memoria de acceso aleatorio

La memoria de acceso aleatorio es el almacenamiento rápido y temporal que utiliza un procesador mientras está en funcionamiento. A diferencia de un disco duro o el almacenamiento flash, la RAM pierde todo su contenido en el momento en que se interrumpe la alimentación. Una estación de trabajo moderna podría tener 16 o 32 gigabytes de RAM; un sistema de control industrial podría usar mucho menos. El procesador puede leer o escribir en cualquier dirección de la RAM en un tiempo aproximadamente igual, que es lo que significa "acceso aleatorio". Esto es diferente del almacenamiento secuencial, como la cinta magnética, donde hay que "rebobinar" todo lo anterior para llegar a lo que se desea.

La distinción clave es la volatilidad. La RAM es memoria volátil: requiere energía eléctrica continua para mantener su contenido. La DRAM (RAM dinámica) es el tipo más común en la informática general. Almacena carga en pequeños condensadores, uno por bit, y debe refrescarse miles de veces por segundo para evitar que la carga se escape. La SRAM (RAM estática) utiliza biestables en su lugar y no necesita refresco, pero cuesta más por byte y consume más energía. Los equipos industriales a menudo utilizan SRAM donde la fiabilidad y la velocidad importan más que el coste. Las aplicaciones especializadas utilizan NVRAM (RAM no volátil), que combina la velocidad de la RAM con el almacenamiento persistente, utilizando normalmente una batería de respaldo o memoria flash junto con una matriz SRAM.

La velocidad de la RAM se mide en tiempo de acceso (normalmente nanosegundos) y ancho de banda (gigabytes por segundo). Las velocidades de la DRAM moderna se expresan en MHz o tasa de datos (por ejemplo, DDR4-3200 significa transferencia de datos a 3200 MHz). La latencia, el retardo entre una solicitud de lectura y la aparición de los datos, es importante para los sistemas en tiempo real. En el control de fabricación, los servomotores y los equipos de prueba, una RAM lenta puede introducir fluctuaciones inaceptables o ventanas de tiempo perdidas. Los sistemas embebidos industriales a menudo especifican explícitamente la temporización de la RAM en sus hojas de datos.

Modos de fallo y límites ambientales

La RAM se degrada bajo estrés térmico. La mayoría de las DRAM operan entre 0 y 70 grados Celsius; exceder esto acorta su vida útil y aumenta las tasas de errores "suaves". Los errores "suaves" (cambios de un solo bit causados por la radiación cósmica o partículas alfa) son raros en un solo módulo, pero se vuelven estadísticamente significativos en grandes instalaciones o aplicaciones aeroespaciales. La RAM con código de corrección de errores (ECC) detecta y corrige errores de un solo bit en tiempo real, lo cual es crítico para servidores y sistemas de control de misión crítica. La RAM de paridad, un esquema más simple, solo detecta errores sin corregirlos.

En entornos industriales, la RAM debe soportar vibraciones, ruido eléctrico y temperaturas extremas. Las especificaciones militares y de aviación (por ejemplo, MIL-STD) a menudo exigen rangos de temperatura extendidos. Los errores en ráfaga, múltiples bits corruptos juntos, pueden ocurrir debido a transitorios en la fuente de alimentación o interferencias electromagnéticas; los condensadores de desacoplamiento y el blindaje adecuados los mitigan. Los módulos de RAM en sí mismos no suelen ser reemplazables en campo en sistemas embebidos; en su lugar, se cambia toda la placa. La RAM de escritorio y de servidor utiliza factores de forma estándar (DIMM, SO-DIMM), lo que facilita el reemplazo una vez que el sistema está apagado y descargado.