Le Memorie dell'ESP32-S3

 

La memoria Flash è un tipo di memoria non volatile, cioè mantiene i dati anche quando manca l’alimentazione.
È oggi la tecnologia più usata per memorizzare in modo permanente programmi e dati nei microcontrollori, nei computer e nei dispositivi elettronici.

 

🔹 Definizione semplice

La memoria Flash è una memoria elettronica riscrivibile che conserva le informazioni anche senza corrente, usata per archiviare firmware, programmi e dati persistenti.

🔹 Caratteristiche principali

 

Caratteristica Descrizione
Non volatile I dati restano anche dopo lo spegnimento.
Riscrivibile Può essere cancellata e riscritta migliaia di volte.
A blocchi Si cancella e riscrive per “blocchi” (non per singolo byte).
Velocità Più lenta della RAM, ma più veloce delle memorie meccaniche (come gli HDD).
Uso tipico Conservare firmware, configurazioni, file o immagini su microcontrollori.

 

🔹 Tipi di memoria Flash

  1. NOR Flash

    • Lettura veloce, accesso diretto a ogni indirizzo.

    • Usata per codice di esecuzione (firmware).

    • È quella presente nei microcontrollori come l’ESP32.

  2. NAND Flash

    • Più densa ed economica, ma accesso solo “a blocchi”.

    • Usata in schede SD, SSD, chiavette USB, ecc.

🔹 Nell’ESP32 (come la tua N16R8)

La Flash da 16 MB serve per:

  • Bootloader (microprogramma che avvia tutto)

  • Firmware + sketch (nella partizione APP)

  • Configurazioni salvate (in NVS)

  • File system (SPIFFS o LittleFS, se abilitato)

  • Aggiornamenti OTA (se previsti)

🔹 In sintesi

La Flash è per l’ESP32 quello che è il disco fisso per un computer:
contiene il sistema operativo (firmware), i programmi (sketch) e i dati permanenti,
mentre la RAM/PSRAM è come la memoria temporanea dove si lavora durante l’esecuzione.

 

Differenza tra RAM e PSRAM:

 

Prendiamo come riferimento la tua centralina con ESP32-S3:

 

⚙️ 1️⃣ Memoria Flash

📦 Serve per: conservare nel tempo

  • Qui risiedono:

    • Il firmware (cioè tutto ciò che fa “funzionare” la scheda)

    • Il tuo sketch (il programma che hai scritto)

    • Eventuali file o configurazioni permanenti (SPIFFS, NVS)

🕓 Persistente → i dati restano anche dopo lo spegnimento
📏 Dimensione tipica: 4–32 MB (la tua scheda ha 16 MB)

💡 Esempio nella centralina:
Quando carichi lo sketch da Arduino IDE, il file .bin viene scritto nella Flash.
Alla riaccensione, l’ESP32 legge il programma da lì e lo esegue.

 

⚙️ 2️⃣ Memoria RAM

⚡ Serve per: eseguire il programma

  • Contiene:

    • Variabili temporanee

    • Stack, heap

    • Buffer momentanei per i calcoli

🕓 Volatile → si svuota allo spegnimento
📏 Dimensione tipica: ~500 KB sull’ESP32-S3

💡 Esempio nella centralina:
Quando il codice legge il sensore vento o aggiorna l’OLED, i dati sono in RAM finché servono; poi vengono cancellati o sovrascritti.

 

⚙️ 3️⃣ Memoria PSRAM (Pseudo Static RAM)

💪 Serve come RAM estesa

  • È opzionale: la tua scheda N16R8 ne ha 8 MB

  • È più lenta della RAM interna ma molto più grande

🕓 Volatile, si svuota allo spegnimento
📏 Usata per dati “pesanti”: immagini, buffer, cache, file temporanei

💡 Esempio nel visualizzatore di spartiti:
Quando leggi un’immagine dalla SD per inviarla al Nextion, puoi caricarla tutta in PSRAM come buffer da 1–2 MB, elaborarla e poi inviarla.
Senza PSRAM dovresti leggerla a piccoli blocchi, molto più lentamente.

 

⚙️ 4️⃣ In sintesi visiva

 

Tipo memoria Persistente Capacità Velocità Uso tipico Esempio nella centralina
Flash ✅ sì 16 MB 🐢 media Programma e dati salvati Firmware e sketch
RAM ❌ no 512 KB ⚡ molto veloce Variabili e logica di esecuzione Lettura sensori, calcoli
PSRAM ❌ no 8 MB 🚀 veloce Buffer grandi, immagini, cache Immagini spartiti o grafica

 

Perchè non hanno fatto una memoria ram da 8MB?

La risposta sta tutta nel costo, nella fisica dei chip e nel modo in cui le memorie vengono integrate nei microcontrollori come l’ESP32-S3.

Vediamolo passo passo 👇

 

⚙️ 1️⃣ La RAM “vera” (interna)

La RAM interna del chip (i 512 KB dell’ESP32-S3) è costruita dentro al silicio del microcontrollore stesso.
Questo significa:

  • Accesso direttissimo dal processore → molto veloce

  • Ma ogni kilobyte occupa tanto spazio fisico sul chip → molto costosa

💡 È come avere un’officina dentro casa: comodissima e rapidissima, ma piccola perché costruirla lì dentro costa tantissimo.

 

⚙️ 2️⃣ La PSRAM (esterna)

La PSRAM invece è un chip separato, collegato all’ESP32 tramite un bus SPI o Octal SPI (più o meno come una memoria esterna).
Quindi:

  • È molto più economica e capiente (8 MB, 16 MB…)

  • Ma è più lenta: deve passare attraverso il bus esterno

  • E consuma un po’ più di energia durante l’uso

💡 È come avere un magazzino in giardino: tanto spazio, costa poco, ma ci metti un po’ di più ad andarci.

 

⚙️ 3️⃣ Perché non fanno un’unica RAM da 8 MB integrata?

 

Motivo Spiegazione
1. Costo e dimensione del chip Una RAM interna di 8 MB renderebbe il microcontrollore enorme e costosissimo (sarebbe più grande della CPU stessa).
2. Consumo energetico La RAM veloce interna consuma più corrente; 8 MB sarebbero poco efficienti per dispositivi a basso consumo.
3. Usi diversi La RAM interna serve per esecuzione veloce del codice, mentre la PSRAM serve per grandi quantità di dati (immagini, audio, buffer). Due ruoli diversi.

 

Per 3 motivi principali:

⚙️ 4️⃣ In pratica

  • La RAM interna è la “memoria di lavoro immediata” (per il cervello del chip)

  • La PSRAM è la “memoria di supporto” (per dati grandi ma meno urgenti)

Questa combinazione è molto efficiente:
👉 Piccola RAM superveloce + grande PSRAM più lenta = buone prestazioni con costi bassi.

💬 Esempio pratico nel tuo progetto

  • La RAM interna gestisce logica e sensori in tempo reale (pulsanti, vento, RTC).

  • La PSRAM gestisce buffer immagine da 1–2 MB per il Nextion, che non serve leggere “al microsecondo”.