Publicado: 21 de marzo de 2024
Colaboradores: Josh Schneider, Ian Smalley
Un módulo de memoria dual en línea (DIMM) es un tipo habitual de hardware modular de memoria informática que se utiliza en ordenadores de sobremesa, portátiles y servidores y que consta de varios chips de memoria de acceso aleatorio (RAM) en una única placa de circuito impreso.
Los módulos DIMM se conectan a la placa base de un ordenador mediante una conexión de pines de doble cara, lo que permite un rendimiento nativo de la ruta de datos de 64 bits que es intrínsecamente más rápido y eficiente que los tipos anteriores de hardware de transferencia de datos de RAM, como los módulos de memoria simple en línea (SIMM).
Los módulos DIMM están disponibles en una gran variedad de configuraciones y factores de forma, la mayoría de los cuales están estandarizados por el Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos (JEDEC) para encajar en las ranuras DIMM típicas: los ordenadores personales (PC) suelen necesitar un módulo DIMM estándar de 133,35 mm (5,25 in) y los portátiles un módulo de memoria dual en línea de contorno pequeño (SO-DIMM) inferior de 67,6 mm (2,66 in). Además de las dimensiones físicas del componente, los módulos DIMM también están disponibles en una amplia gama de diferentes tipos de memoria RAM.
Aunque la mayoría de las estaciones de trabajo modernas utilizan chips de memoria DIMM, el tipo específico de DIMM más adecuado para un ordenador determinado depende de las limitaciones físicas del hardware y de su aplicación prevista.
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Esencialmente, un módulo DIMM es un tipo de módulo RAM que utiliza un tipo específico de conector de pines para añadir varios chips de memoria RAM a un sistema informático de forma que se incrementen de manera eficiente las velocidades de la unidad central de procesamiento (CPU), de transferencia de datos y de rendimiento sin aumentar el consumo energético. Los sistemas informáticos utilizan la RAM para almacenar de forma temporal datos que en ese momento se están utilizando para realizar operaciones en tiempo real. Las aplicaciones más exigentes, como la renderización de vídeo digital o los juegos en línea, requieren mucha RAM. Los sistemas informáticos con una RAM insuficiente funcionan con lentitud o pierden tiempo.
Generalmente, las formas rápidas y más caras de almacenamiento de datos, como la memoria RAM, se denominan memoria, mientras que el hardware o los componentes de almacenamiento estables y más baratos se denominan almacenamiento. Los ordenadores utilizan el almacenamiento para guardar la mayoría de los datos, especialmente cosas como archivos de aplicaciones, documentos y/o archivos multimedia que pueden no necesitarse en ese momento. Los ordenadores utilizan la memoria, o RAM, para acceder a los datos y archivos que son relevantes o necesarios para las actividades y funciones de un momento a otro, y para gestionarlos.
La mayoría de las memorias RAM se consideran una forma volátil de memoria porque necesitan electricidad constante para almacenar los datos y perderían todos los datos almacenados si el sistema se quedara sin alimentación. Por eso los ordenadores utilizan formas no volátiles de memoria que no requieren alimentación constante, como los discos duros de estado sólido, para el almacenamiento a largo plazo.
Los dos tipos principales de memoria RAM son la memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) y la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM). Desarrollada a principios de la década de 1960, la tecnología SRAM utiliza transistores para almacenar datos, lo que resulta rápido y eficaz, pero voluminoso y caro. Sin embargo, en 1968, el investigador de IBM Robert Dennard realizó uno de los avances más significativos de la informática moderna cuando inventó lo que se convertirían en los primeros chips DRAM desarrollados por Intel en 1970, una innovación que incrementó de forma tan tremenda la funcionalidad de la RAM que su impacto todavía perdura hoy en día. Aunque las células de memoria de tipo SRAM se siguen utilizando para algunos fines determinados, la DRAM se ha convertido en algo tan dominante que es casi sinónimo de RAM, aunque también existen muchas subcategorías de chips DRAM.
La principal innovación de un módulo de memoria dual en línea (DIMM) con respecto a los módulos de memoria simple en línea (SIMM) es el conector de pines de doble cara.
Con un SIMM, los chips de RAM están conectados en cortocircuito y solo pasan datos por un lado del módulo. La RAM DIMM, sin embargo, puede alcanzar una velocidad de paso de datos doble utilizando los pines del conector a ambos lados del módulo.
Dado que el almacenamiento máximo de datos que ofrece un SIMM es de 32 bits por ciclo de reloj, los módulos SIMM se utilizan por pares para lograr una velocidad de transferencia de ruta de datos estándar de 64 bits, con un consumo de tensión de 5 voltios por SIMM. Los módulos SIMM ofrecen de 4 MB a 64 MB de almacenamiento de datos. Como se ha dicho, los SIMM tienen conectores en un solo lado de la placa de circuito.
Al duplicar el número de conectores, los módulos DIMM duplican de forma efectiva la capacidad de los SIMM y solo necesitan 3,3 voltios. Esta innovación sí requiere una ranura DIMM especializada en la placa base del ordenador, ya que los DIMM no son compatibles con las ranuras SIMM. Sin embargo, la memoria de estilo DIMM se ha convertido en la solución preferida para añadir memoria a la mayoría de los sistemas informáticos modernos, ya que una sola unidad DIMM de 32 MB a 1 GB de almacenamiento ofrece una mayor eficiencia energética.
Además del característico conector de pines de doble cara, la mayoría de las unidades modernas comparten una serie de cualidades beneficiosas que hacen que los DIMM sean idóneos para muchos tipos de informática.
Dentro de la arquitectura de memoria de un sistema, los módulos DIMM ofrecen una gestión independiente de sus chips DRAM individuales, denominados rangos de memoria. Proporcionar acceso a varios rangos de manera simultánea es fundamental para soportar el proceso de intercalación de varias operaciones en varios rangos de memoria que utilizan los procesadores modernos. Por ejemplo, una CPU puede leer datos de un rango mientras escribe en otro y borrar ambos chips DRAM una vez finalizada la operación, lo que permite un procesamiento más rápido sin cuellos de botella.
Los módulos DIMM han demostrado ser capaces de proporcionar una compatibilidad versátil con los avances realizados en la tecnología de memoria a lo largo del tiempo, incluso dentro de la categoría de doble velocidad de datos (DDR), que utiliza un control estricto de la sincronización de las señales eléctricas internas de datos y reloj del ordenador para hacer posibles velocidades de transferencia más altas. Existen variantes de DIMM compatibles con los estándares DDR, DDR2, DDR4 y DDR5. Además, los módulos DIMM no volátiles (NVDIMM) pueden incluso ser compatibles con opciones especializadas de RAM no volátil, que pueden agilizar la recuperación en caso de desastre, como una caída inesperada del sistema, al conservar los datos incluso sin alimentación.
Los módulos DIMM también contribuyen a la recuperación en caso de desastre al ser compatibles con métodos de ECC, como los protocolos de corrección simple de errores y detección doble de errores (SECDEC), que separan bits adicionales de los utilizados en la transferencia de datos para verificar y corregir cualquier imprecisión que pueda surgir durante la transmisión.
Los módulos DIMM han evolucionado a la par que el hardware informático moderno y están estandarizados para adaptarse a varios tipos de placas base. Coincidiendo con el desarrollo de los servidores montados en bastidor, las tarjetas DIMM se han encogido para adaptarse a espacios estrechos, reduciendo las huellas de los centros de datos y permitiendo la informática portátil. Algunos factores de forma populares son los módulos de memoria dual en línea de contorno pequeño (SODIMM) y el aún más pequeño mini-DIMM.
Dependiendo del tipo de RAM, cada tipo de DIMM tiene su propia frecuencia de reloj, velocidad y bus para gestionar las líneas de datos, dirección y control. Como tales, los módulos DIMM pueden ofrecer diversas velocidades de transferencia de datos para satisfacer las demandas únicas de cualquier sistema informático.
Aparte del tamaño, la velocidad y la capacidad, las variedades de DIMM también se diferencian por las características funcionales únicas del propio DIMM, así como por el tipo de chips de RAM utilizados.
- Módulos DIMM sin búfer (UDIMM): como su nombre indica, los módulos DIMM sin búfer no tienen búfer de memoria y funcionan comunicándose directamente con el controlador de memoria situado en la CPU. Los módulos UDIMM son conocidos por su velocidad rentable y se utilizan con frecuencia en ordenadores de sobremesa y portátiles.
- Módulos DIMM con búfer completo (FB-DIMM): a diferencia de los UDIMM, los FB-DIMM incorporan un búfer de memoria avanzado (AMB) para facilitar la comunicación entre el módulo de memoria y el controlador de memoria. El bus AMB divide las operaciones en dos partes (lectura y escritura) y puede realizar ambas funciones de forma simultánea para mejorar el rendimiento. Los módulos FB-DIMM ofrecen una mayor fiabilidad, integridad de la señal y velocidad de detección de errores, lo que los convierte en la opción preferida para servidores y estaciones de trabajo que exigen una mayor capacidad de memoria.
- Módulos DIMM registrados (RDIMM): llamados así por los registros de memoria adicionales situados entre el controlador de memoria y el módulo de memoria, los módulos RDIMM también se denominan memorias con búfer y son muy adecuados para servidores y otros sistemas que requieren una gran estabilidad. Los módulos RDIMM almacenan en búfer los comandos, direcciones y ciclos de reloj de la CPU y dirigen las instrucciones a registros de memoria específicos, reduciendo la carga del controlador de memoria.
- Módulos DIMM de carga reducida (LR-DIMM): otra subcategoría de DIMM con búfer, los LR-DIMM incorporan un búfer de memoria de aislamiento (iMB) para reducir la carga de la CPU y conseguir mejores velocidades y capacidad al separar los chips DRAM del DIMM de la CPU principal. En lugar de comunicarse directamente con la DRAM, el controlador de memoria envía las instrucciones al chip iMB y, a continuación, la memoria intermedia realiza todas las operaciones.
- RAM dinámica síncrona (SDRAM)/velocidad de datos única (SDR): el término SDR SDRAM se abrevia a menudo como SDRAM, ya que estos tipos de RAM son sinónimos. La SDRAM sincroniza las operaciones con la velocidad de reloj del microprocesador subyacente, lo que se traduce en un aumento sustancial de la capacidad de los módulos DIMM para instrucciones ejecutables por unidad de tiempo de reloj. Mientras que la memoria DRAM asíncrona responde a la entrada de la CPU de forma inmediata, la SDRAM espera a la señal de reloj antes de ejecutar las instrucciones. Este método, conocido como "pipelining" o segmentación, permite a la SDRAM recibir (leer) nuevas órdenes antes de que las instrucciones anteriores se hayan completado por completo (escribir). Como resultado, la CPU puede procesar simultáneamente órdenes superpuestas, ejecutando una función de lectura y otra de escritura por ciclo de reloj, lo que se traduce en mayores tasas de transferencia y rendimiento globales de la CPU.
- Doble velocidad de datos (DDR): la DDR SDRAM funciona como la SDR SDRAM, con el doble de velocidad. La SDRAM DDR procesa dos instrucciones de lectura y dos de escritura por ciclo de reloj y también funciona a un voltaje estándar más bajo: 2,5 voltios frente a 3,3 voltios.
- Doble velocidad de datos 2 (DDR2): una mejora de la SDRAM DDR, este tipo de RAM también realiza dos funciones de lectura y escritura por ciclo de reloj, pero con compatibilidad para velocidades de reloj más altas, lo que se traduce en un rendimiento más rápido. Mientras que los módulos DDR ROM estándar alcanzan un máximo de 200 MHz, la memoria DDR2 puede alcanzar los 533 MHz, con la ventaja adicional de que solo necesita 1,8 voltios.
- Doble velocidad de datos 3 (DDR3): la siguiente evolución de la DDR2; la DDR3 utiliza un procesamiento de señales avanzado para mejorar la fiabilidad, la capacidad de memoria y el consumo energético (1,5 voltios).
- Doble velocidad de datos 4 (DDR4): una mejora más con respecto a la DDR3; las mejoras en el procesamiento de señales otorgan a la DDR4 aún mayor capacidad, rendimiento y menor consumo energético (1,2 voltios) con velocidades de reloj superiores de hasta 1600 MHz.
En comparación con un SIMM, la arquitectura DIMM de doble canal hace que los módulos de memoria dual en línea sean el doble de funcionales que sus predecesores.
Además, los módulos DIMM ofrecen muchas ventajas de última generación, lo que los convierte en la solución preferida para la mayoría de los sistemas informáticos modernos, que están diseñados con ranuras DIMM para albergar dos, cuatro, seis u ocho módulos DIMM individuales. Los búferes de los módulos DIMM ayudan a procesar las señales de la CPU para reducir la carga de trabajo de la memoria, mientras que el diseño de doble canal permite distribuir los datos entre los módulos de memoria para intercalar rápidamente varias peticiones. Para casos de uso especialmente exigentes, también hay disponibles módulos DIMM de triple y cuádruple canal. Desde la informática personal hasta los centros de datos más exigentes, las soluciones DIMM avanzadas permiten una informática de vanguardia.
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