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La megaguía para construirte un PC desde cero en 2020: la memoria principal
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La megaguía para construirte un PC desde cero en 2020: la memoria principal

La memoria principal tiene un impacto enorme en el rendimiento de nuestro PC. No importa solo la cantidad de RAM que hemos instalado; también son cruciales el tipo de módulos por el que nos hemos decantado y su latencia. Incluso su diseño térmico puede marcar la diferencia si su frecuencia de reloj es alta. O si tenemos la intención de practicar overclocking. Todo esto explica por qué merece la pena que nos cercioremos de que elegimos los módulos de memoria que mejor van a complementar a los demás componentes de nuestro ordenador.

Este artículo es la tercera entrega de una guía extensa en la que los principales componentes y los periféricos más relevantes de un PC tendrán su dosis de protagonismo. Nuestra intención es ayudar a los usuarios que han decidido montar un equipo a la medida a encontrar los componentes que resuelven mejor sus necesidades y encajan mejor en su presupuesto, y para lograrlo dedicaremos a la mayor parte de ellos un artículo en exclusiva. La protagonista indiscutible de este artículo es la memoria principal de la misma forma en que las dos primeras entregas de la guía las hemos dedicado a la placa base y el procesador.

DDR4 SDRAM: cómo funciona, qué tipos hay y cómo entender la nomenclatura de los módulos

La memoria DDR4 que estamos instalando actualmente en nuestros ordenadores es un tipo de SDRAM (Synchronous Dynamic Random-Access Memory) que utiliza una interfaz diseñada para trabajar a altas frecuencias de reloj. Su desembarco en el mercado se produjo en 2014, y llegó con tres promesas contundentes bajo el brazo: módulos con una mayor densidad, un voltaje inferior y unas frecuencias de reloj más altas. En estos tres frentes la memoria DDR4 aventaja con claridad a DDR3, su predecesora.

Los módulos DDR4 pueden tener una capacidad máxima de 64 GB, una cifra muy superior a los 16 GB máximos de los módulos de memoria DDR3. Además, su voltaje de referencia es 1,2 voltios frente a los 1,5 voltios de DDR3. Y su frecuencia de reloj oscila entre 800 y 1.600 MHz, un rango de velocidades claramente más ambicioso que el que maneja el estándar DDR3, que oscila entre 400 y 1.067 MHz. El voltaje y la frecuencia de reloj con los que trabajan los chips de memoria están íntimamente ligados, de manera que el paso de los 1,5 voltios de DDR3 a los 1,2 voltios de DDR4 ha permitido a este último tipo de memoria alcanzar frecuencias de reloj superiores sin que su consumo y la energía que disipa en forma de calor se disparen.

Las memorias DDR son capaces de llevar a cabo dos operaciones en cada ciclo de la señal de reloj debido a que se activan durante los flancos de subida y bajada de la señal

Una de las características más interesantes de las memorias DDR (Double Data Rate), y es una propiedad que comparten las cuatro generaciones de SDRAM DDR que han llegado a nuestros ordenadores hasta ahora, es que son capaces de llevar a cabo dos operaciones en cada ciclo de la señal de reloj (se activan durante los flancos de subida y bajada de la señal). Esto explica por qué en la práctica el rango de frecuencias de reloj que manejan las memorias DDR4, que, como hemos visto, oscila entre 800 y 1.600 MHz, equivale a una frecuencia efectiva que se mueve en el rango que va desde los 1.600 a los 3.200 MHz. De hecho, los fabricantes de módulos de memoria suelen indicar en las especificaciones la frecuencia efectiva, que siempre es más impactante que la que dicta el reloj externo porque la duplica.

A lo largo de este artículo vamos a hablar continuamente de la frecuencia y los ciclos de reloj, especialmente en la siguiente sección, en la que indagaremos en la latencia, por lo que merece la pena que expliquemos ambos conceptos. La frecuencia de reloj identifica el ritmo de trabajo de un circuito integrado, como un procesador o un chip de memoria. De igual forma que un director de orquesta, entre otras cosas, marca el ritmo al que deben tocar sus instrumentos los músicos, los circuitos integrados de nuestros ordenadores trabajan al ritmo que impone el generador de la señal de reloj. Este dispositivo es un pequeño oscilador electrónico diseñado para generar una señal eléctrica que adquiere la forma de pulsos emitidos en intervalos constantes conocidos como ciclos.

Memoriarefri

Siguiendo con nuestra metáfora del director de orquesta, de la misma forma en que la batuta del director marca el ritmo al que interpretan la composición musical los músicos, la señal de reloj generada por el oscilador electrónico marca el ritmo con el que trabajan los circuitos integrados de nuestros ordenadores. Y, lo que es igual de importante, les permite sincronizarse. En nuestro ejemplo el director de orquesta es el generador de la señal de reloj, la batuta es la señal de reloj, y los músicos son los chips de memoria que trabajan al unísono y de forma coordinada.

En el interior del generador de la señal de reloj hay un cristal de cuarzo que vibra cuando es expuesto a una corriente eléctrica

En el interior del generador de la señal de reloj hay un circuito electrónico que utiliza un pequeño cristal, generalmente de cuarzo, con una propiedad muy interesante: vibra cuando es expuesto a una corriente eléctrica. Pero lo más curioso es que lo hace con una frecuencia muy precisa, una propiedad esencial cuando lo que pretendemos es generar una señal eléctrica estable que marque el ritmo de trabajo de los circuitos integrados de nuestro ordenador. La frecuencia de reloj, precisamente, nos indica el ritmo con el que el generador de la señal de reloj produce los pulsos eléctricos, y se mide en ciclos de reloj por segundo o hercios. Si, por ejemplo, la memoria DDR4 de nuestro PC está trabajando en un instante determinado a una frecuencia de reloj de 1,6 GHz significa que su ritmo de trabajo está marcado por una señal de reloj descrita por 1,6 x 109 ciclos por segundo, o, lo que es lo mismo, mil seiscientos millones de hercios.

Una tecnología vinculada a las memorias DDR que contribuye en gran medida al alto rendimiento de la RAM de nuestros ordenadores es el acceso simultáneo a varios módulos de memoria. Los controladores diseñados para trabajar con los chips DDR pueden acceder a la vez a dos, tres o cuatro módulos de memoria, lo que tiene un impacto enorme y muy beneficioso en el rendimiento. Eso sí, para que esto sea posible los módulos de memoria deben ser idénticos, y esto significa que no solo tienen que tener la misma capacidad; también deben tener la misma latencia y tienen que trabajar a la misma frecuencia de reloj. Los microprocesadores de las familias Ryzen 3000 de AMD e Intel Core de 10ª generación implementan el acceso a la memoria principal en doble canal, por lo que pueden acceder a dos módulos a la vez. Sin embargo, los Ryzen Threadripper de AMD y los Intel Core serie X son más ambiciosos debido a que pueden utilizar hasta cuatro canales de memoria simultáneamente.

El formato físico que han adoptado los módulos de memoria a medida que fueron haciéndose con el mercado los procesadores Pentium de Intel se conoce como DIMM (Dual In-line Module Memory), y se caracteriza por tener chips de memoria en ambos lados de la placa de circuito impreso. Para que los circuitos integrados de las dos caras de la placa puedan comunicarse con la CPU bajo la batuta del controlador de memoria es necesario que incorporen contactos eléctricos, o pines, también en los dos lados del módulo. Las memorias DDR4 utilizan 288 contactos, a diferencia de los 240 pines de los módulos DDR3, aunque, curiosamente, la longitud de la placa de circuito impreso de ambos tipos de memoria es la misma.

Gskillddr4

Los entusiastas que se sienten cómodos con el hardware no suelen dejarse intimidar por la nomenclatura utilizada por los fabricantes de módulos de memoria para describir las características de sus soluciones, pero es comprensible que para buena parte de los usuarios estos datos no sean triviales. La tabla que tenéis debajo de estas líneas refleja las características de los estándares DDR4 aprobados por JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), que es la organización que se responsabiliza de definir los estándares utilizados por las tecnologías que recurren a los semiconductores.

Los módulos de memoria DDR4 se identifican de dos formas diferentes. La nomenclatura ‘DDR4-XXXX’ nos indica su capacidad de transferencia de datos medida en millones de transferencias por segundo (MT/s). Como ejemplo, un módulo DDR4-3200 puede llevar a cabo 3.200 millones de transferencias por segundo. La segunda nomenclatura tiene la forma ‘PC4-XXXXX’, y refleja la velocidad de transferencia máxima de la memoria medida en megabytes por segundo (MB/s). Como ejemplo, un módulo PC4-25600 puede alcanzar una velocidad de transferencia de hasta 25.600 MB/s.

ESTÁNDAR FRECUENCIA DE LA MEMORIA (MHz) FRECUENCIA DEL BUS DE E/S (MHz) TRANSFERENCIA DE DATOS (MT/s) NOMBRE DEL MÓDULO TASA DE TRANSFERENCIA MÁXIMA (MB/s) LATENCIA CAS (ns) TIMINGS (CL-tRCD-tRP) VOLTAJE
DDR4-1600 200 800 1.600 PC4-12800 12.800 12,5
13,75
15
10-10-10
11-11-11
12-12-12
1,2 voltios
DDR4-1866 233,33 933,33 1.866,67 PC4-14900 14.933,33 12,857
13,929
15
12-12-12
13-13-13
14-14-14
1,2 voltios
DDR4-2133 266,67 1.066,67 2.133,33 PC4-17000 17.066,67 13,125
14,063
15
14-14-14
15-15-15
16-16-16
1,2 voltios
DDR4-2400 300 1.200 2.400 PC4-19200 19.200 12,5
13,32
14,16
15
15-15-15
16-16-16
17-17-17
18-18-18
1,2 voltios
DDR4-2666 333,33 1.333,33 2.666,67 PC4-21333 21.333,33 12,75
13,50
14,25
15
17-17-17
18-18-18
19-19-19
20-20-20
1,2 voltios
DDR4-2933 366,67 1.466,67 2.933,33 PC4-23466 23.466,67 12,96
13,64
14,32
15
19-19-19
20-20-20
21-21-21
22-22-22
1,2 voltios
DDR4-3200 400 1.600 3.200 PC4-25600 25.600 12,5
13,75
15
20-20-20
22-22-22
24-24-24
1,2 voltios

La latencia, en detalle: qué son los ‘timings’ y qué impacto tienen en el rendimiento

Las frecuencias de reloj a las que trabajan los chips de memoria y el bus de entrada y salida nos permiten comparar de una forma intuitiva el rendimiento de los módulos de memoria. Sin embargo, hay otro parámetro que también condiciona mucho su productividad y al que, por tanto, nos interesa prestar atención: la latencia. Los fabricantes de módulos de memoria suelen indicárnosla utilizando la nomenclatura ‘CL-tRCD-tRP-tRAS’, de manera que un módulo DDR4-3200 PC4-25600 puede tener unos timings de, por ejemplo, 16-18-18-38. En este caso el parámetro CL tiene un valor de 16, tRCD de 18, tRP de 18, y, por último, tRAS de 38. Estas cuatro cantidades nos indican cuántos ciclos de reloj invierte la memoria principal en llevar a cabo unas operaciones determinadas, por lo que lo ideal es que sean lo más bajas posible. Veamos con más detalle qué significan estos parámetros:

  • CL (CAS Latency): el acrónimo CAS procede del término en inglés Column Address Strobe, que podemos interpretar como la señalización de las posiciones de memoria de una columna de la matriz de condensadores que constituye la memoria principal. Este parámetro nos indica cuántos ciclos de reloj necesita la memoria a petición del controlador para leer el primer bit de información de un dato una vez que ha accedido a la fila en la que reside la posición de memoria que lo contiene. Una forma de simplificar esta definición para hacerla un poco más asequible, aunque también algo menos precisa, consiste en describir esta latencia como el número de ciclos de reloj que transcurren desde que se lleva a cabo la solicitud de un dato hasta que está disponible. El parámetro CL suele ser el que los fabricantes de módulos de memoria describen con más claridad.
  • tRCD (Row address to Column address Delay time): este parámetro nos indica el número mínimo de ciclos de reloj que transcurrirán desde el instante en el que el controlador señaliza una fila de posiciones de memoria hasta el momento en el que accede a la columna que contiene la posición en la que reside el dato que se pretende recuperar. Es importante que tengamos en cuenta que el timing tRCD nos está indicando un valor mínimo de ciclos de reloj, y no un valor absoluto.
  • tRP (Row Precharge time): este parámetro refleja el número mínimo de ciclos de reloj que transcurrirán desde el instante en el que se lleva a cabo la petición de acceso a una nueva posición de memoria hasta el momento en el que se accede a la fila en la que reside la posición que contiene el dato que se pretende recuperar. Al igual que sucede con el parámetro tRCD, el timing tRP nos indica un valor mínimo de ciclos de reloj.
  • tRAS (Row Address Strobe time): el último timing que nos interesa conocer describe el número mínimo de ciclos de reloj durante el que debe estar accesible la fila de la matriz de memoria en la que reside la posición en la que necesitamos leer o escribir para que esta operación se lleve a cabo con éxito. Al igual que tRCD y tRP, el parámetro tRAS nos indica un valor mínimo de ciclos de reloj, y no un valor absoluto.

La refrigeración importa y el ‘overclocking’ también es posible en la RAM

La tabla a la que hemos recurrido un poco más arriba para indagar en las características de los estándares de memoria aprobados por JEDEC no recoge todos los módulos que podemos encontrar actualmente en las tiendas. Si nos damos una vuelta virtual por cualquier tienda on-line especializada en componentes para PC descubriremos que la mayor parte de los fabricantes de memoria vende módulos capaces de trabajar a una frecuencia de reloj superior a la que nos promete el estándar DDR4-3200. Algunos incluso superan sensiblemente los 4.000 MHz efectivos, por lo que sobre el papel son una opción atractiva si somos ambiciosos y queremos afinar al máximo el rendimiento de nuestro PC.

La frecuencia de reloj no es el único parámetro que condiciona el rendimiento de la RAM. La latencia también es crucial

Eso sí, antes de comprar estos módulos de memoria, que suelen ser bastante más caros que los módulos DDR4-3200, es importante que nos cercioremos de que nuestra placa base puede trabajar con ellos. Las placas de gama media y alta que contemplan la posibilidad de realizar overclocking suelen permitirnos instalar este tipo de módulos de memoria. Además, en ocasiones los fabricantes de placas base lanzan actualizaciones de la BIOS que habilitan la compatibilidad con módulos de memoria más rápidos. Por esta razón, si estamos pensando en hacernos con este tipo de módulos de alto rendimiento es una buena idea comprobar si está disponible alguna actualización de la BIOS que lleve nuestra placa base un paso más allá en este terreno.

En cualquier caso, es importante que tengamos en cuenta, como hemos visto unos párrafos más arriba, que la frecuencia de reloj no es el único parámetro que condiciona el rendimiento de la memoria principal de nuestro PC. La latencia también es crucial, por lo que nos interesa fijarnos en los timings de los módulos que nos han llamado la atención para cerciorarnos de que realmente van a ofrecernos una mejora del rendimiento palpable. Una vez que estén en nuestro poder podremos aprovechar las capacidades de overclocking de nuestra placa base para actuar sobre los timings, el voltaje y la frecuencia de reloj con el propósito de obtener el mejor rendimiento posible, pero sin comprometer la estabilidad de nuestro equipo.

Hyperxddr4

Una herramienta interesante al alcance de los usuarios a los que les parecen apetecibles estas memorias DDR4 de alto rendimiento son los perfiles XMP (eXtreme Memory Profile) creados inicialmente por Intel, pero que también funcionan en la mayor parte de las placas base para procesadores Ryzen y Ryzen Threadripper de AMD. Estos perfiles no son otra cosa que un conjunto de atributos que describen los parámetros de funcionamiento óptimos de un módulo de memoria. Están grabados en un circuito integrado alojado en el propio módulo, y gracias a ellos podemos conseguir que los módulos de alto rendimiento nos entreguen el 100% de su potencial y funcionen correctamente sin necesidad de que nos veamos obligados a practicar overclocking de forma manual.

Una característica de los módulos de memoria en la que también nos interesa fijarnos, sobre todo si hemos decidido hacernos con módulos de alto rendimiento diseñados para trabajar a frecuencias de reloj muy altas, es su diseño térmico. Los chips alojados en ambas caras de la placa de circuito impreso del módulo de memoria pueden disipar una parte importante de la energía que reciben en forma de calor, por lo que es una buena idea apostar por módulos que incorporen sus propios disipadores. La mayor parte de las memorias DDR4 de alto rendimiento los utilizan. Aun así, si tenemos la posibilidad de elegir entre unos módulos con especificaciones idénticas, pero unos sin disipador y otros con él, merece la pena apostar por estos últimos. Incluso aunque sean un poco más caros. Una refrigeración más cuidada puede contribuir decisivamente a incrementar la estabilidad de nuestro PC.

Qué tipo y qué cantidad de memoria nos interesa instalar en nuestro PC

Ya solo nos queda tomar dos decisiones que nos ayudarán a resolver con garantías la memoria principal de nuestro equipo. La primera consiste en elegir un tipo de módulos entre todos los que podemos encontrar actualmente en el mercado. Cuanto más rápida sea nuestra memoria DDR4 y más baja sea su latencia, mejor. Por esta razón, lo ideal es que nos quedemos con los módulos más rápidos que nos podamos permitir, siempre que, eso sí, estén soportados por nuestra placa base. La mayor parte de las placas modernas puede trabajar sin problemas con módulos DDR4-3200, y muchas de ellas también admiten memorias aún más rápidas.

Lo ideal es que instalemos en nuestro PC los módulos más rápidos y con menos latencia que nos podamos permitir

Si estamos diseñando un PC para ofimática y navegar por Internet no es necesario que seamos demasiado ambiciosos con la memoria principal, pero si vamos a utilizar nuestro ordenador para crear contenidos y jugar posiblemente sí nos interesará contar con una memoria rápida y de buena calidad que nos asegure un rendimiento y una estabilidad óptimos. La última decisión que nos veremos obligados a tomar no es otra que elegir la cantidad de RAM que tendrá nuestro PC.

Según nuestra experiencia un equipo para ofimática, reproducción de contenidos y navegación en Internet debe contar al menos con 8 GB de memoria, y una máquina para jugar, editar vídeo, procesar fotografías o trabajar con animaciones, entre otras posibles tareas, debería apoyarse al menos en 16 GB de RAM. Si vuestro presupuesto os permite instalar en vuestro PC más memoria, perfecto porque rendirá mejor cuando esté sometido a una gran carga de trabajo, pero estas son las cantidades que os proponemos como punto de partida.

Consulta la guía completa para montar un PC a la medida en 2020

En los primeros párrafos de este artículo os hemos recordado que esta es la tercera entrega de una guía extensa dedicada a los usuarios que han decidido diseñar y montar un PC a la medida. Confiamos en que os resulte útil y os ayude a encontrar los componentes que resuelven mejor vuestras necesidades y encajan mejor en vuestro presupuesto. Estos son los artículos en los que estamos trabajando y el orden en el que los iremos publicando:

Imagen de portada | Valentine Tanasovich
Imágenes | Athena

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