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 basados ​​​​generalmente en semiconductores de óxido de metal. (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 donde se usa un capacitor, el capacitor puede cargarse o descargarse; estos dos estados se toman para representar los dos valores de un bit, convencionalmente llamados 0 y 1. La carga eléctricaen los condensadores se filtra gradualmente; sin intervención, los datos del condensador pronto se perderían. Para evitar esto, DRAM requiere un circuito de actualización de memoria externa que reescribe periódicamente 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 la memoria no volátil ), ya que pierde sus datos rápidamente cuando se desconecta la alimentación. Sin embargo, la DRAM exhibe una remanencia de datos limitada .

DRAM generalmente toma la forma de un chip de circuito integrado, que puede constar de docenas a miles de millones de celdas de memoria DRAM. Los chips DRAM se usan ampliamente en la electrónica digital donde se requiere una memoria de computadora de bajo costo y alta capacidad . Una de las aplicaciones más grandes para DRAM es la memoria principal (coloquialmente llamada "RAM") en 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 más costosa que la DRAM, se usa generalmente donde la velocidad es más importante que el costo y el tamaño, como las memorias caché en los procesadores .

La necesidad de actualizar la DRAM exige circuitos y tiempos más complicados que la SRAM. Esto se compensa con la simplicidad estructural de las celdas de memoria DRAM: solo se requiere 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 con una reducción simultánea del costo por bit. Actualizar los datos consume energía y se utilizan una variedad de técnicas para administrar el consumo total 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 la cinta de papel y los caracteres en ella "fueron recordados en una tienda dinámica... La tienda usó un gran banco de condensadores, que estaban cargados o no, un condensador cargado que representaba la cruz (1) y un punto de condensador descargado ( 0). Dado que la carga se fue perdiendo gradualmente, se aplicó un pulso periódico para recargar 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 diodo de túnel . Reemplazaron el pestillo con dos transistores y dos resistencias , una configuración que se conoció como la celda de Farber-Schlig. Ese año presentaron un cierre de invención, pero inicialmente fue rechazado. [5] [6] En 1965, Benjamin Agusta y su equipo de 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] usó una forma de DRAM capacitiva (180 bits) construida a partir de celdas de memoria bipolares discretas. [7] [9]


Una fotografía del circuito integrado Micron Technology MT4C1024 DRAM (1994). Tiene una capacidad de 1  megabit equivalente a bits o 128 kB. [1]
Placa base de la computadora NeXTcube , 1990, con memoria principal DRAM de 64 MiB (arriba a la izquierda) y 256 KiB de VRAM [2] (borde inferior, a la derecha del centro).
Un dibujo esquemático que representa la sección transversal de la celda DRAM NMOS original de un transistor y un capacitor. Fue patentado en 1968.
Los principios de operación para leer una matriz simple de 4 4 ​​DRAM
Estructura básica de una matriz de celdas DRAM
Escritura en una celda DRAM
Las ubicaciones de los nodos de almacenamiento autoalineados simplifican el proceso de fabricación en la DRAM moderna. [36]
Un par de  módulos EDO DRAM de 32 MB
La matriz de un paquete Samsung DDR-SDRAM de 64 MBit
Un paquete Qimonda GDDR3 SDRAM de 512 MBit
Dentro de un paquete Samsung GDDR3 de 256 MBit
RAM pseudoestática CMOS de alta velocidad de 1 Mbit , fabricada por Toshiba