La memoria e l'archiviazione del computer sono disponibili in molte forme e dimensioni: RAM, ROM, SSD, HDD, EFI, cache e backup su nastro... Ma qual è il più importante?
Il primo iPhone è stato lanciato nel 2007 e aveva da 4 GB a 8 GB di spazio di archiviazione, dove venivano conservati tutti i file come foto e musica. Al giorno d'oggi, puoi prendere uno smartphone Android con 512 GB di spazio di archiviazione, 64 volte in più rispetto all'iPhone originale.
Nella tecnologia, 16 anni sono secoli. Ma non è tutta la storia. Ad esempio, la memoria e l'archiviazione svolgono funzioni simili, proteggendo bit e byte, ma funzionano in modo diverso.
Qual è la differenza tra memoria, archiviazione e cache?
Le persone usano "memoria" e "archiviazione" come sinonimi. Ha senso ma è sbagliato, comunque. La somiglianza è chiara; entrambi contengono dati e sono misurati in byte, ma l'utilizzo è diverso.
Lo storage è focalizzato sul lungo termine, beh... Magazzinaggio. I file vengono conservati lì, indisturbati, fino al momento del bisogno. Mentre la memoria (memoria ad accesso casuale — RAM) riguarda i dati di cui i computer hanno bisogno per accedere velocemente. Ad esempio, i file in uso, i dati relativi alle app aperte e i file importanti del sistema operativo vengono conservati nella memoria di sistema. Questo perché la memoria è più veloce dell'archiviazione. Sfortunatamente, è anche più costoso, quindi le capacità della RAM sono inferiori allo spazio di archiviazione.
Ma stiamo superando noi stessi. Spieghiamo ognuno in dettaglio.
Memoria cache della CPU
RAM sta per memoria ad accesso casuale. Come spiegato sopra, è qui che i dati vengono archiviati per essere facilmente accessibili.
Tuttavia, la memoria cache è stata creata negli anni '80 perché allora la memoria non era abbastanza veloce. La memoria cache funziona in modo simile alla RAM ma più veloce. Si trova in cima alle classifiche di velocità ed è direttamente integrato nell'unità di elaborazione centrale (CPU) su cui è costruito il tuo computer.
La cache è incredibilmente veloce ma costa anche più della RAM. Le sue minuscole capacità lo dimostrano. Ad esempio, la maggior parte dei computer al giorno d'oggi ha circa 8-32 GB di RAM. In contrasto, la cache più veloce, L1, in genere ha kilobyte di memoria, mentre la cache L3 (la più grande) si ricarica a qualche dozzina di megabyte (sebbene alcune CPU ora abbiano cache L3 che misurano centinaia di megabyte).
Memoria ad accesso casuale (RAM)
Un file memorizzato, una volta aperto, viene copiato nella RAM. Qui si trovano anche le app attualmente in esecuzione e alcune parti del sistema operativo. La RAM è stata creata intorno alla fine degli anni '40, consentendo l'archiviazione e il recupero dei dati in qualsiasi ordine, da cui il nome "casuale". La RAM è "memoria volatile". Il suo contenuto viene cancellato quando il dispositivo viene spento e la corrente smette di fluire.
Esistono anche molti tipi di RAM.
SDRAM
I computer dagli anni '90 hanno utilizzato la RAM dinamica sincrona (SDRAM). Questo è ciò che qualcuno intende quando dice "questo computer ha 16 GB di RAM".
Molti i dispositivi ora utilizzano RAM DDR5 (memoria Double Data Rate di quinta generazione, l'ultima versione al momento della scrittura) come SDRAM. Tuttavia, è ancora costoso, quindi DDR4 rimane mainstream. Troverai anche i vecchi moduli DDR3 nei vecchi computer e telefoni.
I moduli di memoria sono disponibili in due dimensioni: DIMM per desktop e SODIMM per laptop e piccoli computer. Recentemente, è stato proposto un nuovo fattore di forma, CAMM, per i laptop. CAMM presenta vantaggi rispetto a SODIMM ma non è ancora uno standard diffuso.
Ora, ci sono in genere due tipi di SDRAM: moduli o saldati. I fattori di forma differiscono, ma funzionano allo stesso modo.
La RAM saldata viene utilizzata in smartphone, tablet e alcuni laptop. Anche i moderni computer Apple usano RAM saldata perché potrebbe migliorare le prestazioni. I laptop con RAM saldata possono avere uno o più slot di memoria per espansioni future, ma spesso non è così. I computer che utilizzano solo RAM saldata non possono essere aggiornati. Di solito possono essere personalizzati durante l'acquisto, ma non puoi espanderli in seguito.
RAM video (VRAM)
A volte i dati richiedono velocità più elevate rispetto alla SDRAM, ma c'è di più oltre alla capacità della cache. L'esempio più comune sono le attività ad alta intensità grafica: giochi pesanti, editing video o modellazione 3D.
Questi richiedono la RAM video (VRAM) dal nome appropriato. GDDR6X, il tipo più veloce attualmente, supera le velocità di DDR5 di 20 volte. È anche saldato nella GPU, garantendo una latenza inferiore. Sfortunatamente, non puoi semplicemente acquistare più VRAM poiché è saldata schede grafiche discrete, non venduti come moduli.
Anche le GPU integrate (iGPU) sono comuni. Sono integrati nella CPU e hanno una piccola quantità di VRAM dedicata (megabyte contro gigabyte per una GPU dedicata). Le GPU integrate utilizzano la memoria unificata, ovvero la SDRAM condivisa tra CPU e iGPU. La CPU definisce quanta RAM è disponibile per la grafica, riprendendone un po' quando necessario. Gli svantaggi della memoria unificata sono la larghezza di banda e la capacità inferiori.
RAM non volatile (NVRAM)
Abbiamo detto che la RAM è volatile, giusto? Ma c'è un termine improprio: RAM non volatile (NVRAM). Creata negli anni '60, presenta degli svantaggi rispetto alla RAM volatile, quindi quest'ultima è più popolare.
Una recente NVRAM "di successo" lo era Optane di Intel e Micron. Sembrando, e talvolta funzionando come, un SSD PCIe più veloce, Optane funzionava come RAM con specifiche CPU Intel. Non era veloce come SDRAM, con prezzi e capacità anche nel mezzo. I produttori hanno interrotto Optane nel 2021.
Esistono due tipi molto specifici di NVRAM ampiamente utilizzati, forse uno e mezzo. Il primo è usato con UEFI nelle moderne schede madri (UEFI sostituisce il vecchio BIOS). Le impostazioni UEFI vengono mantenute nella NVRAM poiché viene caricata prima che sia disponibile spazio di archiviazione. Lo stesso UEFI è memorizzato in un chip ROM, ne parleremo a breve.
Il tipo "mezzo" è una RAM volatile che utilizza le batterie per rimanere alimentata con il dispositivo spento. Viene utilizzato per conservare piccole quantità di dati necessari per attività più semplici. Le schede madri che usano ancora il vecchio BIOS lo usano. Le vecchie console di gioco che utilizzavano cartucce e/o schede di memoria memorizzano i file di salvataggio utilizzando RAM volatile e una batteria.
Memoria di sola lettura (ROM)
Quelle cartucce di gioco sono memorizzate su chip ROM, così come UEFI e BIOS. Anche qualsiasi disco ottico non riscrivibile, come un Blu-ray, è un tipo di ROM.
Ma, qua e là, i produttori rilasciano aggiornamenti UEFI. Quindi come sono "di sola lettura" se possono essere scritti?
Si tratta di ROM cancellabili elettricamente (EEPROM). Gli aggiornamenti su EEPROM vengono eseguiti attraverso processi molto lenti e accurati. Questo perché un aggiornamento UEFI o BIOS andato male potrebbe danneggiare la tua scheda madre.
Anche la solita ROM deve essere scritta. Ancora una volta, i dettagli dipendono dai media. Ad esempio, le ROM ottiche possono essere scritte una sola volta, mentre i chip ROM necessitano di macchinari industriali, quindi diventano di sola lettura. Le ROM programmabili (PROM) sono scrivibili da dispositivi meno costosi, essendo comuni tra gli hobbisti.
Archiviazione del computer: dal cartone al cloud
Come spiegato in precedenza, l'archiviazione conserva i dati a lungo termine. I primi computer usavano il cartone perforato per questo. Contenevano programmi per computer e dovevano essere attentamente perforati con un codice binario leggibile dalla macchina, decisamente non facile da usare.
Archiviazione magnetica
La prima massiccia evoluzione nell'archiviazione dei computer è avvenuta negli anni '50, quando i nastri magnetici sono stati utilizzati per conservare grandi quantità di dati.
L'archiviazione magnetica è stata un'ottima idea, quindi i dischi rigidi si sono basati su questo. I dischi rigidi (HDD) sono stati il principale tipo di archiviazione per computer dagli anni '60 ad oggi. Ma anche il migliori dischi rigidi necessitano di parti mobili che rendano i dispositivi vulnerabili ai danni e alla velocità di impatto.
Memoria flash, come unità a stato solido (SSD), risolve entrambi i problemi. Fatto di chip di silicio, come la RAM, questo tipo di memoria legge e scrive i dati elettricamente.
Archiviazione esterna: dati in movimento
Tutto quel supporto è chiamato memoria interna: roba conservata all'interno del computer e utilizzata solo lì. Ma tutti hanno bisogno di portare i dati da qualche parte di tanto in tanto.
L'archiviazione esterna è in realtà vecchia quanto i computer stessi. Le schede perforate sono state inserite in uno slot, quindi archiviazione tecnicamente rimovibile. I nastri potevano archiviare dati permanenti, ma gli HDD sono arrivati poco dopo ed erano notevolmente migliori. Il nastro era più economico da realizzare e più piccolo divenne popolare come supporto esterno.
Innanzitutto, è stato sostituito dai floppy disk. Le unità ottiche avrebbero dovuto essere il passo successivo, ma le versioni riscrivibili erano troppo costose.
Pertanto, i clienti sono passati rapidamente all'archiviazione flash. Thumb drive e HDD o SSD esterni: gli stessi delle loro controparti interne, ma con USB.
Il cloud storage sta sostituendo il flash come supporto esterno. Tuttavia, poiché necessita di una connessione Internet costante, non sostituirà completamente l'archiviazione esterna portatile.
Archiviazione di backup
Infine, c'è l'archiviazione di backup. Funziona come qualsiasi altro tipo di archiviazione: i supporti sono gli stessi. La differenza è l'intenzione: il backup è un failsafe.
Il backup interno, quando l'archiviazione interna è costituita da due o più dischi copiati in tempo reale, non è ampiamente utilizzato dalla maggior parte delle persone, ma è fondamentale per le aziende. I backup esterni, come HDD o SSD USB, NAS (Network-Attached Storage) e persino soluzioni cloud, sono più comuni.
Le aziende che necessitano di enormi quantità di ridondanza di backup ricorrono spesso al "backup a freddo". Ciò accade meno spesso e lo spazio di archiviazione viene disconnesso dai computer quando non viene utilizzato. Curiosamente, il nastro magnetico, utilizzato nel "ripristino di emergenza", rimane comune oggi.
Cache, archiviazione e memoria svolgono tutti ruoli diversi
La cache, la memoria e l'archiviazione giocano tutti ruoli diversi ma vitali nel mantenere il computer in funzione. In futuro, probabilmente vedremo aumentare la capacità di tutti questi tipi di memoria e la ricerca in questo è un'area competitiva.
