Differenza tra memoria RAM e ROM in informatica

In questo articolo informatico, andremo ad esaminare le memorie RAM e ROM concentrandoci sulle loro caratteristiche ma soprattutto sulle differenze all’interno di un computer. Partiamo dunque dalle memorie RAM.

In informatica, le memorie che possono essere sia scritte sia lette sono chiamate RAM (Random Access Memory, ossia memoria ad accesso casuale), che in realtà è un termine improprio (per quanto ormai diffusamente utilizzato), dato che tutti i chip di memoria sono accessibili in maniera casuale.

Le RAM si dividono in due varietà:

• le RAM statiche (SRAM) sono costruite internamente in modo che il loro contenuto venga mantenuto fin quando sono alimentate;
• le RAM dinamiche (DRAM) sono sostanzialmente delle matrici di piccoli condensatori, ognuno dei quali può essere caricato o scaricato, in modo da memorizzare uno 0 oppure un 1. Dato che la carica elettrica tende a disperdersi, ogni bit di una DRAM deve essere rinfrescato ogni pochi millisecondi se si vuole che i dati non Dato che deve essere la logica esterna a curare il “rinfrescamento”, le memorie DRAM richiedono una interfaccia più complessa rispetto alle SRAM; a fronte di questo svantaggio, le DRAM hanno il pregio di capacità generalmente maggiori rispetto alle SRAM. Alcune DRAM hanno inoltre la logica di rinfrescamento direttamente sul chip, il che permette sia una grande capacità sia una interfaccia semplice: si parla in questo caso di chip quasi-statici.

Le RAM non sono comunque l’unico tipo di chip di memoria; in molte applicazioni, infatti, il programma da eseguire e parti dei dati necessari devono rimanere memorizzati anche quando la corrente viene disinserita; oltre a questo, molti programmi devono necessariamente rimanere inalterati una volta installati. Questi requisiti hanno portato allo sviluppo delle memorie ROM (Read-Only Memory, ossia memorie a sola lettura): il contenuto di queste memorie non può essere cambiato o cancellato in alcun modo. Il contenuto di una ROM viene inserito durante la costruzione del chip, esponendo un materiale fotosensibile attraverso una maschera che contiene la configurazione desiderata di bit e poi incidendo la superficie esposta (oppure quella non esposta).

D’altro canto, le ROM sono molto più economiche delle RAM, specialmente se ordinate in grandi quantità per sostenere le spese della creazione della maschera. Tuttavia, queste memorie sono evidentemente poco flessibili proprio perché non modificabili. Le cosiddette memorie PROM (Programmable ROM, ossia ROM programmabili) sono state allora introdotte per facilitare lo sviluppo di nuovi prodotti basati su ROM: il chip è come una ROM, ma può essere programmato (anche se una sola volta) sul campo.

Evoluzione delle memorie ROM

Lo sviluppo successivo di questi chip è stato quelle delle memorie EPROM (Erasable PROM, ossia PROM cancellabili): questi chip non solo sono programmabili come le PROM, ma sono anche cancellabili. In poche parole, quando la cosiddetta “finestra al quarzo” di una EPROM viene esposta ad una forte luce ultravioletta per circa 15 – 20 minuti, tutti i bit vengono posti ad 1. Nei casi in cui sono necessari molti cambiamenti durante il ciclo di progettazione, la EPROM è senz’altro più economia della PROM, proprio perché può essere riutilizzata.

Ancora meglio delle EPROM sono le memorie EEPROM (Electrically Erasable PROM, ossia PROM cancellabili elettricamente), dette anche EAROM (Electrically Alterable ROM, ossia ROM alterabili elettricamente): queste memorie possono essere cancellate semplicemente applicando degli impulsi elettrici anziché inserendole in una camera speciale per l’esposizione alla luce ultravioletta.

Inoltre, bisogna fare attenzione che una EEPROM differisce da una RAM poiché sia la scrittura di un byte sia la cancellazione di un byte richiedono un tempo migliaia di volte più lungo; al contrario, i tempi di accesso per la lettura delle memorie ROM in generale sono comparabili con quelli delle RAM.

Riassumendo: RAM e ROM

La differenza principale tra memoria RAM e ROM all’interno di un computer riguarda sia vantaggi che svantaggi che entrambe le memorie possono offrire:

• La RAM, memoria volatile, può essere aumentata, permette una veloce scrittura delle informazioni e consente di memorizzare grandi quantità di dati (tipicamente da un minimo di 1 GB a oltre 256 GB per ogni singolo chip contenuto). Tuttavia, proprio in virtù del suo essere volatile, una volta che il dispositivo in uso viene spento tale memoria si svuota automaticamente, senza mantenere i dati.
• LA ROM, memoria non volatile, risolve il principale svantaggio della RAM. Consente, pertanto, di conservare informazioni e dati contenuti anche senza una fonte di energia che alimenta il dispositivo. Lo svantaggio, però, consiste nella possibilità di memorizzare solo piccole quantità di dati (in genere da 2 a 8 MB per ogni chip contenuto), non può essere aumentata o addirittura cambiata, ed è molto più lenta nello scrivere le informazioni. Viene usata principalmente durante la fase di avvio del dispositivo infatti qui è contenuto il BIOS del computer, il primo programma che viene eseguito dopo l’accensione e che contiene le istruzioni necessarie per consentire un corretto avvio del computer stesso.