La memoria del computer, nota anche come memoria principale o memoria primaria, fornisce uno storage temporaneo per le attività computazionali, rendendolo cruciale per il funzionamento di un computer. I dati vengono memorizzati in memoria in modo che possano essere inviati all'unità di elaborazione centrale (CPU) per i calcoli e un'applicazione possa recuperare i dati quando necessario.
Come funziona la memoria del computer?
La memoria del computer è una serie di transistor e condensatori costruiti come circuiti. Ogni cella di un circuito contiene un bit, che è un valore binario 1 o 0. Per semplificare le cose, ci concentreremo su come funziona in un tipico personal computer con il tipo più semplice di memoria per computer, la memoria ad accesso casuale (RAM).
Il condensatore nella cella memorizza il bit e il transistor aggiorna e ricarica continuamente il condensatore in modo che memorizzi i dati fino a quando l'alimentazione non è spenta. I circuiti sono saldati su una scheda e la scheda rappresenta RAM con capacità di storage di 8G, 16GB, 32GB o 64GB. La scheda scorre in un socket RAM sulla scheda madre del computer, di solito adiacente al socket CPU.
Per un calcolo efficace, la memoria primaria (RAM) e i supporti di storage non volatili lavorano insieme per garantire le performance e la persistenza dei dati. La memoria primaria è volatile, ma è veloce e garantisce che un computer risponda rapidamente agli input e alle richieste degli utenti provenienti dal sistema operativo. Lo storage secondario non è veloce come la memoria primaria, ma conserva i dati anche dopo lo spegnimento del computer. Poiché la memoria primaria è più veloce e densa con le celle di memoria, è più costosa dello storage secondario.
Perché la RAM è importante?
Senza RAM, un computer deve recuperare i dati da un'unità e inviarli alla CPU. Mentre le unità sono diventate più veloci nel corso degli anni, la RAM è ancora più veloce e un dispositivo di comunicazione diretta che consente alla CPU di recuperare i dati. Ogni computer, inclusi workstation, desktop, mainframe, server, dispositivi mobili, smartphone e laptop, ha un qualche tipo di RAM installata.
I diversi tipi di memoria per computer
Comprendere i vari tipi di memoria del computer è essenziale per comprendere le funzionalità e le performance dei sistemi informatici. Qui esaminiamo le diverse forme di memoria, facendo luce sulle loro caratteristiche e finalità distinte.
Memoria ad accesso casuale (RAM)
La RAM è un tipo di memoria volatile, ovvero perde i dati quando il sistema viene spento. È utilizzato per il data storage temporaneo, consentendo all'unità di elaborazione centrale (CPU) di accedere ed elaborare rapidamente i dati.
Video Random Access Memory (VRAM)
La VRAM è una memoria grafica dedicata utilizzata per archiviare i dati di immagini e video, che facilita il rendering più rapido e migliora le performance grafiche.
Static Random Access Memory (SRAM)
La SRAM è un tipo di memoria volatile che conserva i dati per tutto il tempo di alimentazione, offrendo velocità di accesso più elevate rispetto alla DRAM, anche se a un costo più elevato.
Dynamic Random Access Memory (DRAM)
La DRAM è un tipo di memoria volatile che memorizza ogni bit di dati in un condensatore separato all'interno di una cella di memoria, il che richiede un aggiornamento periodico per mantenere i dati. È più lenta della SRAM, ma ampiamente utilizzata per la sua convenienza e la sua densità più elevata, il che la rende una scelta adatta per la memoria di sistema principale in cui sono necessarie capacità elevate.
Memoria di sola lettura (ROM)
A differenza della RAM, la ROM non è volatile e conserva i dati anche quando è spenta. Memorizza le informazioni critiche necessarie per avviare il computer.
Memoria cache
La memoria cache è una memoria volatile ad alta velocità che fornisce accesso ai dati ad alta velocità alla CPU e migliora la velocità e le performance del computer.
Memoria virtuale
La memoria virtuale è una sezione di memoria volatile creata temporaneamente sull'unità di storage. Viene utilizzato quando la RAM è piena.
Memoria flash
La memoria flash è un tipo di memoria non volatile utilizzato per memorizzare e trasferire dati tra dispositivi digitali e sistemi informatici.
Storage-class Memory (SCM)
SCM è un tipo di memoria non volatile che fornisce alta velocità, bassa latenza e data storage persistente, colmando il divario tra RAM e storage tradizionale.
Ognuno di questi tipi di memoria svolge un ruolo cruciale nel funzionamento e nell'efficienza dei sistemi informatici, contribuendo alle performance e alle funzionalità complessive.
I limiti della RAM
Anche se la RAM è necessaria per il funzionamento di un computer, non ha persistenza. I dati non sono più disponibili dopo lo spegnimento del computer. I bit utilizzati per memorizzare i dati in modo rapido ed efficiente nella RAM richiedono un'alimentazione costante per durare. La RAM rappresenta la memoria primaria, che è veloce e altamente disponibile per la CPU per recuperare i dati dalle applicazioni ed eseguire calcoli per un output rapido. Ma per lo storage a lungo termine, sono necessari supporti di storage persistenti.
Memoria primaria e storage primario e storage secondario
La terminologia che circonda la memoria e lo storage può spesso intrecciarsi, causando confusione. È fondamentale delineare tra memoria primaria, storage primario e storage secondario per comprendere i loro ruoli distinti nell'architettura informatica.
Memoria primaria:
- Nota anche come memoria principale
- Comprende la memoria ad accesso casuale (RAM) e la memoria di sola lettura (ROM)
- La RAM è volatile, il che significa che perde i dati quando l'alimentazione viene spenta.
- La memoria di sola lettura (ROM) non è volatile e conserva i dati, anche in assenza di alimentazione.
- La memoria primaria è direttamente accessibile dalla CPU, facilitando l'accesso e la manipolazione rapidi dei dati.
Storage primario:
- È spesso confuso con la memoria primaria, ma è un termine più ampio che include anche pool di storage di livello enterprise come gli array a stato solido (SSA), lo storage software-defined (SDS) o gli array di storage ibridi
- Comprende la memoria primaria e può includere altre forme di storage direttamente accessibili dalla CPU
- Funge da ponte tra la CPU e lo storage secondario, garantendo un trasferimento e un'elaborazione dei dati fluidi
Storage secondario:
- Denominato anche storage esterno o ausiliario
- Include supporti di storage non volatili come unità disco rigido (HDD), unità a stato solido (SSD) e dischi ottici
- Non direttamente accessibile dalla CPU; i dati devono essere trasferiti nella memoria primaria per l'elaborazione.
- Utilizzato per il data storage e il backup a lungo termine, vanta capacità di storage più elevate a un costo inferiore rispetto alla memoria primaria
I dati memorizzati nella memoria primaria volatile vengono cancellati dopo lo spegnimento del computer, in modo che gli utenti possano conservare i propri documenti, immagini, note, video e qualsiasi altro dato utilizzando supporti di storage non volatili. Se chiudi un file senza prima salvarlo, perdi le modifiche man mano che il computer rimuove i dati applicabili dalla RAM. Gli utenti hanno diverse opzioni per lo storage secondario, tra cui unità disco interne, unità disco esterne, DVD scrivibili, unità flash USB o storage cloud. Nel data center, lo storage primario si riferisce a pool di storage di dispositivi multimediali di storage progettati per supportare workload a performance elevate che richiedono tempi di risposta rapidi e workload di dati strutturati sensibili agli IOPS.
Conclusione
La memoria del computer è parte integrante di qualsiasi sistema informatico e funge da spazio di storage intermedio in cui i dati vengono conservati temporaneamente o permanentemente per un accesso o un recupero rapido. Comprende vari tipi, ciascuno progettato per eseguire funzioni specifiche insieme alla CPU. I tipi di memoria vanno da quelli volatili come la RAM, che perde i dati quando l'alimentazione viene interrotta, a quelli non volatili come la ROM e la memoria di classe storage, che conservano i dati anche in assenza di alimentazione. La gestione efficiente e l'accessibilità della memoria sono cruciali per l'elaborazione e il recupero rapidi dei dati, alla base delle performance e delle funzionalità del sistema informatico.
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