Pamięć RAM (Random Access Memory) to rodzaj pamięci, która potrzebuje stałej mocy do zatrzymywania danych w niej, po zerwaniu zasilania dane zostaną utracone, dlatego jest znana jako pamięć ulotna . Odczytywanie i zapisywanie w pamięci RAM jest łatwe i szybkie oraz realizowane za pomocą sygnałów elektrycznych.
Wykres porównania
| Podstawa do porównania | SRAM | NAPARSTEK |
|---|---|---|
| Prędkość | Szybciej | Wolniej |
| Rozmiar | Mały | Duży |
| Koszt | Kosztowny | Tani |
| Użyty w | Pamięć cache | Pamięć główna |
| Gęstość | Mniej gęste | Bardzo gęsty |
| Budowa | Złożone i wykorzystuje tranzystory i zatrzaski. | Proste i wykorzystuje kondensatory i bardzo niewiele tranzystorów. |
| Wymagany pojedynczy blok pamięci | 6 tranzystorów | Tylko jeden tranzystor. |
| Właściwość przecieku opłat | Nieobecny | Obecne zatem wymagają układu odświeżania mocy |
| Pobór energii | Niska | Wysoki |
Definicja SRAM
SRAM (Static Random Access Memory) składa się z technologii CMOS i wykorzystuje sześć tranzystorów. Jego konstrukcja składa się z dwóch sprzężonych ze sobą inwerterów do przechowywania danych (binarnych) podobnych do przerzutników i dodatkowych dwóch tranzystorów do kontroli dostępu. Jest relatywnie szybszy niż inne typy pamięci RAM, takie jak DRAM. Zużywa mniej energii. SRAM może przechowywać dane tak długo, jak długo jest zasilane.
Działanie SRAM dla pojedynczej komórki:
Aby wygenerować stabilny stan logiczny, cztery tranzystory (T1, T2, T3, T4) są zorganizowane w sposób krzyżowy. W celu wygenerowania stanu logicznego 1, węzeł C1 jest wysoki, a C2 jest niski; w tym stanie T1 i T4 są wyłączone, a T2 i T3 są włączone. Dla stanu logicznego 0, połączenie C1 jest niskie, a C2 jest wysokie; w danym stanie T1 i T4 są włączone, a T2 i T3 są wyłączone. Oba stany są stabilne, dopóki nie zostanie zastosowane napięcie prądu stałego (DC).
Definicja DRAM
DRAM (Dynamic Random Access Memory) to również rodzaj pamięci RAM, która jest zbudowana przy użyciu kondensatorów i kilku tranzystorów. Kondensator służy do przechowywania danych, gdzie wartość bitu 1 oznacza, że kondensator jest naładowany, a wartość bitowa 0 oznacza, że kondensator jest rozładowany. Kondensator ma tendencję do rozładowania, co powoduje wyciek opłat.
Termin dynamiczny wskazuje, że ładunki są ciągle przeciekające nawet w obecności ciągłej dostarczanej mocy, która jest powodem, dla którego zużywa więcej energii. Aby zachować dane przez długi czas, należy je wielokrotnie odświeżać, co wymaga dodatkowego układu odświeżania. Z powodu nieszczelnego ładowania DRAM traci dane nawet po włączeniu zasilania. DRAM jest dostępny w większej pojemności i jest tańszy. Do pojedynczego bloku pamięci potrzebny jest tylko jeden tranzystor.
Praca typowej komórki DRAM:
W momencie odczytu i zapisu wartości bitowej z komórki aktywowana jest linia adresu. Tranzystor obecny w obwodzie zachowuje się jak przełącznik, który jest zamknięty (pozwalając na przepływ prądu), jeśli do linii adresowej zostanie przyłożone napięcie i zostanie otwarte (brak przepływu prądu), jeśli do linii adresowej nie zostanie doprowadzone żadne napięcie. Dla operacji zapisu, sygnał napięcia jest wykorzystywany do linii bitów, gdzie wysokie napięcie pokazuje 1, a niskie napięcie wskazuje 0. Sygnał jest następnie wykorzystywany do linii adresu, która umożliwia przesyłanie ładunku do kondensatora.
Kiedy linia adresowa zostanie wybrana do wykonania operacji odczytu, tranzystor włącza się i ładunek przechowywany na kondensatorze jest dostarczany na linię bitów i wzmacniacz sygnału.
Kluczowe różnice między SRAM i DRAM
- SRAM jest wbudowaną pamięcią, której czas dostępu jest niewielki, podczas gdy DRAM to pamięć poza chipem, która ma duży czas dostępu. Dlatego SRAM jest szybszy niż DRAM.
- DRAM jest dostępny w większej pojemności, podczas gdy SRAM ma mniejszy rozmiar.
- SRAM jest drogi, podczas gdy DRAM jest tani .
- Pamięć cache to aplikacja SRAM. Natomiast pamięć DRAM jest używana w pamięci głównej .
- DRAM jest bardzo gęsta . W przeciwieństwie do tego, SRAM jest rzadszy .
- Budowa SRAM jest skomplikowana ze względu na wykorzystanie dużej liczby tranzystorów. Wręcz przeciwnie, DRAM jest prosty w projektowaniu i implementacji.
- W SRAM pojedynczy blok pamięci wymaga sześciu tranzystorów, podczas gdy DRAM potrzebuje tylko jednego tranzystora do pojedynczego bloku pamięci.
- DRAM jest nazywany dynamicznie, ponieważ wykorzystuje kondensator, który wytwarza prąd upływu ze względu na dielektryk zastosowany w kondensatorze, aby oddzielić przewodzące płyty, nie jest idealnym izolatorem, dlatego wymaga układu odświeżania mocy. Z drugiej strony nie ma problemu z wyciekiem ładunku w pamięci SRAM.
- Zużycie energii jest wyższe w pamięci DRAM niż w pamięci SRAM. SRAM działa na zasadzie zmiany kierunku przepływu prądu przez przełączniki, podczas gdy DRAM działa na zasadzie utrzymywania ładunków.
Wniosek
DRAM jest potomkiem SRAM. DRAM został opracowany w celu przezwyciężenia wad SRAM; projektanci zmniejszyli ilość elementów pamięci używanych w jednym pamięci, co znacznie zmniejszyło koszt DRAM i zwiększyło powierzchnię pamięci. Ale pamięć DRAM jest wolniejsza i zużywa więcej energii niż SRAM, musi być odświeżana często w ciągu kilku milisekund, aby utrzymać ładunki.
