Pada dasarnya, DIMM adalah jenis modul RAM yang menggunakan jenis konektor pin tertentu untuk menambahkan beberapa chip RAM ke sistem komputer sedemikian rupa sehingga meningkatkan unit pemrosesan pusat (CPU), transfer data, dan kecepatan throughput secara efisien tanpa meningkatkan konsumsi daya. Sistem komputer menggunakan RAM untuk menyimpan sementara data yang sedang digunakan untuk melakukan operasi real-time. Aplikasi yang sulit, seperti rendering video digital atau game online, membutuhkan banyak RAM. Sistem komputer dengan RAM yang tidak mencukupi akan berjalan lambat atau kehabisan waktu. 

Umumnya, bentuk penyimpanan data yang cepat dan lebih mahal, seperti RAM, disebut sebagai memori, sedangkan perangkat keras atau komponen penyimpanan yang stabil dan lebih murah disebut sebagai penyimpanan. Komputer menggunakan penyimpanan untuk menampung sebagian besar data, terutama item seperti file aplikasi, dokumen, dan/atau media yang mungkin tidak diperlukan saat ini. Komputer menggunakan memori, atau RAM, untuk mengakses dan mengelola data dan file yang relevan atau diperlukan untuk aktivitas dan fungsi dari waktu ke waktu.

Sebagian besar RAM dianggap sebagai bentuk memori yang volatil karena membutuhkan listrik yang konstan untuk menyimpan data dan akan kehilangan semua data yang tersimpan jika sistem kehilangan daya. Itulah mengapa komputer menggunakan bentuk memori nonvolatil yang tidak memerlukan daya konstan, seperti hard drive solid-state, untuk penyimpanan jangka panjang.

Dua jenis utama RAM adalah memori akses acak statis (SRAM) dan memori akses acak dinamis (DRAM). Dikembangkan pada awal 1960-an, teknologi SRAM menggunakan transistor untuk menyimpan data, yang bekerja cepat dan efektif tetapi besar dan mahal. Namun, pada tahun 1968, peneliti IBM Robert Dennard membuat salah satu terobosan komputasi modern paling signifikan saat ia menemukan apa yang akhirnya menjadi chip DRAM pertama yang dikembangkan oleh Intel pada tahun 1970—sebuah inovasi yang sangat meningkatkan fungsionalitas RAM sehingga dampaknya masih terasa sampai sekarang. Sementara sel memori tipe SRAM masih digunakan untuk beberapa tujuan tertentu, DRAM telah menjadi begitu dominan sehingga hampir identik dengan RAM, meskipun terdapat banyak subkategori chip DRAM pula.  

Dengan SIMM, chip RAM disambung menjadi satu dan hanya melewatkan data melalui satu sisi modul. Akan tetapi, RAM DIMM dapat mencapai kecepatan throughput data ganda dengan memanfaatkan pin konektor di kedua sisi modul. 

Karena penyimpanan data maksimum yang ditawarkan oleh SIMM adalah 32-bit per siklus clock, modul SIMM digunakan secara berpasangan untuk mencapai kecepatan transfer jalur data standar 64-bit, dengan konsumsi tegangan 5 volt per SIMM. SIMM menawarkan penyimpanan data 4 MB hingga 64 MB. Seperti yang dinyatakan, SIMM hanya memiliki konektor di satu sisi papan sirkuit.

Dengan menggandakan jumlah konektor, DIMM menggandakan kapasitas SIMM secara efektif, sehingga hanya membutuhkan tegangan 3,3 volt. Inovasi ini memang memerlukan slot DIMM khusus pada motherboard komputer, karena DIMM tidak kompatibel dengan slot SIMM. Namun demikian, memori bergaya DIMM telah menjadi solusi utama untuk menambahkan memori ke sebagian besar sistem komputer modern, karena satu unit DIMM mempunyai penyimpanan 32 MB hingga 1 GB dengan efisiensi energi yang lebih besar.  

• DIMM tanpa buffer (UDIMM): Sesuai dengan namanya, DIMM tanpa buffer tidak memiliki buffer memori dan beroperasi dengan berkomunikasi secara langsung dengan pengontrol memori yang terletak di CPU. UDIMM dikenal dengan kecepatannya yang hemat biaya dan sering digunakan pada komputer desktop dan laptop. 
• DIMM dengan buffer penuh (FB-DIMM): Tidak seperti UDIMM, FB-DIMM memiliki fitur buffer memori canggih (AMB) untuk memfasilitasi komunikasi antara modul memori dan pengontrol memori. Bus AMB membagi operasi menjadi dua bagian—membaca dan menulis—dan dapat menjalankan kedua fungsi secara bersamaan untuk kinerja yang lebih baik. FB-DIMM menawarkan keandalan yang lebih baik, integritas sinyal, dan kecepatan deteksi kesalahan, sehingga menjadikannya pilihan yang disukai untuk server dan stasiun kerja yang membutuhkan kapasitas memori yang lebih besar. 
• DIMM dengan register (RDIMM): Dinamakan sesuai dengan register memori tambahan yang diposisikan di antara pengontrol memori dan modul memori, RDIMM disebut juga sebagai memori dengan buffer dan cocok untuk server dan sistem lain yang membutuhkan stabilitas kuat. RDIMM menjadi buffer untuk perintah, alamat, dan siklus clock dari CPU dan mengarahkan instruksi ke register memori tertentu, sehingga mengurangi beban pengontrol memori. 
• DIMM pengurangan beban (LR-DIMM): Subkategori lain dari DIMM dengan buffer, LR-DIMM memiliki fitur buffer memori isolasi (iMB) untuk mengurangi ketegangan CPU dan mencapai peningkatan kecepatan dan kapasitas dengan memisahkan chip DRAM pada DIMM dari CPU utama. Ketimbang berkomunikasi dengan DRAM secara langsung, pengontrol memori mengirimkan instruksi ke chip iMB, kemudian memori dengan buffer melakukan semua operasi. 

• RAM dinamis sinkron (SDRAM)/Laju data tunggal (SDR): Istilah SDR SDRAM sering disingkat menjadi SDRAM, karena jenis RAM ini identik. SDRAM menyinkronkan operasi dengan kecepatan clock mikroprosesor yang mendasarinya, sehingga menghasilkan peningkatan substansial dalam kapasitas DIMM untuk instruksi yang dapat dieksekusi per satuan waktu clock. Sementara memori DRAM asinkron merespons input CPU dengan seketika, SDRAM menunggu sinyal clock sebelum mengeksekusi instruksi. Metode ini, yang dikenal sebagai "pipelining", memungkinkan SDRAM untuk menerima (membaca) perintah baru sebelum instruksi sebelumnya diselesaikan (ditulis). Hasilnya, CPU dapat memproses perintah yang tumpang tindih secara bersamaan, mengeksekusi satu fungsi baca dan satu fungsi tulis per siklus clock - sehingga menghasilkan keseluruhan tingkat transfer dan kinerja CPU yang lebih tinggi.
• Kecepatan data ganda (DDR): DDR SDRAM berfungsi seperti SDR SDRAM, dengan kecepatan dua kali lipat. DDR SDRAM memproses dua instruksi baca dan dua instruksi tulis per siklus clock dan juga berfungsi pada tegangan standar yang lebih rendah—2,5 volt vs 3,3 volt. 
• Kecepatan data ganda 2 (DDR2): Sebagai peningkatan dari DDR SDRAM, jenis RAM ini juga membuat dua fungsi baca dan tulis per siklus clock, tetapi dengan dukungan kecepatan clock yang lebih tinggi sehingga menghasilkan kinerja yang lebih cepat. Memori maksimal modul ROM DDR standar mencapai 200 MHz, sedangkan memori DDR2 dapat mencapai 533 MHz, dengan bonus tambahan kebutuhan daya hanya 1,8 volt. 
• Kecepatan data ganda 3 (DDR3): Evolusi berikutnya dari DDR2, DDR3 menggunakan pemrosesan sinyal canggih untuk meningkatkan keandalan, kapasitas memori, dan konsumsi daya yang lebih rendah (1,5 volt).  
• Kecepatan data ganda 4 (DDR4): Peningkatan lebih lanjut dari DDR3, peningkatan pemrosesan sinyal memberikan DDR4 kapasitas, kinerja, dan konsumsi daya yang lebih rendah (1,2 volt) dengan kecepatan clock yang lebih tinggi hingga 1600 MHz. 

Selain itu, DIMM menawarkan banyak keunggulan generasi saat ini, menjadikan DIMM sebagai solusi tepat untuk sebagian besar sistem komputasi modern, yang dirancang dengan slot DIMM untuk mendukung dua, empat, enam, atau delapan DIMM individual. Buffer DIMM membantu memproses sinyal CPU untuk mengurangi beban kerja memori sementara desain saluran ganda memungkinkan penyebaran data ke seluruh modul memori untuk penyisipan cepat beberapa permintaan. Untuk contoh penggunaan yang sangat sulit, tersedia pula DIMM dengan tiga dan empat saluran. Dari komputasi personal hingga pusat data yang menuntut, solusi DIMM yang canggih memungkinkan komputasi mutakhir.