Memoria dinámica de acceso aleatorio


La memoria dinámica de acceso aleatorio ( RAM dinámica o DRAM ) es un tipo de memoria semiconductora de acceso aleatorio que almacena cada bit de datos en una celda de memoria , que generalmente consta de un pequeño capacitor y un transistor , ambos típicamente basados ​​en semiconductores de óxido metálico. (MOS) tecnología. Si bien la mayoría de los diseños de celdas de memoria DRAM usan un capacitor y un transistor, algunos solo usan dos transistores. En los diseños en los que se utiliza un condensador, el condensador puede cargarse o descargarse; estos dos estados se toman para representar los dos valores de un bit, llamados convencionalmente 0 y 1. La carga eléctricaen los condensadores se escapa lentamente, por lo que sin la intervención los datos en el chip pronto se perderían. Para evitar esto, DRAM requiere un circuito de actualización de memoria externa que periódicamente reescribe los datos en los capacitores, restaurándolos a su carga original. Este proceso de actualización es la característica definitoria de la memoria dinámica de acceso aleatorio, en contraste con la memoria estática de acceso aleatorio (SRAM), que no requiere que se actualicen los datos. A diferencia de la memoria flash , la DRAM es una memoria volátil (frente a una memoria no volátil ), ya que pierde sus datos rápidamente cuando se corta la energía. Sin embargo, DRAM exhibe una remanencia de datos limitada .

La DRAM generalmente toma la forma de un chip de circuito integrado, que puede constar de decenas a miles de millones de celdas de memoria DRAM. Los chips DRAM se utilizan ampliamente en la electrónica digital donde se requiere memoria de computadora de alta capacidad y bajo costo . Una de las aplicaciones más grandes para DRAM es la memoria principal (coloquialmente llamada "RAM") en las computadoras y tarjetas gráficas modernas (donde la "memoria principal" se llama memoria gráfica ). También se utiliza en muchos dispositivos portátiles y videojuegos.consolas Por el contrario, la SRAM, que es más rápida y cara que la DRAM, se utiliza normalmente cuando la velocidad es más importante que el coste y el tamaño, como las memorias caché de los procesadores .

Debido a la necesidad de un sistema para realizar la actualización, DRAM tiene requisitos de temporización y circuitos más complicados que SRAM, pero se usa mucho más ampliamente. La ventaja de DRAM es la simplicidad estructural de sus celdas de memoria: solo se requieren un transistor y un capacitor por bit, en comparación con cuatro o seis transistores en SRAM. Esto permite que la DRAM alcance densidades muy altas , lo que hace que la DRAM sea mucho más barata por bit. Los transistores y condensadores utilizados son extremadamente pequeños; miles de millones pueden caber en un solo chip de memoria. Debido a la naturaleza dinámica de sus celdas de memoria, DRAM consume cantidades relativamente grandes de energía, con diferentes formas de administrar el consumo de energía.

DRAM tuvo un aumento del 47% en el precio por bit en 2017, el salto más grande en 30 años desde el salto del 45% en 1988, mientras que en los últimos años el precio ha estado bajando. [3]

La máquina criptoanalítica con nombre en código "Aquarius" utilizada en Bletchley Park durante la Segunda Guerra Mundial incorporó una memoria dinámica cableada. Se leyó una cinta de papel y los caracteres en ella "se recordaron en una tienda dinámica ... La tienda usó un gran banco de condensadores, que estaban cargados o no, un condensador cargado que representa la cruz (1) y un punto de condensador descargado ( 0). Dado que la carga se fue fugando gradualmente, se aplicó un pulso periódico para recargar a los que aún estaban cargados (de ahí el término 'dinámico') ". [4]

En 1964, Arnold Farber y Eugene Schlig, que trabajaban para IBM, crearon una celda de memoria cableada, utilizando una puerta de transistor y un pestillo de diodo de túnel . Reemplazaron el pestillo con dos transistores y dos resistencias , una configuración que se conoció como celda Farber-Schlig. Ese año presentaron un cierre de invención, pero inicialmente fue rechazado. [5] [6] En 1965, Benjamin Agusta y su equipo en IBM crearon un chip de memoria de silicio de 16 bits basado en la celda Farber-Schlig, con 80 transistores, 64 resistencias y 4 diodos. La calculadora electrónica Toshiba "Toscal" BC-1411 , que se introdujo en noviembre de 1965, [7] [8] utilizó una forma de DRAM capacitiva (180 bits) construida a partir de celdas de memoria bipolar discretas . [7] [9]


Un troquel fotografía de la Micron Technology MT4C1024 DRAM circuito integrado (1994). Tiene una capacidad de 1  megabit equivalente a bits o 128 kB. [1]
Placa base de la computadora NeXTcube , 1990, con DRAM de memoria principal de 64 MiB (arriba a la izquierda) y 256 KiB de VRAM [2] (borde inferior, derecho del medio).
Un dibujo esquemático que muestra la sección transversal de la celda DRAM NMOS original de un transistor y un capacitor . Fue patentado en 1968.
Los principios de funcionamiento para leer una matriz DRAM simple de 4 4
Estructura básica de una matriz de celdas DRAM
Escribir en una celda DRAM
Las ubicaciones de los nodos de almacenamiento autoalineados simplifican el proceso de fabricación en la DRAM moderna. [37]
Un par de módulos EDO DRAM de 32  MB
La matriz de un paquete Samsung DDR-SDRAM de 64 MBit
Un paquete SDRAM Qimonda GDDR3 de 512 MBit
Dentro de un paquete Samsung GDDR3 de 256 MBit
RAM pseudo estática CMOS de alta velocidad de 1 Mbit , fabricada por Toshiba