¿Qué es una DRAM?
La DRAM es una memoria de almacenamiento volátil, que emplea elementos semiconductores. Se le conoce tambien como Dynamic Random Access Memory (Memoria Dinámica de Acceso Aleatorio).
Usos de la DRAM
La DRAM se utiliza principalmente en ordenadores personales y unidades de control de maquinaria industrial, donde se requiere una memoria barata y de gran capacidad.
Su circuito interno cuenta con una estructura muy simple, ya que solo consta de un condensador y un transitor de efecto de campo (FET) que almacena carga eléctrica. Debido a esta simplicidad, la DRAM es adecuada para la integración a gran escala junto con la miniaturización de los procesos de semiconductores FET. Sin embargo, su costo unitario por capacidad de almacenamiento es inferior al de otros medios de almacenamiento como la SRAM.
Sin embargo, debido al proceso de actualización constante de escritura y lectura de información para mantener la carga, el consumo de energía es elevado. Esto hace que la DRAM no sea adecuada para dispositivos pequeños como smartphones y terminales móviles.
Principio de la DRAM
El principio fundamental de la DRAM es que maneja una gran cantidad de datos como medio de almacenamiento mediante un número binario: 1 cuando hay carga almacenada en el condensador del circuito interno y 0 cuando no hay carga. Las celdas de memoria de la DRAM constan de un par de FET y condensadores, que existen en gran número dentro del circuito.
Al escribir datos, los FET acumulan carga en el condensador, lo que hace que la parte del condensador con una tensión alta se convierta en 1 y la parte del condensador en la que no se acumula carga se convierta en 0. Al leer los datos, la carga almacenada en el condensador se transfiere al circuito interno, estableciendo 1 cuando hay carga y 0 cuando no la hay. Para leer datos, se libera la carga de la parte correspondiente del condensador, y se utiliza la operación inversa a la escritura para identificar si la carga almacenada representa un 0 o un 1. De esta manera, el sistema almacena y procesa datos digitales realizando estas operaciones innumerables veces.
Debido al mecanismo descrito anteriormente, las DRAMs pueden retener información únicamente mientras se suministra energía eléctrica, ya que se necesita una tensión constante en el condensador para mantener la carga. Por ello, las DRAMs se clasifican como memorias volátiles.
Otra Información sobre las DRAM
1. Diferencia entre DRAM y SRAM
Generalmente, la DRAM y la SRAM se comparan cuando es necesario aumentar la capacidad de memoria de un ordenador.
Cada una tiene sus propias características, siendo la SRAM la que ofrece mejores prestaciones de memoria. La principal diferencia es si el estilo de memoria es dinámico o estático, ya que la DRAM lee y escribe información constantemente, mientras que la SRAM es lo contrario. Aunque tiene altas velocidades de lectura/escritura y bajo consumo, su desventaja es que es difícil de integrar a gran escala debido a la complejidad de sus circuitos internos. Si se necesita una memoria pequeña, barata y de gran capacidad, es importante seleccionar un tamaño adecuado de DRAM.
2. Diferencias entre DRAM y Memoria Flash
La memoria flash es un tipo de dispositivo semiconductor con funciones similares a la DRAM. Ambas desempeñan papeles diferentes en los ordenadores debido a sus características.
La DRAM es volátil y pierde la información almacenada cuando se interrumpe el suministro de energía eléctrica. Sin embargo, gracias a su alta velocidad de procesamiento, se utiliza como memoria principal en los ordenadores para almacenar temporalmente los datos necesarios en las operaciones aritméticas. Por otro lado, la memoria flash, es no volátil y no requiere un suministro continuo de carga eléctrica para retener los datos, por lo que se utiliza principalmente para el almacenamiento de datos a largo plazo.
Si bien la DRAM es más rápida en términos de lectura/escritura de datos, también es más costosa en comparación con la memoria flash. En contraste con los discos duros y las cintas magnéticas, que se utilizan para el almacenamiento de datos a largo plazo, la memoria flash tiene una mayor velocidad de lectura/escritura de datos y en los últimos años se ha utilizado para productos de almacenamiento como las SSD y las memorias USB, ya que su precio ha ido disminuyendo notablemente.
3. Operación de la DRAM
La DRAM es un dispositivo volátil que pierde su memoria a menos que se le suministre energía de forma continua, por lo que es necesario reponer la carga eléctrica periódicamente. Esta operación de reposición de carga se denomina operación de refresco. Este intervalo se denomina ciclo de refresco. Normalmente, las operaciones de refresco se realizan a intervalos de 15 microsegundos a 60 microsegundos.
Como no se puede acceder a la memoria durante la operación de refresco, ésta debe realizarse en el menor tiempo posible. Se puede decir que las memorias que pueden realizar operaciones de refresco en un tiempo más corto tienen un mayor rendimiento.
4. Evolución de la Capacidad de las Memorias DRAM
En los años 90, los fabricantes japoneses lideraron la industria, logrando que la capacidad de la memoria DRAM se multiplicara por cuatro en cada generación, pasando de 1 Mbit a 4 Mbit. Sin embargo, en la década de 2000, el aumento de la capacidad se desaceleró de 1Gbit a 2Gbits, y en la década de 2020, el incremento ha sido inferior a 16Gbits.
El aumento de su capacidad de almacenamiento contribuye al proceso de miniaturización de los FET semiconductores, que son dispositivos electrónicos utilizados en la construcción de microprocesadores y circuitos integrados.
Los nodos de proceso más avanzados de semiconductores se han reducido en tamaño hasta varios nanómetros (nm) y son objeto de intensa competencia por parte de empresas e institutos de investigación de renombre en todo el mundo.