Data di pubblicazione: 21 marzo 2024
Autori: Josh Schneider, Ian Smalley
Un dual in-line memory module (DIMM) è un tipo comune di memoria modulare per computer utilizzata in computer desktop, laptop e server costituita da più chip di memoria ad accesso casuale (RAM) su un singolo circuito stampato.
I DIMM si collegano alla scheda madre del computer attraverso una connessione a doppia fila di pin, consentendo una velocità di trasferimento del percorso dati nativo a 64 bit intrinsecamente superiore e più efficiente rispetto ai precedenti tipi di hardware per il trasferimento dei dati della RAM, come i SIMM (single in-line memory modules).
I DIMM sono disponibili in una varietà di configurazioni e fattori di forma, la maggior parte dei quali sono standardizzati dal Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) per adattarsi ai tipici slot DIMM: i personal computer (PC) in genere richiedono un DIMM standard di 133,35 mm (5,25 pollici) mentre i laptop richiedono un SO-DIMM (small outline dual in-line memory module) da 67,6 mm (2,66 pollici). Oltre alle dimensioni fisiche del componente, i DIMM sono disponibili in un'ampia gamma di tipi di RAM.
Sebbene la maggior parte delle workstation moderne utilizzi chip di memoria DIMM, il tipo specifico di DIMM più adatto per un determinato computer dipende dai vincoli fisici dell'hardware e dall'applicazione prevista.
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Essenzialmente, un DIMM è un tipo di modulo RAM che utilizza un tipo specifico di connettore pin per aggiungere più chip RAM a un sistema informatico in modo da potenziare in modo efficiente l'unità di elaborazione centrale (CPU), il trasferimento dei dati e la velocità di trasferimento senza aumentare il consumo energetico. I sistemi informatici utilizzano la RAM per archiviare temporaneamente i dati attualmente in uso per eseguire operazioni in tempo reale. Le applicazioni più esigenti, come il rendering di video digitali o i giochi online, richiedono molta RAM. I sistemi informatici con una RAM insufficiente si rallentano o vanno in timeout.
In genere, le forme di data storage più veloci e costose, come la RAM, sono chiamate memoria, mentre l'hardware o i componenti di archiviazione stabili più economici sono definiti storage. I computer utilizzano lo storage per conservare la maggior parte dei dati, in particolare elementi come file di applicazioni, documenti e/o supporti che non sono necessari in quel preciso momento. I computer utilizzano la memoria, o RAM, per accedere e gestire dati e file rilevanti o necessari per le attività e le funzioni del momento.
La maggior parte delle memorie RAM è considerata una forma di memoria volatile, in quanto richiede elettricità costante per memorizzare i dati e perde tutti i dati memorizzati in caso di interruzione dell'alimentazione del sistema. Ecco perché i computer utilizzano forme di memoria non volatili che non richiedono alimentazione costante, come i dischi rigidi a stato solido, per lo storage a lungo termine.
I due tipi principali di RAM sono la memoria ad accesso casuale statica (SRAM) e la memoria ad accesso casuale dinamica (DRAM). Sviluppata all'inizio degli anni '60, la tecnologia SRAM utilizza i transistor per memorizzare i dati, una tecnologia veloce ed efficace ma ingombrante e costosa. Tuttavia, nel 1968, il ricercatore IBM Robert Dennard compì una delle scoperte più significative dell'informatica moderna quando inventò quelli che sarebbero diventati i primi chip DRAM sviluppati da Intel nel 1970, un'innovazione che ha aumentato così tanto la funzionalità della RAM che il suo impatto si fa sentire ancora oggi. Sebbene le celle di memoria di tipo SRAM siano ancora utilizzate per alcuni specifici scopi, la DRAM è diventata così dominante da essere quasi sinonimo di RAM, sebbene esistano anche molte sottocategorie di chip DRAM.
La principale innovazione di un dual in-line memory module (DIMM) rispetto a un single in-line memory module (SIMM) è il connettore a doppia fila di pin.
Con un SIMM, i chip RAM sono collegati in cortocircuito l'uno con l'altro e lasciano passare i dati solo attraverso un lato del modulo. La RAM DIMM, tuttavia, può raggiungere una velocità di trasmissione dei dati doppia utilizzando i pin del connettore su entrambi i lati del modulo.
Poiché il data storage massimo offerto da un SIMM è di 32 bit per ciclo di clock, i moduli SIMM vengono utilizzati in coppia per ottenere una velocità di trasferimento del percorso dati standard a 64 bit, con un consumo di 5 volt per SIMM. Il SIMM offre un data storage compreso tra 4 e 64 MB. Come abbiamo visto, i SIMM hanno connettori su un solo lato del circuito stampato.
Raddoppiando il numero di connettori, i DIMM raddoppiano efficacemente la capacità dei SIMM, richiedendo solo 3,3 volt. Questa innovazione richiede uno slot DIMM specializzato nella scheda madre del computer, perché il DIMM non è compatibile con gli slot SIMM. Tuttavia, la memoria di tipo DIMM è diventata la soluzione ideale per aggiungere memoria alla maggior parte dei sistemi informatici moderni, perché una singola unità DIMM offre da 32 MB a 1 GB di storage con una maggiore efficienza energetica.
Oltre al caratteristico connettore a doppia fila di pin, la maggior parte delle unità moderne condivide una serie di qualità vantaggiose che rendono il DIMM adatto a molti tipi diversi di calcolo.
All'interno dell'architettura di memoria di un sistema, i DIMM offrono una gestione indipendente dei singoli chip DRAM, denominati rank di memoria. La possibilità di accedere a più rank simultaneamente è fondamentale per supportare il processo di interleaving di più operazioni su più rank di memoria utilizzato dai moderni processori. Ad esempio, una CPU può leggere i dati da un rank mentre li scrive su un altro e cancellare entrambi i chip DRAM una volta terminata l'operazione, ottenendo un'elaborazione più rapida senza colli di bottiglia.
I DIMM si sono dimostrati in grado di fornire un supporto versatile per i progressi compiuti nel tempo nelle tecnologie di memorizzazione, anche all'interno della categoria Double Date Rate (DDR), che utilizza un controllo rigoroso della temporizzazione dei segnali elettrici di dati e di clock interni al computer per rendere possibili velocità di trasferimento più elevate. Sono disponibili varianti di DIMM che supportano gli standard DDR, DDR2, DDR4 e DDR5. Inoltre, i DIMM non volatili (NVDIMM) possono persino supportare opzioni RAM non volatili specializzate, che possono accelerare il disaster recovery, come un crash imprevisto del sistema, conservando i dati anche in assenza di alimentazione.
I DIMM aiutano anche nel disaster recovery supportando metodi ECC, come i protocolli SECDEC (single error correct, double error detect) che partizionano bit aggiuntivi oltre a quelli utilizzati nel trasferimento dei dati per verificare e correggere eventuali imprecisioni che potrebbero verificarsi durante la trasmissione.
I DIM si sono evoluti insieme all'hardware informatico moderno e sono progettati per adattarsi a vari tipi di schede madre. In combinazione con lo sviluppo di server montati su rack, le schede DIMM si sono ridotte per adattarsi a spazi ristretti, riducendo l'impronta dei data center e consentendo l'elaborazione portatile. Alcuni dei fattori di forma più diffusi includono i moduli SODIMM (small outline dual inline memory module) e Mini-DIMM ancora più piccoli.
A seconda del tipo di RAM, ogni tipo di DIMM ha una propria frequenza di clock, una propria velocità e un proprio bus per gestire le linee di dati, indirizzo e controllo. In quanto tali, i DIMM possono offrire varie velocità di trasferimento dati per soddisfare le esigenze specifiche di un determinato sistema informatico.
Oltre che per le dimensioni, la velocità e la capacità, i vari tipi di DIMM si differenziano anche per le caratteristiche funzionali uniche del DIMM stesso e per il tipo di chip RAM utilizzato.
Rispetto a un SIMM, l'architettura DIMM a doppio canale rende i dual in-line memory module due volte più funzionali rispetto ai loro predecessori.
Inoltre, i DIMM offrono molti vantaggi di ultima generazione e rappresentano la soluzione ideale per la maggior parte dei sistemi informatici moderni, progettati con slot DIMM per supportare due, quattro, sei o otto DIMM. I buffer DIMM aiutano a elaborare i segnali della CPU per ridurre il workload della memoria, mentre il design a doppio canale consente la distribuzione dei dati tra i moduli di memoria per un rapido interleaving di richieste multiple. Per casi d'uso particolarmente impegnativi, sono disponibili anche DIMM a tre e quattro canali. Dal personal computing ai data center più esigenti, le soluzioni DIMM avanzate consentono un'elaborazione all'avanguardia.
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