[#2] Corso di Informatica HW - La memoria RAM

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Guida: Nr 2

Piattaforma: Pc Desktop

Guide Correlate:

1) Il Processore

2) La Memoria Ram

3) La scheda madre

4) La scheda video

5) L’alimentatore

6) Il Case

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Guida utile per capire cos’è la memoria RAM, a che cosa serve e come sceglierla per configurare un PC. Ci sono diverse tipologie di memorie RAM, noi parleremo di quella comunemente utilizzata per i nostri PC casalinghi.

 

• Che cos’è la RAM di un PC?
  

La memoria RAM di un computer è un elemento indispensabile e viene utilizzata strettamente dal processore(link). Parliamo di una memoria allo stato solido che funge letteralmente da memoria virtuale per il nostro computer, in che senso? Per effettuare determinate operazioni come l’apertura di un software o l’esecuzione di molteplici processi/ risorse, il processore ha bisogno di una memoria dedicata dove poter collocare le molteplici istruzioni e le librerie di gestione di questi processi. Esempio:

Per aprire Adobe Photoshop che contiene infiniti pennelli, filtri, effetti, strumenti, livelli, può essere necessario un supporto minimo di 512 megabyte di (RAM) memoria virtuale nella quale il processore può collocare temporaneamente tutte queste funzioni attive e mantenerle disponibili. Non finisce qui. Se si comincia a disegnare e a utilizzare colori e sfumature, applicare filtri e ritagliare pezzi di disegno ecc ecc, non facciamo altro che creare byte che sovrascrivono byte, quindi andiamo ad aumentare la grandezza del nostro progetto, tutta questa memoria deve essere scritta da qualche parte, ma mai in modo definitivo poiché può essere modificata in caso di variazioni di colore o di forme, la materializzazione dei colori e delle forme richiede una memoria virtuale che si ricordi di ogni azione presa, di ogni forma creata, di ogni colore utilizzato e che non ci faccia perdere informazioni. questo spazio lo fornisce appunto la RAM.

Insomma, più memoria RAM ha il nostro computer e più facile sarà l’esecuzione di processi di grandi dimensioni.

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E questi sono gli slot presenti sulla scheda madre (link) nella quale vanno inseriti.

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• Come funziona la RAM?
  

All’apertura di un programma, le sue funzioni e i suoi dati utili allo sviluppo vengono resi disponibili temporaneamente nella RAM, quindi una porzione di memoria RAM viene occupata. Quando il programma viene chiuso, la memoria RAM viene svuotata e resa nuovamente disponibile per altri processi.

Con le nuove memorie RAM gli scambi di informazioni fra processore e memorie è talmente veloce che tempi di attesa in transiti standard quasi non ne abbiamo. Se apriamo troppi programmi o eseguiamo troppi processi intensivi, possiamo rischiare di saturare la memoria RAM disponibile e di perdere informazioni utili.

La RAM permette al processore di scrivere informazioni temporanee, di cancellarle e di riscriverne altre ogni qual volta che noi diamo comandi di esecuzione differenti. l'accesso alla memoria è sincrono, ovvero gestito dal clock che temporizza e sincronizza le operazioni di scambio dati con il processore, proprio come avviene nel processore(link), raggiungendo una velocità elevatissima.

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Come vedete in foto, ogni processo occupa una quantità differente di memoria virtuale, Photoshop mi sta occupando 9.696 Gb (Gigabyte) di memoria e Google Chrome me ne sta occupando quasi 900Mb (asd).

La RAM prende vita mediante tensioni elettriche quindi, come per il processore, l’utilizzo prolungato o l’utilizzo intensivo con overvolt/overlock causa un innalzamento della temperatura nei moduli di memoria. Fortunatamente le frequenze di clock delle memorie RAM standard non sono così alte da portare i moduli in surriscaldamento. E’ anche vero che i moduli di memorie più performanti sono dotate di dissipatori passivi o a dissipazione liquida.

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• Frequenza di clock?
  

Come il processore opera a determinate frequenze, anche la memoria agisce a determinate frequenze, ogni tipologia di memoria è configurata diversamente.

Gli scambi di informazioni fra Memoria RAM e processore avviene tramite il bus di sistema messo a disposizione dalla scheda madre che anch’esso ha una frequenza operativa prestabilita, questi tre componenti (Scheda madre, Processore, Memoria RAM)(link) vanno sincronizzati su un multiplo della frequenza di base del bus. Vediamo un elenco di tipologie di memorie e la loro frequenza operativa:

PC1600    200 MHz
PC2100    266 MHz
PC2700    333 MHz
PC3000    366 MHz
PC3200    400 MHz
PC3500    433 MHz
PC4300    533 MHz
PC5300    667 MHz
PC6400    800 MHz
PC8500    1066 MHz
PC10600    1333 MHz
PC12800    1600 MHz
PC14400    1800 MHz
PC16000    2000 MHz
PC17066    2133 MHz
PC17600    2200 MHz
PC19200    2400 MHz
PC20800    2600 MHz
RDRAM PC800    800 MHz
RDRAM PC1066    1066 MHz
RDRAM PC1200    1200 MHz
DDRAM PC3200    2600 MHz

 

• Quante tipologie?
  

Le RAM più frequenti di questa generazione sono le DDR3 (anche se già da diverso tempo sono uscite le DDR4). Ma cosa vuol dire DDR3?

Come per i processori(link), le memorie RAM passano di generazione in generazione con migliorie e aumento delle performance, delle efficienze energetiche. DDR significa double date rate, ed è una generazione di memorie con lunghezza di banda doppiamente più veloce rispetto le vecchie generazioni (che furono le SDRAM) la velocità è favorita dal fatto che nella memoria vengono trasmessi i dati sia sul fronte di salita che sul fronte di discesa del ciclo di clock.

Dagli anni novanta ad oggi possiamo indicizzare diverse tipologie di memorie RAM (di nostro interesse, quindi ambito PC) SDR, DDR, DDR2, DDR3, DDR4.

Ciò che distingue questi moduli sono i data buffer utilizzati, in genere la nuova generazione di DDR contiene il doppio dei data buffer della precedente, maggior frequenza operativa e maggior portata. Ho trovato un immagine che rende molto bene l’idea di come ci sia un evoluzione prestazionale dalla vecchia alla nuova generazione.r

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• Cosa sono i canali di memoria?
  

I canali di memoria (channel) sono una tecnologia sviluppata per raddoppiare la velocità di trasferimento dati fra memorie Ram e Processore. Quindi se con un canale fornisco un’ampiezza di banda di 64bit, con una configurazione a doppio canale,dove la scheda lo supporti, trasferisco a 128bit e non a 64 per volta, questo evita che il processore debba attendere i dati da un singolo canale. Lo stesso vale per una configurazione a tre canali e a quattro. Non sempre il fatto che la Scheda madre abbia 2 slot DIMM vuol dire che sia implementata la tecnologia a 2 canali (dual channel), bisogna sempre leggere le specifiche della scheda madre.

Solitamente le schede madri fornite di più slot DIMM, assegnano dei colori agli slot appositamente per identificare come abbinare i banchi per sfruttare tale tecnologia ovviamente l’abbinamento deve essere fatto fra 2 banchi di memoria simili, stessa frequenza e preferibilmente stessa architettura. Se si mettono in coppia 2 banchi differenti la tecnologia Dual channel non verrà abilitata:

 

Dual Channel[spoiler=foto]

 

Triple Channel[spoiler=foto]

 

Quad Channel[spoiler=foto]

 

• Memoria ECC o non ECC? cosa vuol dire ECC?
  

Le memorie RAM ECC (dove ecc sta per error correction code) sono più costose e leggermente più lente delle memorie non ECC, come mai? Perché appunto l’error correction code è un sistema adoperato per la correzione dei contenuti memorizzati (bit con errori) temporaneamente nelle memorie, solitamente queste tipologie di memorie vengono utilizzate per sistemi Server e sono in grado di generare log con i dettagli delle analisi e NON sono compatibili con tutti i processori e schede madri, bisogna sempre stare attenti alle specifiche.

Le memorie che servono a noi, sono le non ECC.

 

• Com’è fatta la RAM?
  

La memoria RAM è fatta da molteplici celle che contengono una tipologia di transistor in grado di mantenere cariche elettriche per lungo tempo. Queste celle danno la forma alla memoria che viene saldata su dei moduli (tipicamente) in fibra di vetro (che sarebbero i classici moduli DIMM).

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• Come scegliere la memoria RAM?
  

Come abbiamo detto, i diversi modelli di memoria si differiscono per capacità di memorie e frequenza operativa. In base alle nostre esigenze andremo a scegliere delle memorie più o meno performanti stando molto attenti però alle specifiche. NON possiamo scegliere le memorie che vogliamo solo perché sono più performanti.

 

Se si vuole installare UN banco di memoria RAM SINGOLO (single channel/1 canale):

 

• Verificare prima di tutto a quali frequenze comunica il processore con i banchi di RAM a lui compatibili, la dimensione massima gestibile e se supporta la memoria non ECC.
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Verificare in secondo luogo che la Scheda madre supporti le frequenze operative delle memorie compatibili al Processore, la tipologia di memorie (DDR2, DDR3…) e se supporta le memorie non ECC.
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A questo punto abbiamo dati necessari per capire quali memorie possiamo acquistare:
A che frequenza? Sia il processore che la scheda madre operano sul bus a 1600/1333Mhz
Di che dimensioni? Sia il processore che la scheda madre supportano fino a 32gb
Quale tipologia? Sia il processore che la scheda madre in questo caso supportano SOLO le DDR3
Quindi cercherò UN banco di memoria DDR3, con frequenza di 1333 o 1600mhz, da 4 o 8gb o più gb…
Fine.

 

Se si vogliono installari PIU' BANCHI di memoria per sfruttare il dual, tri o quad channel (2, 3 o 4 canali):

 

• Verificare OLTRE quanto detto nelle righe qui sopra, che il processore supporti tale tecnologia (nel caso della foto, il nostro processore supporta solo il dual channel, 2 canali)
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Verificare OLTRE quanto detto nelle righe qui sopra,che la scheda madre supporti tale tecnologia, quindi in questo caso il dual channel:
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A questo punto abbiamo dati necessari per capire quali memorie possiamo acquistare:
A che frequenza? Sia il processore che la scheda madre operano sul bus a 1600/1333Mhz
Di che dimensioni? Sia il processore che la scheda madre supportano fino a 32gb
Quale tipologia? Sia il processore che la scheda madre in questo caso supportano SOLO le DDR3
Quanti Banchi? Sia il processore che la scheda madre in questo caso supportano il dual channel, ma la scheda madre ha 4 slot liberi.
Quindi cercherò Due banchi di memoria DDR3, con frequenza di 1333 o 1600mhz, da 4 o 8gb per un totale di 8 o 16gb.
Oppure cercherò Quattro banchi (dato che la scheda madre ha 4 slot) di memoria con le caratteristiche appena riportate, di cui solo 2 sfrutteranno la tecnologia dual channel e gli altri 2 opereranno normalmente. E facendo 2 conti potrei arrivare ad ottenere 4 banchi da 4 o 8gb per un totale complessivo di 16 o 32gb.
Fine.

 

Come installare i banchi di memoria RAM:

Modificato 19 Marzo 2020 da Lucarelli