamiento (800 Mhz). Aunque tiene el mismo número de pines que la DDR2, estos aspectos hacen que no sean compatibles.
• DDR4 SDRAM: mejora de nuevo el rendimiento sobre la DDR3 con mayores velocidades (1600 Mhz), capacidades y funcionan a menor voltaje (1.2V). Este tipo de SDRAM usa 288 pines, así que tampoco es compatible con los anteriores.
• DDR5 SDRAM: ofrece el doble de ancho de banda con respecto a la memoria DDR4 y, por primera vez, ofrece soporte para dos canales simultáneos por módulo DIMM. Además también es el primero que permite modificar sus latencias en el propio sistema operativo, sin tener que recurrir a la BIOS.
  • CUDIMM: es una variante que agrega un controlador de reloj (CKD) que regenera la señal de reloj y la distribuye en las memorias. Mejora la estabilidad de las memorias y su rendimiento, permitiendo alcanzar velocidades de hasta 10.000 MT/s. No se requiere actualización de la placa base y/o procesador, así como ajustes adicionales.
• DDR6 SDRAM: la versión definitiva del estándar se espera que salga a mediados de 2025. Como suele ser normal, las primeras unidades irían destinadas a servidores y Data Centes, pudiéndose lanzar entre finales de 2025 y principios de 2026. Para el sector doméstico y de consumo se estima que podría lanzarse entre finales de 2026 y principios de 2027.

Memoria para la tarjeta gráfica (VRAM)

Las tarjetas gráficas, debido a que se encargan de la renderización de gráficos, requieren de memoria específica. Todas las tarjetas gráficas, en su placa, cuentan con chips de memoria soldados específicamente desarrollados para este componente. La principal diferencia con la memoria RAM está en el ancho de banda, muy superior en las memorias VRAM.

Actualmente, podemos encontrar dos grandes tipos de memorias en las tarjetas gráficas. Las tarjetas gráficas destinadas al gaming utilizan principalmente memorias GDDR6 por ofrecer una gran relación rendimiento/coste. Luego tenemos las HBM, que se caracterizan por tener un mayor ancho de banda que las GDDR, pero son más caras de producir y, por tanto, encarecen el producto final.

Graphics Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM (GDDR SDRAM)

Es un tipo de memoria específicamente diseñada para el renderizado de vídeo, típicamente en conjunto con una GPU en una tarjeta gráfica. Los PC modernos son bien conocidos por ser capaces de crear entornos 3D complejos con las tarjetas gráficas, y cada vez requieren mayor cantidad de memoria, y más rápida.

Actualmente conviven varias generaciones de este tipo de memorias:

• GDDR5: Su producción en masa empieza en 2008 y ofrece velocidades de transferencia de hasta 8 Gbps y un ancho de banda de 28 GB/s. Los chips se fabrican en capacidades de 512 Mb (64 MB) hasta los 8 Gb (1 GB) de capacidad. Estas memorias están actualmente en desuso.
• GDDR5X: Empieza a producirse de manera masiva en 2016 y es una sencilla actualización de las GDDR5. Las nuevas memorias ofrecen una velocidad de transferencia de hasta 14 Gbps, manteniendo el ancho de banda y las capacidades de los chips. También están en desuso.
• GDDR6: Micron fue el primer fabricante que empezó a ofrecer este producto en 2018 con una capacidad de 8 Gb (1 GB) por chip. Poco después Samsung anuncia sus chips de 16 Gb (2 GB). Estas memorias ofrecen velocidades de transferencia de hasta 16 Gbps. Actualmente se utilizan en tarjetas gráficas de gama media y baja.
• GDDR6X: Las empieza a fabricar Micron en 2020 y son, inicialmente, producto exclusivo para la gama alta de tarjetas gráficas NVIDIA. Estas memorias ofrecen una velocidad de transferencia de hasta 21 Gbps y con un ancho de banda de hasta 1 TB/s. 
• GDDR7: Se encuentran en fase de producción, aunque de momento ninguna tarjeta gráfica las utiliza. Que sepamos estas memorias ofrecen una velocidad de transferencia de hasta 32 Gbps con un ancho de banda de hasta 1.4 TB/s. Además, estas memorias deberían reducir hasta en un 20% el consumo de energía.

Memoria RAM High Bandwidth Memory (HBM)

La memoria HBM fue concebida por AMD y SK Hynix, aunque actualmente AMD está fuera de la ecuación en favor de Samsung. Es un tipo de memoria con capas apiladas en 3D, con varias matrices por pila, que permiten una gestión de los datos con un ancho de banda mucho mayor, comunicando las capas a través de TSV.

Su mayor particularidad es la enorme cantidad de canales de memoria que soporta, hasta 8 distintos, lo que la hace además un tipo de memoria ideal como DRAM para servidores de muchos núcleos que necesiten acceder a los datos de manera simultánea.

Estas memorias se caracterizan por ofrecer un mayor ancho de banda que las memorias GDDR. Presentan un gran problema, el coste de fabricación, que es muy superior al de las otras memorias para tarjetas gráficas. Para tarjetas gráficas comerciales, solo se ha usado en las AMD Radeon Vega.

Habitualmente las memorias HBM se utilizan para tarjetas aceleradoras de cómputo. También se pueden ver en procesadores de para superordenadores o similares. Son especialmente importantes para los campos del Deep Learning y la Inteligencia Artificial por la gran potencia que ofrecen.

Actualmente, estas son las variantes existentes y sus características:

• HBM2: Estas memorias se lanzaron en 2016 y ofrecen un ancho de banda de 1024 bits y una velocidad de transferencia de hasta 256 GB/s con una capacidad de 8 GB por stack de memoria. Se utilizaron en las AMD Radeon Vega 64 por motivos técnicos referentes al ancho de banda.
• BM2E: Se empiezan a producir en 2019 y llegan para ofrecer mejores prestaciones con respecto a la versión anterior. Permite capacidades de hasta 24 GB, aunque comercialmente solo se ha llegado a los 16 GB con velocidades de transferencia de 410 GB/s (memorias de Samsung) o bien 460 GB/s (memorias de SK Hynix)
• HBM3: Producidas en masa en 2021 por parte de SK Hynix, llegando en capacidades de 16 GB y 24 GB por chip de memoria. Estas memorias permiten velocidades de transferencia de hasta 819 GB/s.
• HBM3e: Actualmente solamente se utilizan en las aceleradoras NVIDIA Blackwell para inteligencia artificial. Ofrecen un máximo de capacidad de 32 GB por stack de memoria con unas velocidades de transferencia de hasta 1.229 GB/s.

¿Qué nos depara el futuro de la memoria RAM?

Lo más reciente e interesante podría ser el cambio de formato de las memorias RAM. Actualmente, la memoria del sistema utiliza los formatos estándares DIMM para sobremesa y SODIMM para portátiles y sistemas embebidos. Sobre todo, este último formato está bastante obsoleto y genera muchos problemas a los fabricantes de portátiles.

JEDEC ha adoptado el formato CAMM presentado por Dell hace algún tiempo y lo ha estandarizado. Así nacen los formatos CAMM2 para sobremesa y LPCAMM2 para ordenadores portátiles.

Sobre todo el que más interés ha despertado es el LPCAMM2 entre los fabricantes de los portátiles. Este formato nuevo se caracteriza por ocupar hasta un 60% menos de espacio con respecto a las memorias SODIMM. Adicionalmente, este diseño se puede instalar mucho más cerca del procesador y tiene otros ajustes, permitiendo una mejora en la eficiencia de hasta un 30%, aumentando así la autonomía de los portátiles.

Una de las mayores fortalezas de los formatos CAMM2 y LPCAMM2 es que permiten Dual Channel por módulo. El formato SODIMM requería de dos módulos de memoria RAM para poder utilizar esta tecnología. Gracias a este nuevo formato se puede hacer en un solo módulo, reduciendo las necesidades de espacio y energía aún más.

Aunque los primeros módulos de este tipo se basan en DDR5, no sería hasta el estándar DDR6 que se daría un cambio completo. Según los rumores, el DDR6 ya adoptara exclusivamente este formato y descartara los diseños DIMM y SODIMM, aunque no hay nada confirmado.