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📜  不同类型的 RAM(随机存取存储器)

📅  最后修改于: 2021-09-14 02:31:30             🧑  作者: Mango

RAM(随机存取存储器)是计算机主存储器的一部分,可由 CPU 直接访问。 RAM 用于读取和写入数据,由 CPU 随机访问。 RAM 本质上是易失性的,这意味着如果断电,存储的信息就会丢失。 RAM 用于存储 CPU 当前正在处理的数据。大多数可修改的程序和数据都存储在 RAM 中。

集成 RAM 芯片有两种形式:

  1. SRAM(静态RAM)
  2. DRAM(动态内存)

RAM芯片框图如下。

静态随机存取存储器

SRAM 存储器由能够在通电时保留存储信息的电路组成。这意味着这种类型的内存需要持续供电。 SRAM 存储器用于构建高速缓存存储器。

SRAM 存储器单元:静态存储器 (SRAM) 是由能够在通电时保持其状态的电路组成的存储器。因此这种类型的存储器被称为易失性存储器。下图显示了 SRAM 的单元图。锁存器由如图所示连接的两个反相器组成。两个晶体管T1和T2用于连接锁存器和两条位线。这些晶体管的目的是充当可以在字线控制下打开或关闭的开关,字线由地址解码器控制。当字线处于 0 电平时,晶体管关闭,锁存器保持其信息。例如,如果A点的逻辑值为1且B点的逻辑值为0,则单元处于状态1。只要字线未被激活,该状态就保持。

对于读操作,字线由地址译码器的地址输入激活。激活的字线关闭晶体管(开关)T1 和 T2。然后A点和B点的位值可以传输到它们各自的位线。位线末端的读出/写入电路将输出发送到处理器。
对于写操作,提供给解码器的地址激活字线以关闭两个开关。然后通过读出/写入电路提供要写入单元的位值,然后将位线中的信号存储在单元中。

动态随机存取存储器

DRAM 以应用于电容器的电荷形式存储二进制信息。存储在电容器上的信息会随着时间的推移而丢失,因此必须定期对电容器充电以保持其使用。主存储器一般由DRAM芯片组成。

DRAM Memory Cell:虽然SRAM速度非常快,但由于每个单元都需要几个晶体管,因此价格昂贵。相对便宜的 RAM 是 DRAM,因为每个单元中使用一个晶体管和一个电容器,如下图所示,其中 C 是电容器,T 是晶体管。信息以电容器上的电荷形式存储在 DRAM 单元中,该电荷需要定期充电。
为了在该单元中存储信息,晶体管T被导通并且适当的电压被施加到位线。这会导致已知量的电荷存储在电容器中。三极管关断后,由于电容的特性,它开始放电。因此,只有在电容器上的电荷低于某个阈值之前读取存储在单元中的信息,才能正确读取该信息。

DRAM的类型

DRAM主要有5种类型:

  1. 异步DRAM(ADRAM):上述DRAM是异步型DRAM。存储设备的时序是异步控制的。专用存储器控制器电路生成必要的控制信号来控制时序。 CPU 必须考虑内存响应的延迟。
  2. 同步 DRAM (SDRAM):这些 RAM 芯片的访问速度直接与 CPU 的时钟同步。为此,当 CPU 预计内存芯片准备就绪时,它们会保持运行准备就绪。这些存储器在 CPU 存储器总线上运行,而不会强加等待状态。 SDRAM 可作为包含多个 SDRAM 芯片并形成模块所需容量的模块在市场上买到。
  3. 双倍数据速率 SDRAM (DDR SDRAM):这种更快的 SDRAM 版本在时钟信号的两个边沿上执行操作;而标准 SDRAM 在时钟信号的上升沿执行其操作。由于它们在时钟的两个边沿传输数据,因此数据传输速率加倍。为了高速访问数据,存储单元被组织成两组。每个组单独访问。
  4. Rambus DRAM (RDRAM): RDRAM 在狭窄的 CPU 内存总线上提供非常高的数据传输速率。它使用各种加速机制,例如同步内存接口、DRAM 芯片内部的缓存和非常快的信号时序。 Rambus 数据总线宽度为 8 位或 9 位。
  5. 高速缓存 DRAM (CDRAM):这种存储器是一种特殊类型的 DRAM 存储器,带有片上高速缓存存储器 (SRAM),用作主 DRAM 的高速缓冲区。

SRAM和DRAM的区别

下表列出了 SRAM 和 DRAM 之间的一些差异: