09-Memoria RAM

La memoria y su importancia

La memoria es uno de los puntos críticos de un sistema

La memoria RAM o Random Access Memory (memoria de acceso aleatorio) es un componente que forma parte del ecosistema de hardware, pasado y presente (quizás futuro), y que tiene como mayor finalidad crear un puente entre el sistema operativo, software, procesador y otros dispositivos para que estos intercambien información entre ellos.
Básicamente es la memoria principal del sistema y como tal dispone de una gran velocidad de lectura y escritura, ya que se comunica con casi todas las partes de un PC actual, pero al mismo tiempo sigue estando por detrás en importancia de la memoria caché de la CPU y en parte en consonancia con otro tipo de memoria como la ROM.
Es un tipo de memoria volátil, lo que significa que los datos que almacena se mantendrán en ella mientras tenga la energía suficiente para funcionar correctamente.

El único impedimento bajo estas circunstancias para que no retenga los datos es un reinicio del sistema, donde vaciará todo lo almacenado para dar comienzo al mismo proceso anterior de carga y descarga de datos una vez que la UEFI está lista.
Este tipo de memoria, por sus cualidades y velocidad, es la que evita que la CPU tenga que ir a leer los datos directamente al disco duro o SSD (sigue ocurriendo esto, pero en muchísima menor medida en la actualidad), por lo que, al poder acceder directamente a cualquiera de sus celdas de memoria en el mismo tiempo sin importar la dirección de la misma, se ha terminado usando como un componente principal con el paso de las décadas.

Módulos de memoria RAM

La memoria RAM (Rand om Access Memory o memoria de acceso aleatorio) es uno de los tres soportes de una plataforma informática. Cumple una función primordial, ya que se ocupa de almacenar la información de las instrucciones que el procesador debe gestionar, los resultados de dichas tareas y cualquier otro dato que fuera necesario. Debemos saber que, por lo general, se la denomina memoria de acceso aleatorio porque es capaz de leer o escribir en cualquier posición sin tener que seguir un orden correlativo y con el mismo tiempo de espera para cualquier posición. En el proceso de encendido, la rutina POST (Po wer On Self Test o autodiagnóstico de encendido) del BIOS se encarga de realizar el chequeo de la presencia o no de esta memoria y, dependiendo de lo que encuentre, emite una serie de beeps en caso de que no estuvieran instaladas o no fueran compatibles (consideremos que cada fabricante de BIOS tiene una secuencia específi ca de beeps de error, que puede encontrarse fácilmente en Internet o en los manuales que acompañan al dispositivo). Luego, el BIOS puede realizar un chequeo básico de la memoria y detectar la presencia de fallos en ella.

La memoria RAM se divide en Single Rank o Dual Rank

La memoria RAM es solo uno de los muchos tipos de memoria de acceso aleatorio que hay en estos momentos, donde su principal baza en cuanto a lo electrónico es ser un circuito integrado que va soldado a un circuito impreso independiente, donde al mismo tiempo se les suelda los chips que dan vida a su nomenclatura.

Estos chips pueden ir soldados por una cara o por las dos, donde en el primer caso se les llama Single Rank y en el segundo Dual Rank. Esto es muy común entre los fabricantes, ya que cuando necesitan crear módulos de mayor capacidad optan por duplicar el número de chips añadiéndolos a cada lado del circuito impreso.
Para poder acceder a ambas caras de una memoria RAM sin retrasos o latencia se necesita lo que se conoce como bus de memoria, el cual es una señal de sincronización para poder leer o escribir en cualquiera de las dos caras de forma síncrona. Además del bus de memoria, una memoria RAM depende de más buses y señales como el bus de datos y el bus de direcciones.
Todos ellos hacen posible que la memoria RAM sea a día de hoy como la conocemos y su velocidad y latencia vayan mejorando con el paso de las versiones.

Historia 

Los primeros módulos de memoria RAM tenían 30 contactos, con capacidades de 256 KB, 1 MB o 2 MB, y había que conectar de a cuatro módulos para completar un banco de memoria. Se denominaban SIMM (Sin gle In-line Memory Module) y tenían 30 pines, que rápidamente fueron reemplazados por los SIMM de 72 contactos. Luego siguieron los módulos DIMM (Do uble In-line Memory Module) de 168 contactos, de mayor capacidad, más rápidos y con la posibilidad de conectarse de a uno por banco de memoria, con aún mayores velocidades de acceso (latencias), mayor densidad (más MB) y mayor velocidad de proceso (entre 100 y 133 MHz). Hasta aquí, todos los módulos de memoria estaban agrupados en el conjunto de las SDR, o Si ngle Data Rate. Los sucesores inmediatos fueron los módulos denominados DDR, o Do uble Data Rate, que tienen la capacidad de transferir el doble de datos por ciclo que los modelos anteriores. Los primeros modelos DDR vieron la luz en 2001 con una latencia de 10 ns (nanosegundos) y una velocidad de 100 MHz por ciclo; fueron conocidos como DDR-200 (ya que, al duplicar la información manejada por ciclo, tienen una velocidad teórica de 200 MHz). Luego aparecieron las versiones DDR266 (2×133 MHz), DDR300, DDR333, y así sucesivamente hasta llegar a las DDR533 (2×266 MHz).La aparición de los módulos DDR2 de 240 contactos permitió duplicar la velocidad de los anteriores DDR, gracias a un pequeño buff er que almacena 4 bits en vez de los 2 de la arquitectura DDR, para luego enviarlos. Esto redunda en la duplicación de la velocidad nominal de los módulos sin necesidad de aumentar la velocidad real. Por último, tenemos lo más avanzado de la tecnología en materia de memoria: DDR3. Si bien también tienen 240 contactos, estas memorias son incompatibles con las DDR2, dado que la muesca en la placa es diferente. Poseen una latencia mayor (son más lentas) que las DDR2, la frecuencia es superior y el consumo de energía es sensiblemente menor, además de permitir módulos de hasta 16 GB de capacidad. Pero aquí no termina la historia, ya que las industrias que manejan la fabricación de memorias RAM avanzan con gran rapidez, y nos sorprenden con nuevas velocidades y tamaños de memoria cada cierto tiempo. Los primeros módulos DDR podían funcionar en lo que se conoce como Single Channel, es decir, cada memoria tenía un solo canal de comunicación. Luego apareció la tecnología Dual Channel, que permitía acceder a dos módulos de memoria en simultáneo, con lo cual aumentaba la velocidad nominal de acceso a memoria por parte de la plataforma. Para aprovechar katecnología, hay que instalar dos módulos de idénticas características en cada banco de memoria en el motherboard (los bancos Dual Channel se diferencian con dos colores distintos). Lo más nuevo es el Triple Channel, exclusivo de las memorias DDR3, que da la posibilidad de conectar tres módulos por cada banco de memoria; esto redunda en una velocidad de acceso a los datos mucho mayor. Consideremos que esta tecnología está presente en algunos modelos de motherboards de gama media y gama alta. En la actualidad, la memoria DDR3 ha comenzado un lento descenso de precios; por lo que conviene ir por la DDR4.

Funcionamiento

Describiremos los puntos más importantes del funcionamiento de la memoria RAM.

Almacenamiento 

El principio que permite a la memoria RAM almacenar información es muy sencillo. Los chips de RAM contienen millones de capacitores, cada uno de ellos en combinación con un transistor. Cada capacitor almacena un bit de información, según esté cargado eléctricamente o no. El transistor opera como un interruptor que cambia el estado del capacitor que tiene asignado, de manera dinámica, de acuerdo con las instrucciones que reciba del microprocesador. De esta manera, en cada segundo se producen millones de operaciones de cambio de estado en la memoria que permiten almacenar los datos procesados en la CPU. Pero este proceso no es instantáneo. Los capacitores de la memoria RAM son como diminutos recipientes que almacenan electrones. Para almacenar un 1 en una de estas celdas de memoria, el transistor lo carga con electrones; por el contrario, para almacenar un 0, lo vacía. El principal problema es que los recipientes que constituyen los capacitores van perdiendo su energía y se vacían automáticamente en cuestión de milisegundos, de modo que pierden toda su información. Para evitar este inconveniente, se requiere la presencia de un controlador de memoria que refresque de manera continua la energía de todos los capacitores con valor 1 antes de que se produzca su descarga natural. Con ese propósito, los controladores de memoria revisan la RAM y la reescriben a un ritmo de miles de veces por segundo. La tasa de refresco resultante varía según la marca y el modelo de los chips de memoria RAM, y constituye uno de los principales factores que influyen en su rendimiento.

Cantidad Total de memoria RAM

Tener más memoria RAM siempre ayuda, y esto es así por cómo están hechos los programas y juegos. La mayoría de desarrolladores escriben su software de manera que solicite al sistema operativo cierto porcentaje de la RAM disponible y no una cantidad concreta, así que cuanta más RAM tengas instalada, mayor será ese porcentaje y mayor número de instrucciones tendrán un acceso directo al procesador, de manera que funcionará mejor y más rápido.Solo por el hecho de que estés utilizando normalmente solo el 60% de tu RAM no significa que no necesites más, o mejor dicho, que no podrías tener mejor rendimiento si tuvieras más RAM.Por cómo funciona la gestión de la memoria RAM en Windows, por ejemplo, se reserva cierta cantidad para los programas abiertos aunque no se utilice, pero llegado al límite, empieza a “quitarle” RAM a los programas y reduce su rendimiento para poder dar servicio a los nuevos programas que vayamos abriendo. Si hay más RAM disponible, este límite está más lejos, con los evidentes beneficios que ello supone.

Pero NO, la capacidad de la RAM no lo es todo

Seguramente tengas claro cuánta memoria RAM tiene tu PC o, mejor dicho, cuánta capacidad tienes. Y mucha gente piensa que simplemente con tener por ejemplo 32 GB de RAM en su equipo va a funcionar mejor que el de otra persona que tiene solo 8 GB, pero la realidad es que no siempre es así. Y no siempre es así porque el rendimiento de la memoria RAM no se determina por su capacidad, sino por su velocidad y su latencia. Puede que con más RAM tengas una mayor capacidad para tener más programas abiertos como hemos explicado en el punto anterior, pero no necesariamente van a ejecutarse más rápidamente.
Si por ejemplo alguien tiene 32 GB pero que funcionan a 2400 Mhz no va a tener mejor rendimiento que alguien que tiene solo 8 GB pero que funcionan a 4000 Mhz. Así que en resumen, no, la capacidad no es lo que más importa, o al menos no es “únicamente” lo que importa.

Celdas de memoria 

Los bits que contienen la información de la RAM se almacenan en celdas bidimensionales de silicio. Las celdas se ordenan en filas y columnas de bits, y cada una de sus intersecciones constituye la dirección de cada celda de memoria. La memoria RAM dinámica funciona enviando una carga eléctrica a través de las columnas apropiadas para activar los transistores correspondientes a cada bit. Durante el proceso de grabación, las fi las de la celda mantienen los estados en los que los capacitores deben estar activados. Durante la lectura, un sensor determina el estado de carga de cada capacitor. Si su nivel está por debajo del 50%, considera al bit como un 0; de lo contrario, lo toma como un 1.

Refresco 

El proceso de refresco de las celdas de memoria se produce a una velocidad tan elevada que debemos medirla en nanosegundos (millonésimas de segundo). Cuanto menor sea la tasa de refresco, más rápido funcionará la memoria, y esto contribuirá a un mejor desempeño general de la computadora.Para una PC hogareña, una diferencia de algunos nanosegundos no proporciona ninguna utilidad notable, y a veces es preferible mantener valores conservadores para asegurar una mayor confiabilidad y mantener los costos acotados. Para equipos de alto rendimiento como servidores, gamers o fanáticos del overclocking, cada millonésima de segundo cuenta en el rendimiento global del equipo.Comprender que, a pesar de los cientos de miles de millones de operaciones de gestión de memoria que se producen a lo largo de la vida útil de una computadora, los chips son altamente confiables. De no ser así, la informática no habría llegado a los niveles de eficiencia y eficacia actuales.

Tipos de módulos

El técnico de reparación de computadoras debe saber reconocer de un solo vistazo los tipos de módulos. 

Módulos SDRAM 

Los módulos SDRAM se comercializaron, principalmente, entre los años 1993 y 2000, y constituyen la base tecnológica de las memorias que utilizamos en la actualidad. Sus siglas hacen referencia a la expresión  Synchronous Dynamic Random Access Memory (memoria dinámica de acceso aleatorio sincronizado) y representaron, en su momento, un gran avance en el funcionamiento de las memorias RAM. El módulo de memoria está sincronizado con el reloj del sistema, recibe los comandos del procesador y los acepta antes de terminar de procesar el anterior. Este complejo procedimiento de gestión de la memoria permitió acelerar enormemente los tiempos de acceso. El principal obstáculo en el rendimiento de las memorias SDRAM se producía en la latencia; es decir, el tiempo transcurrido desde que el controlador de memoria solicita un dato a una columna en particular del módulo de memoria, hasta que el dato se encuentre disponible en los pines de salida de dicho módulo. Los avances técnicos más relevantes en el desarrollo de las memorias RAM se centraron en reducir los períodos de latencia, lo que se fue consiguiendo poco a poco en posteriores generaciones de módulos. Consideremos que los módulos SDRAM estaban constituidos por una placa con un formato de 168 pines, y funcionaban casi siempre a una frecuencia de 100 o 133 MHz.

Módulos RIMM 

Los módulos RIMM o Rambus fueron en su momento un promisorio lanzamiento en la época de los procesadores Pentium 4, pero pese a su performance, perdieron popularidad rápidamente. Estos módulos requerían de motherboards con canales de datos especiales (canales Rambus), que les otorgaban una velocidad muy elevada, pero también tenían severos problemas de recalentamiento y un precio considerable. Por esta razón no lograron popularizarse, y quedaron en desuso y obsoletos en poco tiempo. Los módulos de memoria RIMM, de 184 pines y asombrosas frecuencias para la época (podíamos encontrarlas de 300, 356, 400 y 533 MHz) poseían un llamativo aspecto visual debido a su recubrimiento de aluminio disipador, indispensable para un adecuado funcionamiento del módulo de memoria. Los fabricantes de motherboards con canales Rambus empezaron a incorporar slots de memoria RAM alternativos para aumentar las ventas de sus placas, lo que terminó, definitivamente, con la adopción del formato RIMM.

Módulos DDRx 

Los módulos DDR, DDR2, DDR3 y DDR4 son demasiado parecidos físicamente entre sí, y más de un usuario inexperto los ha dañado irremediablemente al tratar de colocarlos por la fuerza en los slots equivocados. Esta clase de módulos (también conocidos como DIMM) fueron una importante evolución de los módulos SDRAM y, en la actualidad, se encuentran en la mayor parte del hardware en funcionamiento. Las siglas corresponden a Doubl e Data Rate (doble tasa de datos), en referencia a que, en cada ciclo de reloj, estas memorias manejan dos instrucciones en forma simultánea. Tienen capacidad multicanal; el mejor rendimiento de las memorias DDR se obtiene insertándolas en parejas en los slots correspondientes de la placa madre. Con el correr del tiempo, los rendimientos mejoraron sensiblemente, y los módulos DDR han ido progresando hacia los modelos DDR2 y DDR3, sobre los que hablaremos con mayor detalle más adelante. Los módulos DDRx se diferencian entre sí físicamente de modo tal de no incurrir en equivocaciones a la hora de instalarlos en un motherboard. Los DDR de 184 pines tenían frecuencias de reloj típicas de 133, 166 y 200 MHz; los DDR2 de 240 pines, 200, 266, 333 ó 400 MHz; en tanto que los DDR3 de uso vigente también poseen 240 pines y frecuencias estándares de 400, 533, 600 y 800 MHz.

Módulos SO-DIMM 

Estos módulos, de menor tamaño que los demás, se basan en los mismos principios técnicos, pero fueron optimizados en sus dimensiones para poder colocarlos en el interior de notebooks, laptops, routers, impresoras y otros equipos más compactos que una PC de escritorio. Sus siglas responden a la expresión  Single Outline Dual Inline Memory Module, y existen las variantes DDR, DDR2 y DDR3, las cuales fueron apareciendo paralelamente con las respectivas versiones para escritorio. De acuerdo con sus diferentes variantes, los módulos SO-DIMM poseen 100, 144, 200 o 204 pines. Los más recientes, de tipo DDR3, tienen 204 pines y frecuencias de hasta 800 MHz. Los avances técnicos en el desarrollo de las memorias RAM se centraron en reducir los períodos de latencia.

Tecnologías DDRx

Las memorias DDR, DDR2, DDR3 y DDR4 están basadas en la tecnología SDRAM, es decir, funcionan sincronizadas con el reloj del sistema. Debemos saber que la sigla DDR proviene de  Double Data Rate, lo que significa que estos módulos son capaces de transmitir el doble de datos por cada ciclo de reloj, esto si lo comparamos con una memoria fabricada con la tecnología SDRAM. Debido a esta característica, las memorias DDRx son identificadas con un valor que duplica la máxima tasa de reloj a la que pueden operar. Por ejemplo, si nos encontramos con la DDR2-800, debemos interpretar que funcionan a 400 MHz; por otra parte, las memorias DDR3-1066 funcionan a 533 MHz, etc. Es importante recordar que estos datos coresponden a las velocidades máximas de dichas memorias, pero no siempre es posible obtenerlas, porque las CPUs en donde las instalemos deben poseer un controlador de memoria capaz de funcionar con el ciclaje necesario, de lo contrario será imposible trabajar con esas velocidades. Si nos encontramos con que el subsistema de memoria de una CPU tiene una capacidad máxima de 400 MHz (o se encuentra incorrectamente configurado en el BIOS para admitir esa capacidad como tope), entonces, aunque coloquemos memorias para 533 MHz, será imposible que alcancemos ese rendimiento, ya que estamos limitados por el máximo de 400 MHz, que corresponde a la capacidad máxima del subsistema de memoria de la CPU.
Los chips de memoria se identifican con la nomenclatura DDRxyyyy, donde x indica la generación a la que corresponde la memoria, mientras que la velocidad se representa en los valores yyyy. 
Por su parte, los módulos de memoria (es decir, cada conjunto de chips montados sobre una placa) usan la nomenclatura PCx-zzzz, siendo x la generación correspondiente, y zzzz la máxima tasa de transferencia teórica. Este valor, también conocido como ancho de banda, nos indica cuántos bytes por segundo pueden transmitirse entre el controlador y el módulo de memoria, en un solo ciclo del reloj. El cálculo se obtiene multiplicando por 8 el valor de los MHz del reloj. 
Ejemplo, una memoria DDR2-800 tiene un ancho de banda teórico de 6400 MB por segundo (800 MHz x 8), y dichos módulos se identifican con la sigla PC2-6400. Las memorias DDR3-1333 poseen una tasa de transferencia máxima de 10666 MB/seg, y los fabricantes las etiquetan como PC3-10666 o, a veces, como PC3-10600. Reiteramos que estos valores máximos son teóricos y que no pueden alcanzarse en la práctica por cuestiones técnicas.

Velocidades y tensiones 

DDR:  100, 133, 166 y 200 MHz, tensión de 2,5 V. DDR2: 200, 266, 333, 400 y 533 MHz, tensión de 1,8 V;
DDR3: 400, 533, 666 y también 800 MHz,tensión de 1,5 V.
DDR4: tensión de 1,2 V.

Latencia 

La latencia es el período de tiempo que el controlador de memoria debe esperar mientras solicita un dato hasta que efectivamente lo recibe. Este valor se expresa bajo la nomenclatura CLx, donde x es la cantidad de ciclos de reloj de latencia. Esto quiere decir que un módulo CL3 funciona más rápido que un CL5, ya que este último necesita 5 ciclos de reloj para entregar un dato, mientras que el primero requiere solo 3 ciclos. Sin embargo, esta comparación es válida únicamente en memorias con el mismo ancho de banda. Aunque suene paradójico, las memorias DDR tienen una latencia promedio de 3; las DDR2, de 5; y las DDR3, de 7 ciclos. Pero como cada generación es más rápida que la anterior, los ciclos de reloj son más breves, y el tiempo de latencia medido en nanosegundos es inferior. Por ejemplo, una memoria DDR2-800 CL5 tiene un tiempo de latencia de 12,5 nanosegundos, mientras una DDR31333 CL7 (teóricamente, más lenta) tiene una latencia efectiva de 10,5 nanosegundos gracias a la mayor velocidad de sus ciclos de reloj.

Simple, Double y Triple Channel

La distinción entre el uso de Simple, Double o Triple Channel en un motherboard puede observarse según cómo se encuentren colocados los módulos en los slots correspondientes. Veamos algunos ejemplos prácticos referidos a las configuraciones más habituales.

• Single Channel, un módulo DIMM : este sistema vale para motherboards con capacidad Dual Channel, pero, al utilizar un solo módulo, esta característica no puede aplicarse. Es la modalidad más frecuente entre los equipos de bajo costo y uso estándar.
• Doble Channel, dos módulos DIMM: es la configuración más frecuente. Se colocan dos módulos de la misma capacidad en cada canal. En módulos con anchos de banda diferentes, el sistema se ajustará a la velocidad del más lento.
• Triple Channel, tres módulos DIMM: Se colocan tres módulos de la misma capacidad en cada canal. En módulos con anchos de banda diferentes, el sistema se ajustará a la velocidad del más lento.

Memorias ECC

Los módulos de memoria procesan miles y miles de millones de bits de información a lo largo de su vida útil. Estos procesos pueden fallar; a veces, un bit puede cambiar de 0 a 1, o viceversa, a causa de interferencias electrónicas, si bien en la mayoría de los casos, este inconveniente pasa inadvertido para el usuario. Pero si el error se produce en el momento y lugar precisos, esta minúscula corrupción puede provocar errores como la odiada pantalla azul. En equipos que operan bajo circunstancias críticas (por ejemplo, servidores o equipos de uso médico o científico), la falla en un solo bit de memoria puede tener consecuencias indeseables. En dichas situaciones se recurre a las memorias con tecnología ECC.
Las siglas ECC (Error – Correcting Code) hacen referencia a circuitos especiales con algoritmos de chequeo continuo de la información procesada en la memoria RAM. Los módulos ECC incluyen un chip adicional para efectuar checksums (comprobaciones matemáticas para asegurar la integridad de los datos) y corregir de manera automática los errores que pudieran producirse en forma eventual. Los módulos de memoria ECC son sensiblemente más caros que los normales y funcionan algo más lentos. Si queremos instalarlos, es importante comprobar que la CPU soporte este tipo de tecnología, dado que en muchos motherboards de escritorio los módulos ECC no son compatibles. En caso afirmativo, la opción para utilizar módulos ECC se encuentra desactivada en el BIOS, y tendremos que habilitarla. 
Para corregir los errores de memoria se recurre a varios métodos: en primer lugar, a un algoritmo conocido como código Hamming, y en otros casos, se aplica una solución de hardware más sofisticada llamada TMR (T riple Modular Redundancy, o redundancia modular triple). Este sistema se utiliza, por ejemplo, en el hardware de los satélites porque, al estar expuestos a un alto índice de radiaciones cósmicas, presentan fallas más frecuentes en la memoria RAM. 

Diagnóstico y fallas típicas

Como técnicos resulta más importante saber identificar la falla para encontrar la solución más eficiente y menos costosa. 

Análisis visual 

Lo primero que debemos revisar es que los módulos de memoria se encuentren colocados en forma correcta, que no se hayan movido de su lugar y que no estén haciendo falso contacto dentro del slot. Para esto, debemos retirarlos y examinar sus conectores, preferentemente, con una lupa. Muchas veces, estos se ensucian y causan fallas que se solucionan con una simple limpieza.  Si luego de efectuar un chequeo físico los problemas persisten, es hora de recurrir a las herramientas de software.Si sospechamos que el mal funcionamiento de un equipo se debe a fallas en la memoria RAM, existe una serie de herramientas de software que ayudarán a despejar nuestras dudas. Como cualquier otro componente electrónico, las memorias son proclives a sufrir fallas en el largo plazo. El principal inconveniente es que, muchas veces, diagnosticar un problema de memoria es complicado y elusivo; probablemente los mayores dolores de cabeza de los técnicos en reparación sean causados por memorias RAM que presentan un funcionamiento errático. Cuando un módulo de RAM resulta dañado (en general, debido a sobrecargas eléctricas o a estática), las celdas que deberían almacenar ciertos datos no lo hacen como corresponde. Sin embargo, suele ocurrir que esos daños se producen en áreas de la memoria que no se usan con frecuencia y, entonces, pasan inadvertidos durante un buen tiempo, hasta que ciertos programas ocupan esas celdas y, en ese momento, dejan de funcionar inesperadamente, o se generan cuelgues en el equipo. Estos conflictos que no parecen tener relación entre sí suelen deberse a la misma causa: una celda de un módulo RAM defectuosa.
Existen varios utilitarios , software de hardware stressing, que nos permite realizar un diagnóstico. Todos los programas de diagnóstico funcionan, básicamente, de la misma manera: almacenan un dato en cada una de las celdas de la memoria RAM y lo comparan con el valor que realmente debería tener. Estas intensas pruebas de lectura y grabación pueden extenderse a lo largo de varias horas, dependiendo de la cantidad de memoria RAM instalada en el equipo. Como resultado final, obtenemos un registro detallado de los errores que han sido encontrados y las posiciones de memoria que están fallando en cada módulo. Lo importante es que la memoria se encuentre libre de otras aplicaciones para que el test resulte más efectivo. 

Análisis por software

Breve listado y descripción de algunas aplicaciones recomendadas.

Memtest86+ 

Este es uno de los programas más populares, que se distribuye bajo la licencia GPL en una imagen de disco booteable, para asegurarnos de que no haya ninguna otra aplicación funcionando que dificulte el análisis de la memoria RAM. Una importante ventaja de Memtest86+ es que funciona perfectamente bajo los diferentes chipsets más populares del mercado (SiS, VIA, NVIDIA, Intel), y también identifica y diagnostica módulos de memoria con tecnología ECC. Podemos ver que la pantalla de diagnóstico indica los diferentes parámetros particulares de cada chipset. La versión más reciente de este software se puede descargar desde el sitio web www.memtest.org.

CPU-Z

Este programa, en realidad, muestra un detallado panorama de los componentes críticos del sistema: procesador, motherboard y módulos de memoria RAM, lo que resulta bastante útil para determinar si todo está correctamente configurado. En el caso específico de la memoria RAM, nos indica si está configurada como Single, Dual o Triple Channel; qué tipo de módulos tenemos instalados; su número y capacidades; las velocidades de reloj y también el ancho de banda correspondiente. CPU-Z no es capaz de realizar la detección de fallas por sí mismo, pero nos ayuda a saber si la memoria instalada corresponde a las especificaciones de fábrica. En combinación con otras herramientas de pruebas de stress, como Prime95, CPU-Z sirve para evaluar el rendimiento del equipo bajo condiciones extremas. El programa es gratuito y se descarga desde la dirección www.cpuid.com/softwares/cpu-z.html.

AIDA64 

Es uno de los productos más completos y versátiles para efectuar diagnósticos integrales y efectuar pruebas intensivas sobre los principales componentes de la CPU, incluyendo, obviamente, la memoria. Sin embargo, a diferencia de los programas anteriores, está disponible en una versión de prueba por 30 días con algunas limitaciones; transcurrido ese período, debemos comprarlo para poder seguir usándolo. Sus avanzadas funciones de diagnóstico y análisis de hardware hacen que la compra resulte una buena inversión para el técnico. Se comercializa en dos versiones diferentes, Business y Extreme, para cubrir las necesidades de los usuarios profesionales y los corporativos. El sitio web ofi cial para descargarlo y comprarlo es www.aida64.com.

Diagnóstico de memoria de Windows 

A partir de Windows 7, Microsoft incluye con el sistema operativo una herramienta de diagnóstico de memoria que se activa de manera automática si el sistema detecta una posible falla relacionada con la RAM. También se puede ejecutar ingresando en el Panel de control y escribiendo la palabra memoria en la ventana de búsqueda. Entre las opciones de resultado, en la sección de Herramientas administrativas encontraremos una línea denominada Diagnosticar los problemas de memoria del equipo, que solo se puede ejecutar si tenemos privilegios de Administrador. Haciendo clic sobre el enlace, veremos que aparece una ventana en la que se solicita reiniciar el equipo para proceder con la ejecución del análisis.
Además del análisis predeterminado (recomendado por Microsoft Windows), los usuarios pueden optar por establecer configuraciones personalizadas antes de la ejecución del análisis, con la posibilidad de cambiar parámetros como el tipo de prueba que se desea ejecutar (Básico, Estándar o Extendido), la cantidad de veces que se repetirá la prueba, y otros factores importantes. Recordemos que jamás debemos tocar los contactos de los módulos de memoria RAM con los dedos.

HCI Memtest 

Otra sencilla aplicación para comprobar el correcto estado de la memoria RAM. Posee una versión gratuita y otra que cuesta 14 dólares con su propia ISO booteable. Se descarga desde la dirección www.hcidesign.com/memtest. Esta versión se destaca por los detallados reportes que genera, y que pueden ayudarnos a identificar con absoluta precisión los problemas de la memoria RAM. Al igual que los demás programas, incluye opciones para repetir las pruebas en múltiples oportunidades de manera de mantener al equipo funcionando por varias horas, revisando la memoria a fondo.

Stressapptest de Google 

Para hacer stressing testing de sus propios servidores, Google desarrolló su propia aplicación, llamada Stressapptest, y luego la liberó a la comunidad bajo la licencia Apache 2.0.Resulta una aplicación sumamente útil para quienes deben instalar y mantener servidores web. Su objetivo es maximizar la generación de tráfico aleatorio desde la memoria al procesador y al sistema de I/O, con la intención de crear una situación realista de saturación de un servidor web. El software no solo chequea la memoria a fondo, sino que también pone a prueba su interacción con el procesador y las comunicaciones del servidor. Se descarga desde http://code.google.com/p/stressapptest. Para que el stressing testing resulte efectivo, la memoria RAM debe estar libre de otras aplicaciones.

Reemplazo de módulos de memoria

Detectamos un módulo de memoria defectuoso y tenemos que reemplazarlo o, queremos hacer una actualización. Para realizar seguimos las siguientes instrucciones.

PC de escritorio o sobremesa

1. Colocarse la pulsera antiestática. 
2. Apagar la computadora y retirar la tapa del gabinete, liberar las trabas del módulo o módulos que se van a reemplazar.
3. Retirar el módulo. 
4. Colocar el módulo de memoria nuevo en el zócalo correspondiente. Debe calzar con suavidad verificando que la muesca en el zócalo y en el módulo esten en el lugar correcto. Si se está agregando más módulos, hay que prestar atención a los colores de los zócalos para aprovechar el Dual o Triple Channel.
5. Volver a poner las trabas de los zócalos en su posición original, de modo que los módulos queden asegurados correctamente.
6. Colocar la tapa del gabinete, encender y verificar si cuenta la memoria total al ingresar al Setup.

Notebook y/o Netbooks

1. Colocarse la pulsera antiestática. 
2. Retirar los tornillos de sujeción y quitar la tapa del sector donde se aloja la memoria. Limpie para eliminar partículas de polvo.
3. Las memorias RAM están ubicadas de forma horizontal, por lo que, una vez liberadas las trabas de fijación del módulo que desea reemplazar, puede retirar con cuidado.
4. Colocar el nuevo módulo de memoria y fijarlo con una muy leve presión hacia abajo, hasta que las trabas de sujeción ubicadas en los laterales queden en las muescas de ambos lados del módulo. 
5. Colocar la tapa y fijarla con los tornillos correspondientes.
6. Encender y verificar si cuenta la memoria total al ingresar al Setup.

Limpieza de los módulos de memoria

A la hora de limpiar uno o varios módulos de memoria, se puede utilizar un químico limpia contactos y desengrasante de alta pureza.

1. Colocarse la pulsera antiestática. 
2. Apagar y retirar la tapa lateral.
3. Ubicar la zona donde se encuentran los módulos de memoria. 
4. Destrabar y retirar hacia arriba el o los módulos, tomándolos con ambas manos por los extremos. 
5. Para proceder a limpiarlos colóquelos sobre la mesa de trabajo, nunca encima del gabinete o sobre el motherboard.
6. Tomando el limpia contactos (por ejemplo: Contacmatic Super Verde, alcohol isopropílico,etc), proceda a humedecer los contactos interiores del módulo de memoria y quite los restos de polvo que puedan haber quedado adheridos.
7. Dejar secar unos minutos. Repetir sobre la otra cara del módulo y en los demás módulos.
8. Esperar unos minutos a que el producto químico que utilizamos esté totalmente evaporado.
9. Colocar los módulos de memoria en los zócalos, siempre tomándolos de los extremos y ejerciendo presión hasta su correcto calce en el zócalo, prestando atención a la posición correcta.
10. Colocar la tapa lateral.
11. Encender y verificar en el Setup si cuenta el total de memoria colocada.

Nota: Otro truco efectivo, si no tenemos limpiadores químicos (paso 6, 7 y 8), pero evitarlo a menos que no quede otra instancia, para limpiar los contactos consiste en utilizar una goma de borrar, pero debemos asegurarnos de no dejar ningún residuo y de no lastimar o romper los contactos (pines) del módulo. 

Diferentes módulos de memoria RAM en un equipo afecta el rendimiento

No es nada extraño que al montar nuestro PC compremos un número determinado de módulos de RAM y, pasado un tiempo, adquirimos más módulos. Pero no adquirimos los mismos módulos que ya tenían, marca, modelo y capacidad. Hay múltiples factores que desaconsejan la mezcla de módulos de RAM.

La mezcla de módulos es un problema constante

Solo hay que tener en cuenta un pequeño detalle: los fabricantes no venden por norma módulos sueltos, sino kits, lo cual tiene un sentido y una explicación.Con el paso del tiempo y la tecnología, los módulos de RAM albergan una mayor velocidad, unos timings más apretados con respecto a esta y un voltaje que, aunque cada generación es menor, suele ser mayor en proporción a los módulos que capitanean la salida al mercado de dicha generación.Es decir, conforme pasa el tiempo a misma generación y tecnología, los módulos avanzan inexorables en rendimiento y prestaciones. Esto provoca que los IMC sufran cada vez más, donde requieren paulatinamente más voltaje conforme los fabricantes lanzan nuevos kits y nuevas velocidades.Aunque podemos llegar a estabilizar dichos módulos al 100% y en la gran mayoría de ocasiones para 24/7, la realidad es que todo está sujeto con pinzas. Los kits que se ofrecen actualmente van numerados y corresponden a una misma oblea, donde los chips que se incluyen en dichos kits son adyacentes unos de otros.Esto se hace para mantener una misma calidad en el chip, lo que al montarlos en el PCB deben de garantizar unos timings primarios, secundarios y terciarios prácticamente idénticos, además de ofrecer unas fugas de energía muy parecidas y con ello un voltaje similar hasta el milivoltio.

Diferentes módulos de RAM fuera de los kits suelen causar problemas.

Comenzando por mezclar diferentes velocidades o timings, lo cual obliga al IMC a situarse bajo el amparo del peor de ellos, ya sea la velocidad o las latencias. Además, aunque llega a cuadrar junto con la placa los timings primarios, los secundarios y terciarios están totalmente desincronizados, por no hablar de los tiempos RTL, importantísimos para la estabilidad.
El IMC siempre va a asegurar la estabilidad por encima del rendimiento, pero esto no implica que realmente lo consiga.

Un ejemplo: si tenemos módulos DDR4-3200 16-18-18-36-2 y añadimos módulos a igual número, pero con velocidad de DDR4-2666 15-15-15-30-1, el IMC siempre va a igualar hacia abajo, e intentará cuadrar los timings que ofrecen los módulos más lentos, en este caso los de 2666 MHz.
Aunque lo consiga en gran parte, los timings RTL seguirán desajustados, lo cual es crítico para la estabilidad del sistema, y aunque no apreciemos pantallazos azules y/o cuelgues, software de estrés como Runmemtest Pro + HCI Memtest no tardarán ni un segundo en arrojar errores.
Por lo tanto, debemos seguir las recomendaciones de los fabricantes y adquirir kits completos para evitar posibles problemas con nuestras memorias RAM.

Para un equipo hogareño o de oficina que no se quiera usar al máximo provecho posible (Exprimirlo, como con juegos y renderizaciones de vídeo):
No es lo más óptimo para tener el mejor rendimiento, pero generalmente problemas no tendrás porque simplemente toda la RAM funcionará a la velocidad del módulo más lento.
No es lo óptimo para tener el mejor rendimiento, pero de ahí a que no puedas hacerlo o que vayas a tener problemas hay un mundo de distancia.

Cuestionario

1. ¿Qué es la memoria RAM? 
2. Explique que es Single Rank o Dual Rank.
3. ¿Cómo funciona la memoria RAM? 
4. ¿Cuáles son los tipos de módulos que existen? 
5. ¿Qué es la tecnología DDRx? 
6. Caracterice una memoria ECC. 
7. ¿Qué necesitamos para limpiar los módulos de memoria RAM? 
8. ¿Qué aplicación nos permite diagnosticar el funcionamiento de la memoria RAM? 
9. ¿Cómo podemos realizar pruebas de stressing a la memoria RAM? 
10. ¿Qué necesitamos para reemplazar una memoria RAM?