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unidad RAM

Una unidad RAM (también llamada disco RAM ) es un bloque de memoria de acceso aleatorio ( almacenamiento primario o memoria volátil ) que el software de una computadora trata co...

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Una unidad RAM (también llamada disco RAM ) es un bloque de memoria de acceso aleatorio ( almacenamiento primario o memoria volátil ) que el software de una computadora trata como si fuera un disco duro o una unidad de estado sólido ( almacenamiento secundario ). Las unidades RAM proporcionan almacenamiento temporal de alto rendimiento para tareas exigentes y protegen los dispositivos de almacenamiento no volátil del desgaste, ya que la RAM no es propensa al desgaste por escritura, a diferencia de la memoria flash no volátil utilizada en las unidades de estado sólido.

A veces se la denomina unidad de RAM virtual o unidad de RAM de software para distinguirla de una unidad de RAM de hardware que utiliza hardware separado que contiene RAM, que es un tipo de unidad de estado sólido con respaldo de batería .

Las unidades RAM se concibieron originalmente para salvar la brecha de rendimiento entre la memoria principal y los dispositivos de almacenamiento secundario. Con la llegada de las unidades de estado sólido, esta ventaja se redujo. Sin embargo, las unidades de estado sólido sufren desgaste por la escritura frecuente. La RAM no sufre este daño, o lo sufre en mucha menor medida, por lo que los dispositivos RAM siguen ofreciendo una ventaja para almacenar datos que cambian con frecuencia, como información temporal o en caché.

Actuación

El rendimiento de una unidad RAM suele ser mucho más rápido que el de otras formas de almacenamiento digital, como las unidades SSD , de cinta , ópticas , de disco duro y de disquete . [ 1 ] Esta mejora en el rendimiento se debe a múltiples factores, como el tiempo de acceso, el rendimiento máximo y las características del sistema de archivos .

El tiempo de acceso a los archivos se reduce considerablemente, ya que una unidad RAM es de estado sólido (sin partes móviles). Un disco duro físico, un medio óptico (como CD-ROM , DVD y Blu-ray ) u otro tipo de soporte (como cápsulas magnéticas , cintas magnéticas ) debe mover la información a una posición específica antes de que se pueda leer o escribir. Las unidades RAM pueden acceder a los datos con solo la dirección, eliminando así esta latencia .

En segundo lugar, el rendimiento máximo de una unidad RAM está limitado por la velocidad de la RAM, el bus de datos y la CPU del ordenador. Otros tipos de soportes de almacenamiento, como IDE (PATA), SATA , USB o FireWire , también están limitados por la velocidad del bus de almacenamiento. A esta limitación se suma la velocidad de los mecanismos internos de los motores, cabezales o sensores de la unidad.

En tercer lugar, el sistema de archivos en uso, como NTFS , HFS+ , UFS , ext2 , etc., utiliza accesos, lecturas y escrituras adicionales en la unidad, que aunque pequeños, pueden acumularse rápidamente, especialmente en el caso de muchos archivos pequeños en comparación con pocos archivos grandes (carpetas temporales de Internet, cachés web, etc.).

Dado que el almacenamiento se encuentra en la RAM, se trata de memoria volátil , lo que significa que se perderá en caso de pérdida de energía, ya sea intencional (reinicio o apagado del equipo) o accidental (fallo eléctrico o bloqueo del sistema). Esto, en general, es una desventaja (los datos deben respaldarse periódicamente en un medio de almacenamiento persistente para evitar su pérdida), pero a veces resulta conveniente: por ejemplo, al trabajar con una copia descifrada de un archivo cifrado o al usar la unidad RAM para almacenar los archivos temporales del sistema .

En muchos casos, los datos almacenados en la unidad RAM se crean a partir de datos almacenados permanentemente en otro lugar, para un acceso más rápido , y se vuelven a crear en la unidad RAM cuando se reinicia el sistema.

Además del riesgo de pérdida de datos, la principal limitación de las unidades RAM es su capacidad, que está condicionada por la cantidad de RAM instalada. Si bien el almacenamiento SSD de varios terabytes se ha vuelto común, la RAM todavía se mide en gigabytes.

Las unidades RAM utilizan la memoria del sistema como si fuera una partición de un disco duro físico, en lugar de acceder al bus de datos que normalmente se usa para el almacenamiento secundario. Si bien las unidades RAM suelen ser compatibles directamente con el sistema operativo mediante mecanismos especiales en el núcleo , generalmente es más sencillo acceder a ellas a través de un controlador de dispositivo virtual . Esto hace que la naturaleza no convencional de las unidades RAM sea invisible tanto para el sistema operativo como para las aplicaciones.

Por lo general, no se necesita una batería de respaldo debido a la naturaleza temporal de la información almacenada en la unidad RAM, pero una fuente de alimentación ininterrumpida puede mantener el sistema en funcionamiento durante un breve corte de energía.

Algunas unidades RAM utilizan un sistema de archivos comprimido, como cramfs , para permitir el acceso a datos comprimidos sobre la marcha, sin necesidad de descomprimirlos previamente. Esto resulta práctico, ya que las unidades RAM suelen ser pequeñas debido a su mayor coste por byte en comparación con los discos duros convencionales.

Historial y detalles del sistema operativo

El primer controlador de RAM por software para microcomputadoras fue inventado y programado por Jerry Karlin en el Reino Unido en 1979/80. El software, conocido como Silicon Disk System , fue desarrollado posteriormente hasta convertirse en un producto comercial y comercializado por JK Systems Research, que se convirtió en Microcosm Research Ltd cuando Peter Cheesewright, de Microcosm Ltd , se unió a la empresa . La idea era permitir que las primeras microcomputadoras utilizaran más RAM de la que la CPU podía direccionar directamente. Hacer que la RAM conmutada por bancos se comportara como una unidad de disco era mucho más rápido que las unidades de disco, especialmente antes de que los discos duros estuvieran fácilmente disponibles en dichas máquinas. El Silicon Disk se lanzó en 1980, inicialmente para el sistema operativo CP/M y posteriormente para MS-DOS .

El Atari 130XE de 128 kB (con DOS 2.5) y el Commodore 128 admiten de forma nativa unidades RAM, al igual que ProDOS para el Apple II . En sistemas con 128 kB o más de RAM, ProDOS crea automáticamente una unidad RAM llamada /RAM .

IBM añadió una unidad RAM llamada VDISK.SYS a PC DOS (versión 3.0) en agosto de 1984, que fue el primer componente de DOS en utilizar memoria extendida . VDISK.SYS no estaba disponible en MS-DOS de Microsoft ya que, a diferencia de la mayoría de los componentes de las primeras versiones de PC DOS, fue escrito por IBM. Microsoft incluyó el programa similar RAMDRIVE.SYS en MS-DOS 3.2 (lanzado en 1986), que también podía utilizar memoria expandida . [ 2 ] Se descontinuó en Windows 7. DR-DOS y la familia DR de sistemas operativos multiusuario también venían con un disco RAM llamado VDISK.SYS. En Multiuser DOS , el disco RAM por defecto tiene la letra de unidad M: (de unidad de memoria). AmigaOS ha tenido una unidad RAM integrada desde el lanzamiento de la versión 1.1 en 1985 y todavía la tiene en AmigaOS 4.1 (2010). Apple Computer añadió esta funcionalidad a la serie Apple II con ProDOS y, posteriormente, a los Apple Macintosh con el panel de control de memoria de System 7 en 1991, y mantuvo la característica durante toda la vida útil de Mac OS 9 .

Una innovación en unidades RAM introducida en 1986 pero disponible para el público general en 1987 [ 3 ] [ 4 ] por Perry Kivolowitz para AmigaOS fue la capacidad de la unidad RAM para sobrevivir a la mayoría de los fallos y reinicios. Llamado ASDG Recoverable Ram Disk, el dispositivo sobrevivía a los reinicios asignando memoria dinámicamente en el orden inverso a la asignación de memoria predeterminada (una característica compatible con el sistema operativo subyacente) para reducir la fragmentación de la memoria. Se escribía un "superbloque" con una firma única que podía localizarse en la memoria tras el reinicio. El superbloque, y todos los demás "bloques" del disco RRD, mantenían sumas de comprobación para permitir la invalidación del disco si se detectaba corrupción. Al principio, el ASDG RRD estaba bloqueado a las placas de memoria ASDG y se utilizaba como característica de venta. Posteriormente, el ASDG RRD se puso a disposición como shareware con una donación sugerida de 10 dólares. La versión shareware apareció en los discos Fred Fish 58 [ 5 ] y 241. [ 6 ] AmigaOS incorporaría un disco RAM recuperable (llamado "RAD") en la versión 1.3. [ 7 ]

Muchos sistemas Unix y similares a Unix ofrecen alguna funcionalidad de unidad RAM, como /dev/ram en Linux o md(4) [ 8 ] en FreeBSD . Las unidades RAM son particularmente útiles en aplicaciones de alto rendimiento y bajos recursos, para las cuales a veces se configuran sistemas operativos similares a Unix. También existen algunas distribuciones de Linux especializadas y "ultraligeras" diseñadas para arrancar desde medios extraíbles y almacenarse en un disco RAM durante toda la sesión.

Unidades de RAM de hardware dedicadas

Han existido unidades RAM que utilizan memoria DRAM dedicada exclusivamente a funcionar como un dispositivo de almacenamiento de latencia extremadamente baja. Esta memoria está aislada del procesador y no es directamente accesible de la misma manera que la memoria del sistema normal. Algunas de las primeras unidades RAM dedicadas se lanzaron entre 1983 y 1985. [ 9 ] [ 10 ]

Un ejemplo temprano de una unidad de RAM de hardware fue presentado por Assimilation Process en 1986 para Macintosh. Llamada "Excalibur", era una unidad de RAM externa de 2 MB y se vendía entre 599 y 699 dólares estadounidenses. Con capacidad de RAM ampliable en incrementos de 1 MB, se decía que su batería interna tenía una autonomía de entre 6 y 8 horas y, algo inusual para la época, se conectaba a través del puerto de disquete de Macintosh. [ 11 ] [ 12 ]

En 2002, Cenatek produjo el Rocket Drive , con un máximo de 4 GB, que contaba con cuatro ranuras DIMM para memoria PC133, con hasta un máximo de cuatro gigabytes de almacenamiento. En aquel entonces, los ordenadores de sobremesa comunes utilizaban entre 64 y 128 megabytes de memoria PC100 o PC133. Los módulos PC133 de un gigabyte (los de mayor capacidad disponibles en ese momento) costaban aproximadamente 1300 dólares ( equivalentes a 2327 dólares en 2025 ). Un Rocket Drive completamente equipado con cuatro GB de almacenamiento habría costado 5600 dólares ( equivalentes a 10 024 dólares en 2025 ). [ 13 ]

En 2005, Gigabyte Technology produjo la i-RAM , de un máximo de 4 GB, que funcionaba esencialmente de forma idéntica a la Rocket Drive, excepto que se actualizó para usar la nueva tecnología de memoria DDR, aunque también estaba limitada a una capacidad máxima de 4 GB. [ 14 ]

En ambos dispositivos, la memoria RAM dinámica requiere alimentación continua para conservar los datos; al interrumpirse la alimentación, los datos se pierden. El Rocket Drive contaba con un conector para una fuente de alimentación externa independiente del ordenador y la opción de una batería externa para conservar los datos durante un corte de energía. La i-RAM incluía una pequeña batería integrada en la placa de expansión, que proporcionaba entre 10 y 16 horas de protección.

Ambos dispositivos utilizaban la interfaz SATA 1.0 para transferir datos desde la unidad RAM dedicada al sistema. La interfaz SATA representaba un cuello de botella que limitaba el rendimiento máximo de ambas unidades RAM, pero aun así, estas unidades ofrecían una latencia de acceso a datos excepcionalmente baja y altas velocidades de transferencia sostenidas, en comparación con los discos duros mecánicos.

En 2006, Gigabyte Technology produjo el GC-RAMDISK , de hasta 8 GB, que fue la segunda generación de la i-RAM. Tiene una capacidad máxima de 8 GB, el doble que la i-RAM. Utilizaba el puerto SATA-II, también el doble que la i-RAM. Una de sus principales ventajas es que puede usarse como dispositivo de arranque. [ 15 ]

En 2007, ACard Technology produjo el disco RAM Serial ATA ANS-9010, con una capacidad máxima de 64 GB. Según el informe técnico: El ANS-9010 "cuenta con ocho ranuras DIMM DDR2 y admite hasta 8 GB de memoria por ranura. El ANS-9010 también incluye un par de puertos Serial ATA, lo que le permite funcionar como una sola unidad o simular ser un par de unidades que se pueden dividir fácilmente en una matriz RAID 0 aún más rápida". [ 16 ]

En 2009, Acard Technology fabricó el disco duro SSD dinámico SATA-II ACARD ANS-9010BA de 5,25 pulgadas con memoria RAM y una capacidad máxima de 64 GB. Utiliza un único puerto SATA-II.

Ambas variantes están equipadas con una o más interfaces para tarjetas CompactFlash ubicadas en el panel frontal, lo que permite copiar los datos no volátiles almacenados en la unidad RAM a la tarjeta CompactFlash en caso de fallo de alimentación o batería de respaldo baja. Dos botones en el panel frontal permiten al usuario realizar copias de seguridad y restaurar manualmente los datos en la unidad RAM. La tarjeta CompactFlash no es accesible al usuario por medios convencionales, ya que está destinada exclusivamente a la copia de seguridad y restauración de la RAM. La capacidad de la tarjeta CompactFlash debe ser igual o superior a la capacidad total del módulo RAM para funcionar eficazmente como copia de seguridad fiable.

En 2009, DDRdrive, LLC lanzó el DDRDrive X1, que se presenta como la unidad de estado sólido más rápida del mundo. Esta unidad cuenta con una memoria RAM DDR dedicada de 4 GB para uso regular, capaz de realizar copias de seguridad y recuperar datos de una unidad NAND SLC de 4 GB. Su mercado objetivo es el almacenamiento y registro de archivos de registro . En caso de un corte de energía, los datos se pueden guardar en una SSD interna de 4 GB en 60 segundos, gracias a una batería de respaldo. Posteriormente, una vez restablecida la energía, los datos se pueden recuperar en la RAM. Un corte de energía del host activa el DDRDrive X1 para realizar copias de seguridad de los datos volátiles en el almacenamiento no volátil integrado. [ 17 ] [ 18 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Kind, Tobias. "RAMDISK Benchmarks" (PDF) . Universidad de California . Consultado el 21 de marzo de 2019 .
  2. ↑ Zbikowski, Mark ; Allen, Paul ; Ballmer, Steve ; Borman, Reuben; Borman, Rob; Butler, John; Carroll, Chuck; Chamberlain, Mark; Chell, David; Colee, Mike; Courtney, Mike; Dryfoos, Mike; Duncan, Rachel; Eckhardt, Kurt; Evans, Eric; Farmer, Rick; Gates, Bill ; Geary, Michael; Griffin, Bob; Hogarth, Doug; Johnson, James W.; Kermaani, Kaamel; King, Adrian; Koch, Reed; Landowski, James; Larson, Chris; Lennon, Thomas; Lipkie, Dan; McDonald, Marc ; McKinney, Bruce; Martin, Pascal; Mathers, Estelle; Matthews, Bob; Melin, David; Mergentime, Charles; Nevin, Randy; Newell, Dan; Newell, Tani; Norris, David; O'Leary, Mike; O'Rear, Bob ; Olsson, Mike; Osterman, Larry; Ostling, Ridge; Pai, Sunil; Paterson, Tim ; Perez, Gary; Peters, Chris; Petzold, Charles ; Pollock, John; Reynolds, Aaron ; Rubin, Darryl; Ryan, Ralph; Schulmeisters, Karl; Shah, Rajen; Shaw, Barry; Short, Anthony; Slivka, Ben; Smirl, Jon; Stillmaker, Betty; Stoddard, John; Tillman, Dennis; Whitten, Greg; Yount, Natalie; Zeck, Steve (1988). "Asesores técnicos". La enciclopedia de MS-DOS: versiones 1.0 a 3.2 . Por Duncan, Ray; Bostwick, Steve; Burgoyne, Keith; Byers, Robert A.; Hogan, Thom; Kyle, Jim; Letwin, Gordon ; Petzold, Charles ; Rabinowitz, Chip; Tomlin, Jim; Wilton, Richard; Wolverton, Van; Wong, William; Woodcock, JoAnne (Edición completamente revisada ). Redmond, Washington, EE. UU.: Microsoft Press . págs. 907–909 , 948–951 . ISBN   1-55615-049-0LCCN 87-21452 . OCLC 16581341 .​  (xix+1570 páginas; 26  cm) (Nota: Esta edición se publicó en 1988 tras una extensa revisión de la primera edición de 1986, que fue retirada, por un equipo diferente de autores: "The MS-DOS Encyclopedia (1988) | PCJS Machines" . Archivado del original el 14 de octubre de 2018.)
  3. ↑ Perry S. Kivolowitz (26 de enero de 1987). "Notas sobre la implementación y los gastos generales de ASDG RRD" . Grupo de noticias : comp.sys.amiga . Archivado del original el 3 de diciembre de 2013. 
  4. ↑ Perry S. Kivolowitz (21 de enero de 1987). "Noticias sobre discos RAM recuperables de ASDG" . Grupo de noticias : comp.sys.amiga . Archivado del original el 22 de enero de 2011. Consultado el 23 de septiembre de 2014 . 
  5. ↑ "LEERME para el disco 58" .
  6. ↑ "LEERME para el disco 241" .
  7. ↑ "Workbench Nostalgia: La historia de la interfaz gráfica de usuario (GUI) de AmigaOS: Versión 1.3" . Archivado del original el 24/10/2014 . Consultado el 30/09/2014 .
  8. ↑ – Manual de interfaces del kernel de FreeBSDmd(4)  
  9. ↑ Enterprise, IDG (15 de agosto de 1983). "Computerworld" . IDG Enterprise – vía Google Books.
  10. ↑ "PC Mag" . Ziff Davis, Inc. 12 de noviembre de 1985 – vía Google Books.
  11. ↑ Groth, Nancy (27 de enero de 1986). "Se presentan productos compatibles con Apple" . InfoWorld . 8 (4): 56. Recuperado el 19 de agosto de 2020 .
  12. ↑ "Novedades: Excalibur añade velocidad y memoria a Mac" (PDF) . Byte Magazine . 11 (5): 38. Mayo de 1986. Consultado el 19 de agosto de 2020 .
  13. ↑ Mike Chin (13 de noviembre de 2002). "Despegue con el Rocket Drive de Cenatek" . Silent PC Review . Archivado del original el 3 de febrero de 2018. Consultado el 3 de febrero de 2018 .
  14. ↑ Geoff Gasior (25 de enero de 2006). "Disco RAM sin complicaciones" . The Tech Report . Archivado del original el 5 de octubre de 2018. Consultado el 5 de octubre de 2018 .
  15. ↑ Geoff Gasior (6 de junio de 2006). "Gigabyte aumenta la capacidad de velocidad de i-RAM" . The Tech Report . Archivado del original el 5 de octubre de 2018. Consultado el 5 de octubre de 2018 .
  16. ↑ Geoff Gasior (2009-01-20). "Almacenamiento de estado sólido desde otro ángulo" . The Tech Report . Archivado del original el 05-10-2018 . Recuperado el 05-10-2018 .
  17. ↑ "DDRdrive X1: Almacenamiento de estado sólido redefinido" . DDRdrive LLC . 2014. Archivado del original el 17 de agosto de 2018. Consultado el 5 de octubre de 2018 .
  18. ↑ Geoff Gasior (04/03/2009). "DDRdrive arranca con fuerza" . PC Perspective . Archivado del original el 05/10/2018 . Consultado el 05/10/2018 .
  • Un extenso informe de pruebas de varios discos RAM de Windows.
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