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 la memoria fuera una unidad de disco ( 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 a desgastarse por la escritura, a diferencia de la memoria flash no volátil . En cierto sentido, son lo contrario de la memoria virtual : la unidad RAM utiliza una memoria rápida volátil como si fuera una memoria lenta no volátil. La memoria virtual es todo lo contrario.
A veces se la denomina unidad RAM virtual o unidad RAM de software para distinguirla de una unidad RAM de hardware que utiliza hardware separado que contiene RAM, que es un tipo de unidad de estado sólido respaldada por batería .
Históricamente, los dispositivos de almacenamiento masivo basados en almacenamiento primario se concibieron para cerrar la brecha de rendimiento entre la memoria interna y los dispositivos de almacenamiento secundario. Con la llegada de los dispositivos de estado sólido, esta ventaja perdió la mayor parte de su atractivo. Sin embargo, los dispositivos de estado sólido sufren desgaste debido a la escritura frecuente. Las escrituras en la memoria primaria no lo hacen o tienen un efecto mucho menor. Por lo tanto, los dispositivos RAM ofrecen una ventaja para almacenar datos que cambian con frecuencia, como información temporal o almacenada en caché.
El rendimiento de una unidad RAM es generalmente mucho más rápido que otras formas de almacenamiento digital, como unidades SSD , de cinta , ópticas , de disco duro y de disquete . [1] Esta ganancia de rendimiento se debe a múltiples factores, incluido 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, óptico (por ejemplo, CD-ROM , DVD y Blu-ray ) u otros medios (por ejemplo, burbuja magnética , almacenamiento acústico , cinta magnética ) deben mover la información a una posición particular antes de que pueda ocurrir la lectura o escritura. Las unidades RAM pueden acceder a los datos solo con la dirección, eliminando 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 de la computadora. Otras formas de medios de almacenamiento están aún más limitadas por la velocidad del bus de almacenamiento, como IDE (PATA), SATA , USB o FireWire . Para agravar esta limitación está la velocidad de la mecánica real de los motores de accionamiento, las cabezas o los ojos.
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 son pequeños, pueden acumularse rápidamente, especialmente en el caso de muchos archivos pequeños vs. . algunos archivos más grandes (carpetas temporales de Internet, cachés web, etc.).
Debido a que el almacenamiento está en la RAM, es memoria volátil , lo que significa que se perderá en caso de un corte de energía, ya sea intencional (reinicio o apagado de la computadora) o accidental (fallo de energía o falla del sistema). Esto es, en general, una debilidad (se debe realizar una copia de seguridad periódica de los datos en un medio de almacenamiento persistente para evitar pérdidas), pero a veces es deseable: por ejemplo, cuando se trabaja con una copia descifrada de un archivo cifrado o se utiliza la RAM. unidad 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.
Aparte del riesgo de pérdida de datos, la principal limitación de las unidades RAM es la capacidad, que está limitada por la cantidad de RAM instalada. El almacenamiento SSD de varios terabytes se ha vuelto común, pero la RAM todavía se mide en gigabytes.
Las unidades RAM utilizan la memoria normal del sistema como si fuera una partición en un disco duro físico en lugar de acceder al bus de datos que normalmente se utiliza para el almacenamiento secundario. Aunque las unidades RAM a menudo pueden ser compatibles directamente con el sistema operativo a través de mecanismos especiales en el kernel del sistema operativo , generalmente es más sencillo acceder a una unidad RAM a través de un controlador de dispositivo virtual . Esto hace que la naturaleza no disco 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 funcionando durante un breve corte de energía.
Algunas unidades de RAM utilizan un sistema de archivos comprimidos como cramfs para permitir el acceso a los datos comprimidos sobre la marcha, sin descomprimirlos primero. Esto es conveniente porque las unidades RAM suelen ser pequeñas debido al mayor precio por byte que el almacenamiento en disco duro convencional.
La primera unidad RAM de software para microcomputadoras fue inventada y escrita por Jerry Karlin en el Reino Unido en 1979/80. El software, conocido como Silicon Disk System , fue desarrollado aún más 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 usaran más RAM de la que la CPU podía manejar directamente. Hacer que la RAM conmutada por banco se comportara como una unidad de disco fue mucho más rápido que las unidades de disco. especialmente antes de que los discos duros estuvieran disponibles en tales 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 Apple II . En sistemas con 128 kB o más de RAM, ProDOS crea automáticamente una unidad RAM llamada /RAM .
IBM agregó 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 usar memoria expandida . [2] Fue descontinuado en Windows 7. DR-DOS y la familia DR de sistemas operativos multiusuario también venían con un disco RAM llamado VDISK.SYS. En DOS multiusuario , el disco RAM tiene por defecto la letra de unidad M: (para unidad de memoria). AmigaOS ha tenido una unidad RAM incorporada desde el lanzamiento de la versión 1.1 en 1985 y todavía la tiene en AmigaOS 4.1 (2010). Apple Computer agregó la funcionalidad al Apple Macintosh con el panel de control de memoria del System 7 en 1991 y mantuvo la función durante la vida útil de Mac OS 9 . Los usuarios de Mac OS X pueden usar hdid, newfs (o newfs hfs) y utilidades de montaje para crear, formatear y montar una unidad RAM.
Una innovación de la unidad RAM introducida en 1986 pero puesta a disposición general en 1987 [3] [4] por Perry Kivolowitz para AmigaOS fue la capacidad de la unidad RAM para sobrevivir a la mayoría de fallas y reinicios. Llamado Disco RAM recuperable ASDG, el dispositivo sobrevivió a los reinicios asignando memoria dinámicamente en el orden inverso a la asignación de memoria predeterminada (una característica admitida por el sistema operativo subyacente) para reducir la fragmentación de la memoria. Se escribió un "superbloque" con una firma única que podía ubicarse en la memoria al reiniciar. El superbloque y todos los demás "bloques" del disco RRD mantenían sumas de verificación para permitir la invalidación del disco si se detectaba corrupción. Al principio, el ASDG RRD estaba bloqueado en las placas de memoria ASDG y se utilizaba como característica de venta. Posteriormente, el ASDG RRD estuvo disponible como shareware con una donación sugerida de 10 dólares. La versión shareware apareció en los discos Fred Fish 58 [5] y 241. [6] El propio AmigaOS obtendría un disco Ram recuperable (llamado "RAD") en la versión 1.3. [7]
Muchos sistemas Unix y similares proporcionan algún tipo de 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 tipo Unix. También existen algunas distribuciones de Linux "ultraligeras" especializadas que están diseñadas para arrancar desde medios extraíbles y se almacenan en un disco ram durante toda la sesión.
Ha habido 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 se puede acceder directamente a ella de la misma manera que la memoria normal del sistema. Algunas de las primeras unidades RAM dedicadas se lanzaron entre 1983 y 1985. [9] [10]
Assimilation Process introdujo un primer ejemplo de unidad RAM de hardware en 1986 para Macintosh. Llamada "Excalibur", era una unidad de RAM externa de 2 MB y se vendía por entre 599 y 699 dólares estadounidenses. Con la capacidad de RAM ampliable en incrementos de 1 MB, se decía que su batería interna tenía una duración efectiva de entre 6 y 8 horas y, algo inusual en la época, se conectaba a través del puerto de disquete de Macintosh. [11] [12]
En 2002, Cenatek produjo el Rocket Drive , de máximo 4 GB, que tenía cuatro ranuras DIMM para memoria PC133, con hasta un máximo de cuatro gigabytes de almacenamiento. En ese momento, las computadoras de escritorio comunes usaban entre 64 y 128 megabytes de memoria PC100 o PC133. Los módulos PC133 de un gigabyte (los más grandes disponibles en ese momento) cuestan aproximadamente 1.300 dólares (equivalente a 2.202 dólares en 2023). Un Rocket Drive completamente equipado con cuatro GB de almacenamiento habría costado 5.600 dólares (equivalente a 9.486 dólares en 2023). [13]
En 2005, Gigabyte Technology produjo la i-RAM , máximo 4 GB, que funcionaba esencialmente de manera idéntica a la Rocket Drive, excepto que se actualizaba para utilizar la nueva tecnología de memoria DDR, aunque también estaba limitada a un máximo de 4 GB de capacidad. [14]
Para ambos dispositivos, la RAM dinámica requiere energía continua para retener datos; cuando se corta la energía, los datos se desvanecen. Para Rocket Drive, había un conector para una fuente de alimentación externa separada de la computadora y la opción de una batería externa para retener datos durante un corte de energía. La i-RAM incluía una pequeña batería directamente en la placa de expansión, para entre 10 y 16 horas de protección.
Ambos dispositivos utilizaron la interfaz SATA 1.0 para transferir datos desde la unidad RAM dedicada al sistema. La interfaz SATA era un cuello de botella lento que limitaba el rendimiento máximo de ambas unidades RAM, pero estas unidades aún proporcionaban 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, máximo 8 GB, que fue la creación de segunda generación para i-RAM. Tiene una capacidad máxima de 8 GB, el doble que la i-RAM. Usó el puerto SATA-II, nuevamente el doble que el de i-RAM. Uno de sus mejores puntos de venta es que se puede utilizar como dispositivo de arranque. [15]
En 2007, ACard Technology produjo el disco RAM Serial ATA ANS-9010, con un máximo de 64 GB. Cita del informe técnico: El ANS-9010 "que tiene ocho ranuras DIMM DDR2 y admite hasta 8 GB de memoria por ranura. El ANS-9010 también cuenta con un par de puertos Serial ATA, lo que le permite funcionar como una sola unidad o disfrazarse de un par de unidades que pueden dividirse fácilmente en una matriz RAID 0 aún más rápida". [dieciséis]
En 2009, Acard Technology produjo el disco RAM ACARD ANS-9010BA 5.25 SSD dinámico SATA-II, máximo 64 GB. Utiliza un único puerto SATA-II.
Ambas variantes están equipadas con una o más interfaces de tarjeta CompactFlash ubicadas en el panel frontal, lo que permite copiar los datos no volátiles almacenados en la unidad RAM en la tarjeta CompactFlash en caso de corte de energía y batería de respaldo baja. Dos botones ubicados en el panel frontal permiten al usuario realizar copias de seguridad/restaurar datos manualmente en la unidad RAM. El usuario no puede acceder a la tarjeta CompactFlash por medios normales, ya que la tarjeta CF está destinada únicamente a la copia de seguridad y restauración de la RAM. La capacidad de la tarjeta CF debe igualar o superar la capacidad total del módulo RAM para que funcione eficazmente como una copia de seguridad confiable.
En 2009, DDRdrive, LLC produjo el DDRDrive X1, que afirma ser el disco de estado sólido más rápido del mundo. La unidad es una unidad RAM dedicada DDR principal de 4 GB para uso regular, que puede realizar copias de seguridad y recuperar desde una unidad SLC NAND de 4 GB. El mercado previsto es el de mantener y registrar archivos de registro . Si hay un corte de energía, los datos se pueden guardar en un SSD interno de 4 GB en 60 segundos, mediante el uso de una batería de respaldo. A partir de entonces, los datos se pueden recuperar nuevamente en la RAM una vez que se restablezca la energía. Una pérdida de energía del host hace que DDRdrive X1 realice una copia de seguridad de los datos volátiles en el almacenamiento no volátil integrado. [17] [18]
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