Share
Baran, lub pamięć o dostępie swobodnym, jest rodzajem pamięci komputera, w której można uzyskać dostęp do dowolnego bajtu pamięci bez konieczności dostępu do poprzednich bajtów. Pamięć RAM jest ulotnym nośnikiem do przechowywania danych cyfrowych, co oznacza, że urządzenie musi być włączone, aby pamięć RAM działała. DRAM lub Dynamic RAM to najczęściej używana pamięć RAM, z którą mają do czynienia konsumenci.
Zawartość: SRAM vs DRAM
- Wyjaśnienie 1 różnych rodzajów pamięci
- 2 Struktura i funkcja
- 2.1 Dynamiczna pamięć RAM (DRAM)
- 2.2 Statyczna pamięć RAM (SRAM)
- 2.3 Prędkość
- 3 Pojemność i gęstość
- 4 Pobór mocy
- 5 Cena
- 6 aplikacji
- 7 referencji
Różne rodzaje pamięci wyjaśnione
Poniższy film objaśnia różne typy pamięci używane w komputerze - DRAM, SRAM (takie jak używane w pamięci podręcznej L2 procesora) i flash NAND (np. Używane w SSD).
Struktura i funkcja
Struktury obu typów pamięci RAM odpowiadają za ich główne cechy, a także za ich zalety i wady. Aby uzyskać techniczne, dogłębne wyjaśnienie działania DRAM i SRAM, zobacz ten wykład inżynierski z University of Virginia.
Dynamiczna pamięć RAM (DRAM)
Każda komórka pamięci w układzie DRAM przechowuje jeden bit danych i składa się z tranzystora i kondensatora. Tranzystor działa jako przełącznik, który pozwala układowi sterującemu na chipie pamięci odczytać kondensator lub zmienić jego stan, podczas gdy kondensator jest odpowiedzialny za przechowywanie bitu danych w postaci 1 lub 0.
Pod względem funkcji kondensator jest jak pojemnik do przechowywania elektronów. Gdy ten pojemnik jest pełny, oznacza 1, a pojemnik pusty elektronów oznacza 0. Jednak kondensatory mają przeciek, który powoduje, że tracą one ładunek, w wyniku czego „pojemnik” staje się pusty po kilku milisekundy.
Tak więc, aby układ DRAM działał, procesor lub kontroler pamięci muszą naładować kondensatory wypełnione elektronami (a zatem wskazać 1) przed rozładowaniem, aby zachować dane. W tym celu kontroler pamięci odczytuje dane, a następnie je przepisuje. Nazywa się to odświeżaniem i występuje tysiące razy na sekundę w układzie DRAM. Tutaj również powstaje „dynamiczny” w dynamicznej pamięci RAM, ponieważ odnosi się do odświeżania niezbędnego do zachowania danych.
Ze względu na potrzebę ciągłego odświeżania danych, co zajmuje dużo czasu, pamięć DRAM działa wolniej.
Statyczna pamięć RAM (SRAM)
Z drugiej strony, statyczna pamięć RAM wykorzystuje przerzutniki, które mogą znajdować się w jednym z dwóch stabilnych stanów, które zespół obwodów podtrzymujących może odczytać jako 1 lub 0. Przerzutnik, wymagający sześciu tranzystorów, ma tę zaletę, że nie wymaga odświeżania. Brak konieczności ciągłego odświeżania sprawia, że SRAM jest szybszy niż DRAM; jednak ponieważ SRAM potrzebuje więcej części i okablowania, ogniwo SRAM zajmuje więcej miejsca w układzie niż ogniwo DRAM. Tak więc SRAM jest droższy, nie tylko dlatego, że jest mniej pamięci na układ (mniej gęsty), ale także dlatego, że są trudniejsze do wyprodukowania.
Prędkość
Ponieważ SRAM nie wymaga odświeżania, zazwyczaj jest szybszy. Średni czas dostępu do pamięci DRAM wynosi około 60 nanosekund, podczas gdy SRAM może dać czasy dostępu nawet 10 nanosekund.
Pojemność i gęstość
Ze względu na swoją strukturę SRAM potrzebuje więcej tranzystorów niż DRAM do przechowywania pewnej ilości danych. Podczas gdy moduł DRAM wymaga tylko jednego tranzystora i jednego kondensatora do przechowywania każdego bitu danych, SRAM potrzebuje 6 tranzystorów. Ponieważ liczba tranzystorów w module pamięci określa jego pojemność, dla podobnej liczby tranzystorów moduł DRAM może mieć do 6 razy większą pojemność niż moduł SRAM.
Pobór energii
Zazwyczaj moduł SRAM zużywa mniej energii niż moduł DRAM. Wynika to z faktu, że SRAM wymaga tylko niewielkiego stałego prądu, podczas gdy DRAM wymaga odświeżania co kilka milisekund w celu odświeżenia. Ten prąd odświeżania jest o kilka rzędów wielkości większy niż niski prąd gotowości SRAM. Dlatego SRAM jest stosowany w większości urządzeń przenośnych i zasilanych bateryjnie.
Jednak zużycie energii SRAM zależy od częstotliwości, z jaką jest uzyskiwany dostęp. Gdy SRAM jest używany w wolniejszym tempie, na biegu jałowym pobiera prawie pomijalną moc. Z drugiej strony, przy wyższych częstotliwościach SRAM może zużywać tyle samo energii, co DRAM.
Cena £
SRAM jest znacznie droższy niż DRAM. Gigabajt pamięci podręcznej SRAM kosztuje około 5000 USD, a gigabajt pamięci DRAM kosztuje 20-75 USD. Ponieważ SRAM używa przerzutników, które mogą być wykonane z maksymalnie 6 tranzystorów, SRAM potrzebuje więcej tranzystorów do przechowywania 1 bitu niż DRAM, który wykorzystuje tylko jeden tranzystor i kondensator. Zatem dla tej samej ilości pamięci SRAM wymaga większej liczby tranzystorów, co zwiększa koszt produkcji.
Aplikacje
Rodzaje pamięci komputera Podobnie jak wszystkie pamięci RAM, DRAM i SRAM są niestabilne i dlatego nie można ich używać do przechowywania „trwałych” danych, takich jak systemy operacyjne lub pliki danych, takie jak zdjęcia i arkusze kalkulacyjne.
Najpopularniejszą aplikacją SRAM jest służenie jako pamięć podręczna procesora (CPU). W specyfikacjach procesora jest to wymienione jako pamięć podręczna L2 lub pamięć podręczna L3. Wydajność SRAM jest naprawdę szybka, ale SRAM jest droga, więc typowe wartości pamięci podręcznej L2 i L3 wynoszą od 1 MB do 8 MB.
Najczęstszą aplikacją DRAM - taką jak DDR3 - jest ulotna pamięć dla komputerów. Chociaż nie jest tak szybki jak SRAM, DRAM wciąż jest bardzo szybki i może łączyć się bezpośrednio z magistralą procesora. Typowe rozmiary pamięci DRAM to około 1 do 2 GB w smartfonach i tabletach oraz 4 do 16 GB w laptopach.
Bibliografia
- Wykład 21: Przechowywanie - Informatyka na University of Texas-Austin
- Interfejs pamięci SRAM do mikrokontrolera w systemach wbudowanych - EE Herald
- Wikipedia: Dynamiczna pamięć o swobodnym dostępie
- Wikipedia: Statyczna pamięć o swobodnym dostępie
- Wikipedia: Odświeżanie pamięci
