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Nella sua teorizzazione di un sistema informatico "perfetto", il matematico statunitense Von Neumann le aveva assegnato un ruolo di primissimo piano, rappresentando la parte di collegamento tra processore e memoria d'archiviazione. Circa 70 anni dopo, la memoria RAM continua a rivestire un ruolo di primaria importanza all'interno di qualunque dispositivo informatico in commercio. Che si tratti di un computer (sia desktop sia laptop), di uno smartphone o smartwatch, ma anche di un modem-router, la memoria di lavoro è tra le componenti di maggior peso.
Le sue prestazioni, a partire dalla latenza e dalla "capacità di carico", influenzano in maniera preponderante quelle del dispositivo che la ospita. Anche il processore più potente, infatti, può ben poco se non è supportato da un quantitativo adeguato di RAM. Per questo motivo, quando si assembla un PC l'acquisto della memoria RAM finirà con l'assorbire buona parte del budget preventivato: risparmiare sulla memoria del computer è infatti un po' come azzopparlo sin dalla nascita.
Il perché è presto detto: la memoria RAM (acronimo di Random Access Memory, memoria ad accesso casuale) fa da "cuscinetto" tra processore e hard disk e ha il compito di immagazzinare dati e informazioni che dovranno essere lavorate dalla CPU in tempi brevi, nel giro di qualche decimo di secondo. Riveste, dunque, un ruolo molto particolare e di grande rilevanza: senza la sua presenza, il "collo di bottiglia" esistente tra le prestazioni del processore e quelle del disco rigido (capiente ma notoriamente lento nello scrivere e leggere le informazioni) sarebbe ancora più stretto e le performance del sistema informatico ne risentirebbero pesantemente. Per questo motivo, ripercorrere la storia della RAM è un po' come ripercorrere la storia dell'informatica.
Agli albori dell'informatica: i tubi di Williams
La prima realizzazione pratica di un "modulo" di memoria RAM si ha nella seconda metà degli Anni '40 dello scorso secolo, quando i primitivi calcolatori elettro-meccanici montano i primi esemplari di Tubi di Williams. Si tratta di piccoli tubi catodici il cui funzionamento ricalca, più o meno alla perfezione, quello dei componenti presenti all'interno dei vecchi televisori. La scrittura, l'archiviazione e la lettura dei dati era affidata ad un fenomeno simile alla persistenza luminosa (indispensabile per il funzionamento dei televisori a tubo catodico), che consentiva di conservare informazioni in maniera elementare ma molto efficace. La superficie "visibile", infatti, era suddivisa in tanti piccoli elementi che potevano essere colpiti da un fascio di elettroni proveniente dal core del tubo catodico assumendo, così, una carica elettrica: positiva se raggiunto dal fascio di elettroni, negativo nel caso opposto. Nel caso di elemento dotato carica positiva, ovvero "acceso", il valore assunto era "1"; in caso contrario il valore assunto era "0". In questo modo, i tubi di Williams erano in grado di archiviare fino a 1024 bit (binary digit, ovvero "cifra binaria" che può assumere, per definizione, valori "1" o "0") di informazioni e dati in attesa di essere elaborati dalla CPU.
Le memorie a nucleo magnetico
Tra gli Anni '60 e gli Anni '70, la sempre maggior richiesta di capacità d'archiviazione ha spinto gli scienziati informatici e gli ingegneri elettronici a realizzare una nuova tipologia di memoria RAM. Nascono così le memorie a nucleo magnetico, basate su matrici di micro-anelli di ferrite nelle quali l'archiviazione dei dati avviene tramite la variazione di polarità del campo magnetico degli anelli stessi. In questo modo, dunque, ogni anello poteva assumere due valori (convenzionalmente "1" e "0") a seconda del valore del campo magnetico.
La capacità di memorizzazione degli anelli in ferrite era affidata al fenomeno fisico dell'isteresi: l'anello tende a mantenere la stessa polarizzazione magnetica sino a quando non sopraggiunge un nuovo campo magnetico di intensità adeguata a far mutare la situazione. Tramite una griglia di fili di rame che fa da base alla matrice di micro-anelli, era possibile leggere e scrivere i dati all'interno della memoria: bastava far scorrere della corrente in corrispondenza dell'anello da scrivere o leggere e il gioco era fatto.
L'era dei transistor
Già dalla fine degli Anni '70, però, si affaccia sul panorama tecnologico mondiale una nuova tipologia di memoria ad accesso casuale. Complice lo sviluppo dei circuiti integrati e dei transistor, fanno la loro comparsa i primi esemplari di memoria DRAM (acronimo di Dynamic Random Access Memory, Memoria dinamica ad accesso casuale), ancora oggi "standard di settore" per il mondo delle memorie di lavoro.
Le memorie DRAM sono composte da un elevato numero di transistor, ognuno dei quali rappresenta una cella di memoria capace di archiviare 1 bit di informazione. Il funzionamento delle memorie DRAM è piuttosto elementare (almeno a parole): se il condensatore che è presente all'interno del transistor è elettricamente carico, allora la cella assume il valore convenzionale di "1", in caso contrario il valore sarà "0". A causa del fenomeno fisico della dissipazione della carica elettrica, per far sì che lo stato di carica permanga, è necessario "ricaricare" il condensatore ogni pochi millisecondi: per questo motivo si parla di dynamic memory o anche di memoria di tipo "volatile".
