Si es un entusiasta de la tecnología, es posible que haya oído hablar del caché y cómo funciona con la memoria RAM de su sistema para hacerlo más rápido. Pero, ¿alguna vez te has preguntado qué es el caché y en qué se diferencia de la RAM?
Bueno, si es así, entonces estás en el lugar correcto porque vamos a ver todo lo que los hace diferentes y en qué se diferencian. Verificar ¿Cuánta RAM necesita un teléfono inteligente?
Aprenda sobre los sistemas de memoria en una computadora
Antes de comenzar a comparar la memoria RAM con el caché, es importante comprender cómo está diseñado el sistema de memoria de una computadora.
Como puede ver, tanto la memoria RAM como el caché son sistemas de almacenamiento de memoria volátil. Esto significa que pueden almacenar datos en caché y solo funcionan cuando se les suministra energía. Por lo tanto, cuando apaga su computadora, todos los datos almacenados en RAM y caché se eliminan.
Por esta razón, cualquier computadora tiene dos tipos diferentes de sistemas de almacenamiento: memoria primaria y secundaria. Los discos duros son la memoria secundaria en su sistema informático donde guarda sus archivos, y son capaces de almacenar datos cuando está apagado. Por otro lado, los sistemas de núcleo de memoria proporcionan datos a la CPU cuando se está ejecutando.
Pero, ¿por qué hay un sistema de memoria en una computadora que no puede almacenar datos cuando está apagada? Bueno, hay una razón importante por la cual los sistemas de almacenamiento primario son esenciales para una computadora.
Como puede ver, aunque la memoria principal de su sistema no es capaz de almacenar datos cuando no hay energía, es mucho más rápida en comparación con los sistemas de almacenamiento secundarios. En términos de números, los sistemas de almacenamiento secundario como los SSD tienen un tiempo de acceso de 50 microsegundos.
Por el contrario, los sistemas de memoria primaria como la RAM pueden suministrar datos a la CPU cada 17 nanosegundos. Por lo tanto, los sistemas de memoria primaria son unas 3000 veces más rápidos que los sistemas de almacenamiento secundarios.
Debido a esta diferencia de velocidades, los sistemas informáticos vienen con una jerarquía de memoria, lo que permite que los datos se entreguen a la CPU a velocidades vertiginosas y sin problemas.
Así es como los datos se mueven a través de los sistemas de memoria de una computadora moderna.
- Unidades de almacenamiento (memoria secundaria): Este dispositivo puede almacenar datos de forma permanente, pero no tan rápido como la CPU. Como resultado, la CPU no puede acceder a los datos directamente desde el sistema de almacenamiento secundario.
- RAMEste sistema de almacenamiento es más rápido que el sistema de almacenamiento secundario, pero no puede almacenar datos de forma permanente. Entonces, cuando abre un archivo en su sistema, va desde su disco duro a su RAM. Sin embargo, incluso la RAM no es lo suficientemente rápida para igualar la CPU.
- caché (memoria primaria)Para resolver este problema, se integra en la CPU un tipo específico de memoria inicial conocida como caché, que es el sistema de memoria más rápido de la computadora. El sistema de memoria se divide en tres partes, a saber, la caché L1, L2 y L3. Por lo tanto, cualquier dato que deba ser procesado por la CPU va del disco duro a la RAM y luego al caché. Sin embargo, la CPU no puede acceder a los datos directamente desde la memoria caché.
- Registros de CPU (memoria primaria): Un registro de pequeño tamaño en la computadora que depende de la arquitectura del procesador. Estos registros pueden contener 32 o 64 bits de datos. Una vez que los datos van a estos registros, la CPU puede acceder a ellos y realizar la tarea en cuestión.
Comprender la memoria RAM y cómo funciona
Como explicamos anteriormente, la memoria RAM en el dispositivo es responsable de almacenar datos y suministrarlos a la CPU y a las aplicaciones en la computadora. Para almacenar estos datos, la RAM utiliza una celda de memoria dinámica (DRAM).
Esta celda se construye utilizando un condensador y un transistor. En esta disposición se utiliza un condensador para almacenar carga, y en función del estado de carga del condensador; Una celda de memoria puede contener un valor de 1 o 0.
Si un capacitor está completamente cargado, se dice que almacena el valor 1. Por otro lado, cuando está descargado, se dice que almacena el valor 0. Aunque una celda DRAM es capaz de almacenar cargas, este diseño de memoria viene con sus inconvenientes.
Verá, dado que la RAM usa condensadores para almacenar carga, tiende a perder la carga almacenada en ella. Como resultado, puede perder los datos almacenados en la RAM. Para resolver este problema, la carga almacenada en los condensadores se actualiza mediante amplificadores de sensores, lo que evita que la RAM pierda la información almacenada.
Aunque una actualización de carga permite que la RAM almacene datos cuando la computadora está encendida, provoca latencia en el sistema porque la RAM no puede mover datos a la CPU cuando se actualiza, lo que ralentiza el sistema.
Además, la memoria RAM está conectada a la placa base, que a su vez está conectada a la CPU mediante zócalos. Por lo tanto, hay una gran distancia entre la RAM y la CPU, lo que aumenta el tiempo de entrega de datos a la CPU.
Debido a las razones anteriores, la RAM solo proporciona datos a la CPU cada 17 nanosegundos. A esta velocidad, la CPU no puede alcanzar su máximo rendimiento. Esto se debe a que necesita recibir datos cada cuarto de nanosegundo para ofrecer el mejor rendimiento cuando se ejecuta a una frecuencia turbo de 4 GHz.
Para solucionar este problema tenemos el caché, otro sistema de almacenamiento en caché que es mucho más rápido que la memoria RAM.
Entendiendo el caché
Ahora que conocemos las advertencias que vienen con la RAM, podemos echar un vistazo a la memoria caché y cómo resolver el problema que viene con la RAM.
En primer lugar, el caché no está en la placa base. En su lugar, se coloca en la propia CPU. Como resultado, los datos se almacenan más cerca de la CPU, lo que le permite acceder a los datos más rápido.
Además, el caché no almacena datos para todas las aplicaciones que se ejecutan en su sistema. En cambio, solo contiene datos que la CPU solicita con frecuencia. Debido a estas diferencias, la memoria caché puede enviar datos a la CPU a velocidades vertiginosas.
Además, en comparación con la RAM, la memoria caché utiliza celdas persistentes (SRAM) para almacenar datos. En comparación con las celdas dinámicas, la memoria estática no necesita actualizarse porque no utiliza condensadores para almacenar cargas.
En su lugar, utiliza una matriz de 6 transistores para almacenar información. Debido a que se utilizan transistores, una celda estable no pierde carga con el tiempo, lo que permite que la memoria caché suministre datos a la CPU a velocidades mucho más rápidas.
Sin embargo, la memoria caché también tiene sus inconvenientes. En primer lugar, es mucho más caro en comparación con la memoria RAM. Además, la celda de memoria estática es mucho más grande en comparación con DRAM, ya que se utiliza una matriz de 6 transistores para almacenar un bit de información. Esto es mucho más grande que el diseño de un solo capacitor de una celda DRAM.
Como resultado, la densidad de SRAM es mucho más baja y una sola SRAM con un tamaño de almacenamiento tan grande no se puede colocar en una matriz de CPU. Por lo tanto, para resolver este problema, el caché se divide en tres categorías, es decir, el caché L1, L2 y L3, que se colocan dentro y fuera de la CPU. Verificar Comparación AMD vs Intel: ¿Cuál es la mejor CPU para juegos?
Comparación de RAM y caché
Ahora que tenemos una comprensión básica de la memoria RAM y la memoria caché, podemos ver cómo se comparan entre sí.
RAM
- Los datos se almacenan para todas las aplicaciones que se ejecutan en el sistema.
- Debido a su alta densidad de memoria, la memoria RAM puede venir en paquetes que pueden almacenar desde 2 GB de datos hasta 64 GB.
- La RAM es más económica de fabricar debido a su diseño de un solo transistor/condensador.
- La RAM está unida a la placa base y está más alejada de la CPU.
- La RAM es más lenta.
cache
- Almacena datos e instrucciones de uso frecuente requeridos por la CPU.
- Debido a su baja densidad de memoria, la memoria caché almacena datos en el rango de kilobytes o megabytes.
- El caché es costoso de fabricar debido a su diseño de 6 transistores.
- La RAM está unida a la placa base y está más alejada de la CPU.
- Caché más rápido.
Verificar Comparación de DDR4 vs DDR5: ¿Cuál es la diferencia y debería actualizar?
El caché es mucho más rápido que la RAM
Tanto la RAM como la caché son sistemas de memoria volátil, pero ambos sirven para tareas distintas. La RAM, por otro lado, almacena las aplicaciones que se ejecutan en su sistema, mientras que la memoria caché aumenta la memoria RAM al almacenar los datos de uso frecuente cerca de la CPU, lo que mejora el rendimiento.
Entonces, si está buscando un sistema que ofrezca un gran rendimiento, es imperativo que eche un vistazo a la memoria RAM y el caché que viene con él. El equilibrio perfecto entre los dos sistemas de memoria es fundamental para sacar el máximo partido a tu ordenador. Puedes ver ahora Cómo aumentar la memoria virtual en Windows 11.
