SRAM DRAM的区别.docx

SRAM的特点是工作速度快，只要电源不撤除，写入SRAM的信息就不会消失，不需要刷新电路，同时在读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，但集成度较低，功耗较大。SRAM一般用来作为计算机中的高速缓冲存储器(Cache)。 DRAM是动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory)，它是利用场效应管的栅极对其衬底间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”。DRAM每个存储单元所需的场效应管较少，常见的有4管，3管和单管型DRAM。因此它的集成度较高，功耗也较低，但缺点是保存在DRAM中的信息_场效应管栅极分布电容里的信息随着电容器的漏电而会逐渐消失，一般信息保存时间为2ms左右。为了保存DRAM中的信息，必须每隔12ms对其刷新一次。因此，采用 DRAM的计算机必须配置动态刷新电路，防止信息丢失。DRAM一般用作计算机中的主存储器。SSRAM 是synchronous static random access memory 的缩写，即同步静态随机存取存储器。同步是指Memory工作需要步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；随机是指数据不是线性依次存储，而是由指定地址进行数据读写。对于SSRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。这一点与异步SRAM不同，异步SRAM的访问独立于时钟，数据输入和输出都由地址的变化控制。同步SRMA比异步SRAM更快。内存，或内存储器，又称为主存储器，是关系到计算机运行性能高低的关键部件之一，无疑是非常重要的。为了加快系统的速度，提高系统的整体性能，我们看到，计算机中配置的内存数量越来越大，而内存的种类也越来越多。内存新技术计算机指令的存取时间主要取决于内存。对于现今的大多数计算机系统，内存的存取时间都是一个主要的制约系统性能提高的因素。因此在判断某一系统的性能时，就不能单凭内存数量的大小，还要看一看其所用内存的种类，工作速度。有关内存的名词关于内存的名词众多。为了便于读者查阅，下面集中进行介绍。ROM：只读存储器RAM（Random Access Memory）：随机存储器DRAM（Dynamic RAM）：动态随机存储器PM RAM（Page Mode RAM）：页模式随机存储器（即普通内存）FPM RAM（Fast Page Mode RAM）：快速页模式随机存储器EDO RAM（Extended Data Output RAM）扩充数据输出随机存储器BEDO RAM（Burst Extended Data Output RAM）：突发扩充数据输出随机存储器SDRAM（Sychronous Dynamic RAM）：同步动态随机存储器SRAM（Static RAM）：静态随机存储器Async SRAM（Asynchronous Static RAM）：异步静态随机存储器Sync Burst SRAM（Synchronous Burst Stacic RAM）：同步突发静态随机存储器PB SRAM（Pipelined Burst SRAM）：管道（流水线）突发静态随机存储器Cache：高速缓存L2 Cache（Level 2 Cache）：二级高速缓存（通常由SRAM组成）VRAM（Video RAM）：视频随机存储器CVRAM（Cached Vedio RAM）：缓存型视频随机存储器SVRAM（Synchronous VRAM）：同步视频随机存储器CDRAM（Cached DRAM）：缓存型动态随机存储器EDRAM（Enhanced DRAM）：增强型动态随机存储器各种内存及技术特点DRAM 动态随机存储器DRAM主要用作主存储器。长期以来，我们所用的动态随机存储器都是PM RAM，稍晚些的为FPM RAM。为了跟上CPU越来越快的速度，一些新类型的主存储器被研制出来。它们是EDO RAM、BEDO RAM、SDRAM等。DRAM芯片设计得象一个二进制位的矩阵，每一个位有一个行地址一个列地址。内存控制器要给出芯片地址才能从芯片中读出指定位的数据。一个标明为70ns的芯片要用70ns的时间读出一个位的数据。并且还要用额外的时间从CPU得到地址信息设置下一条指令。芯片制作技术的不断进步使这种处理效率越来越高。FPM RAM 快速页模式随机存储器这里的所谓“页”，指的是DRAM芯片中存储阵列上的2048位片断。FPM RAM是最早的随机存储器，在过去一直是主流PC机的标准配置，以前我们在谈论内存速度时所说的“杠7”，“杠6”，指的即是其存取时间为70ns，60ns。60ns的FPM RAM可用于总线速度为66MHz（兆赫兹）的奔腾系统（CPU主频为100，133，166和200MHz）。快速页模式的内存常用于视频卡，通常我们也叫它“DRAM”。其中一种经过特殊设计的内存的存取时间仅为48ns，这时我们就叫它VRAM。这种经过特殊设计的内存具有“双口”，其中一个端口可直接被CPU存取，而另一个端口可独立地被RAM“直接存取通道”存取，这样存储器的“直接存取通道”不必等待CPU完成存取就可同时工作，从而比一般的DRAM要快些。EDO RAM 扩充数据输出随机存储器在DRAM芯片之中，除存储单元之外，还有一些附加逻辑电路，现在，人们已注意到RAM芯片的附加逻辑电路，通过增加少量的额外逻辑电路，可以提高在单位时间内的数据流量，即所谓的增加带宽。EDO正是在这个方面作出的尝试。扩展数据输出(Extended data out?EDO，有时也称为超页模式?hyperpagemode)DRAM，和突发式EDO(Bust EDOBEDO)DRAM是两种基于页模式内存的内存技术。EDO大约1996年被引入主流PC机，从那以后成为许多系统厂商的主要内存选择。BEDO相对更新一些，对市场的吸引还未能达到EDO的水平。EDO的工作方式颇类似于FPM DRAM，EDO还具有比FPM DRAM更快的理想化突发式读周期时钟安排。这使得在66MHz总线上从DRAM中读取一组由四个元素组成的数据块时能节省3个时钟周期。BEDO RAM 突发扩充数据输出随机存储器BEDO RAM，就像其名字一样，是在一个“突发动作”中读取数据，这就是说在提供了内存地址后，CPU假定其后的数据地址，并自动把它们预取出来。这样，在读下三个数据中的每一个数据时，只用仅仅一个时钟周期，CPU能够以突发模式读数据(采用52ns BEDO和66MHz总线)，这种方式下指令的传送速度就大大提高，处理器的指令队列就能有效地填满。现今这种RAM只被VIA芯片组580VP，590VP，860VP支持。这种真正快速的BEDO RAM也是有缺陷的，这就是它无法与频率高于66MHz的总线相匹配。SDRAM 同步动态随机存储器SDRAM 可以说是最有前途的一种内部存储器，当前这种RAM很受欢迎。目前市面上的绝大多数奔腾级主板和Pentium 主板都支持这种内存。就像这种内存的名字所表明的，这种RAM可以使所有的输入输出信号保持与系统时钟同步。而在不久以前，这只有SRAM 才能办到。SDRAM与系统时钟同步，采用管道处理方式，当指定一个特定的地址，SDRAM就可读出多个数据，即实现突发传送。具体来说，第一步，指定地址；第二步，把数据从存储地址传到输出电路；第三步，输出数据到外部。关键是以上三个步骤是各自独立进行的，且与CPU同步，而以往的内存只有从头到尾执行完这三个步骤才能输出数据。这就是SDRAM高速的秘诀。SDRAM的读写周期为10至15ns。SDRAM基于双存储体结构，内含两个交错的存储阵列，当CPU从一个存储体或阵列访问数据的同时，另一个已准备好读写数据。通过两个存储阵列的紧密切换，读取效率得到成倍提高。1996年推出的SDRAM最高速度可达100MHz，与中档Pentium同步，存储时间短达58ns，可将Pentium系统性能提高140，与Pentium 100、133、166等每一档次只能提高性能百分之几十的CPU相比，换用SDRAM似乎是更明智的升级策略。目前市场上的奔腾级以上的主板几乎都支持SDRAM。SDRAM不仅可用作主存，在显示卡专用内存方面也有广泛应用。对显示卡来说，数据带宽越宽，同时处理的数据就越多，显示的信息就越多，显示质量也就越高。以前用一种可同时进行读写的双端口视频内存（VRAM）来提高带宽，但这种内存成本高，应用受到很大限制。因此在一般显示卡上，廉价的DRAM和高效的EDO DRAM应用很广。但随着64位显示卡的上市，带宽已扩大到EDO DRAM所能达到的带宽的极限，要达到更高的16001200的分辨率，而又尽量降低成本，就只能采用频率达66MHz、高带宽的SDRAM了。SDRAM也将应用于共享内存结构（UMA），一种集成主存和显示内存的结构。这种结构在很大程度上降低了系统成本，因为许多高性能显示卡价格高昂，就是因为其专用显示内存成本极高，而UMA技术将利用主存作显示内存，不再需要增加专门显示内存，因而降低了成本。SRAM Statu RAM 静态随机存储器按产生时间和工作方式来分，静态随机存储器也分为异步和同步。在一定的纳米制造技术下，SRAM容量比其他类型内存低，这是因为SRAM需要用更多的晶体管存储一个位（bit），因而造价也贵得多。静态随机存储器多用于二级高速缓存（Level 2 Cache）。1. Async SRAM 异步静态随机存储器自从第一个带有二级高速缓存（Cache）的386计算机出现以来，这种老型号的属于“Cache RAM（缓存型随机存储器）”类型的内存就开始应用了。异步静态随机存储器比DRAM快些，并依赖于CPU的时钟，其存取速度有12ns、15ns和18ns三种，值越小，表示存取数据的速度越快。但在存取数据时，它还没有快到能够与CPU保持同步，CPU必须等待以匹配其速度。2. Sync Burst SRAM同步突发静态随机存储器在计算机界存在这样的争论：Sync Burst SRAM 和FB SRAM 谁更快些？诚然，在总线速度为66MHz的系统上，Sync Burst SRAM确实是最快的，但当总线速度超过66MHz时（比如Cyrix公司的6x86p200型号），Sync burst SRAM就超负荷了，大大低于PB SRAM 传输速度。因此用现行的Pentium主板（总线速度为66MHz），我们应该采用Sync Burst SRAM，这样效率最高、速度最快。但目前的问题是：生产支持Sync Burst SRAM的主板供应商很少，所以能支持Sync Burst SRAM的主板的价格都很高。3. PB SRAM 管道突发静态随机存储器管道（Pipeline，或流水线）的意思是：通过使用输入输出寄存器，一个SRAM可以形成像“管道”那样的数据流水线传输模式。在装载填充寄存器时，虽然需要一个额外的启动周期，但寄存器一经装载，就可产生这样的作用：在用现行的地址提供数据的同时能提前存取下一地址。在总线速度为75MHz和高于75MHz时，这种内存是最快的缓存型随机存储器（Cache RAM）。实际上，PB SRAM可以匹配总线速度高达133MHz的系统。同时，在较慢的系统中，PB SRAM也并不比Sync Burst SRAM慢多少。应用PB SRAM，可达到4.5到8ns的“地址数据”时间。L2 Cache 二级高速缓存现今解决CPU与主内存之间的速度匹配的主要方法是在CPU与DRAM间加上基于SRAM的二级高速缓存，这种内存系统可以承担85的内存请求，而不需CPU增加额外的等待周期。在用DOS、Windows3.1、Windows3.2和WFW3.11（Windows for Workgroups）作为主要的操作系统时，确实没有必要设置高于256KB的L2 Cache。但自从Windows95操作系统推出以来，经测试，在系统的RAM只有16MB时，设置512KB的缓存比256KB的缓存更能大大提高系统的性能。再者，应用多媒体软件日益普遍，而以前的系统不能缓存大多数图形和视频信息，这使得CPU不断地与速度较慢的主内存打交道，降低了系统的性能，而增加CPU的二级高速缓存就能解决这个问题。目前，人们越来越倾向应用32位的操作系统。在多任务的操作系统中，增加L2 Cache直到2MB都具有实际意义，能够增强系统性能，这是因为应用程序越来越大，并且越来越多的程序在同一时间运行，当CPU在多任务之间切换时，如果Cache没有足够大的空间来装入所有被执行代码，就必须从速度非常慢的主内存器获得它所需的信息，多任务操作系统就不能充分发挥其作用。因此，在应用现代的操作系统时，在系统装入512KB的L2 Cachee是计算机系统发展的需要。基于以下特点，Sync Burst SRAM比Async SRAM更适合作二级高速缓存：(1)同步于系统时钟(2)突发能力(3)管道能力以上这些特点使得微处理器在存取连续内存位置时用同步SRMA比异步SRAM更快。目前，有些RAM供应商提供的3.3V异步的SRAM的“时钟到数据时间”（clocktodata指开始加入时钟脉冲到数据输出的时间）为15ns，而采用类似技术的同步SRAM的“时钟到数据时间”甚至不到6ns。随着总线速度的增加，性能价格比最佳点的SRAM技术是从异步到同步，再到管道同步的。但目前只有少数供应商能提供采用同步的SRAM，所以在系统性能不是非常重要时，设计者在总线速度为50MHz到66MHz时采用“管道同步”技术的内存是一种明智的选择。有些内存设计方案把Cache、DRAM、SRAM结合起来，如CDRAM、EDRAM、CVRAM、SVRAM、EDO SRAM、EDO VRAM。也有些内存设计方案在存储器中增加了一些内置式微处理器，如智能RAM（Smart RAM）、3D RAM（用于3维视频信号处理的RAM）、RDRAM（Rambus DRAM）、WRAM（Windows RAM，一种采用双端口内存视频加速技术的内存）。内存的多样性可见一斑，不一而论。快闪存储器，快擦写存储器和铁电体随机存储器快闪存储器是1983年推出的电可擦非易失性半导体存储器，它采用一种非挥发性存储技术，即若不对其施加大电压进行擦除，可一直保持其状态，在不加电状态下可安全保存信息长达十年；它也具有固态电子学特性，即没有可移动部件，抗震性能好；同时，它具有优越的性能，它的存取时间仅为30ns。与以往的电可擦存储器EEPROM相比，快闪存储器的最大差别是采用了块可擦除的阵列结构，这种结构不仅使其有了快的擦除速度，而且具有了像EEPROM那样的单管结构的高密度，由此带来了低的制造成本和小的体积。快闪存储器兼有了ROM和RAM二者的性能及高密度，是目前为数不多的同时具备大容量、高速度、非易失性、可在线擦写特性的存储器。快闪存储器多用于系统的BIOS、Modem（调制解调器）和一些网络设备（Hub、路由器）。铁电体随机存储器也采用非挥发性存储技术，在生产中使用了铁氧体，它优越于快闪存储器的特点是其经过多次写操作后性能不退化，而快闪存储器存在退化问题。这使得铁电体随机存储器更具有广阔的前景。各种内存条及技术特点目前市场上计算机产品升级频繁。CPU已进入奔腾时代，与此同时，内存系列产品的技术与性能也逐渐更新提高。内存条的格式分30线、72线和168线。当今流行的内存条有EDO和SDRAM。现在的Pentium级以上的计算机在设计上均支持EDO和SDRAM内存条。衡量内存条技术的一个重要指标是DRAM芯片的存取时间，常见的有60ns、70ns、80ns，数值越小，速度越快。SIMM内存条SIMM内存条的全称为单列存储器模块，是一块装有336片DRAM的电路板。早期PC机的主存储器采用的是双列直插封装(DIP)的DRAM芯片，因其安装位置较大，不便于扩展，故现在普遍采用SIMM内存条,安装一条SIMM相当于安装原来的9片DIP型DRAM芯片。目前在SIMM内存条集成的多为EDO/FPM内存，其主要参数有：1.引脚数SIMM内存条上的引脚，俗称为“金手指”。使用时，内存条引脚数必须与主板上SIMM槽口的针数相匹配。SIMM槽口有30针、72针两种，相对应内存条的引脚有30线和72线两种。在72针系统中，有奇偶校验使用36位的内存条，无奇偶校验使用32位的内存条；在30针的普通系统中，有奇偶校验使用9位的内存条，无奇偶校验则使用8位的内存条。目前30针的SIMM内存条已被淘汰。2.容量30线内存条常见容量有256KB、1MB和4MB。72线内存条常见容量有4MB、8MB、16MB和32MB。30针引脚系统中，8位或9位内存条的数据宽度为8位，286、386SX、486SX CPU数据宽度为16位，因此必须成对使用；386DX、486DX CPU数据宽度为32位，因此必须4条一组使用。72针引脚系统中，32位或36位内存条的数据宽度为32位，适用于386DX、486DX和Pentium(586)微机，可以单条或成对使用。3.速率内存条的一个重要性能指标是速率，以纳秒(ns)表示，代表系统给予内存在无错情况下作出反应的时间。一般有60ns、70ns、80ns、120ns等几种，相应在内存条上标有“6”、“7”、“8”、“12”等字样。这个数值越小，表示内存条速度越快。只有当内存与主板速度相匹配时才能发挥最大效率。4.奇偶校验微机要求内存有奇偶校验，但没有奇偶校验也能运行。奇偶校验需要额外的内存芯片。选购内存条时常会听到2片、3片、真3片、假3片、8片、9片等说法，这是指内存条是否带奇偶校验。2片和8片内存条肯定不带奇偶校验；3片和9片内存条应该带奇偶校验，但有些生产厂商为了谋取更高利润，将坏的芯片作为奇偶校验，被称为假3片或假9片，假3片或假9片一般能正常使用，只是制造成本低。鉴别内存是否带奇偶校验比较简单，装好内存开机后执行BIOS SETUP程序，选择允许奇偶校验，如果机器可正常引导，则说明内存带奇偶校验，如果屏幕出现奇偶校验错的提示后死机，则说明内存不带奇偶校验。DIMM内存条在内存条模块生产技术上，新型的168线DIMM内存条模块为当今最流行的内存条，如下图所示。DIMM是指双在线模块，它与早期的SIMM单在线模块有着很大区别。它使内存条在长度增加不多的情况下将模块的总线宽度增加一倍。DIMM技术的另一个优点是能够制作非常小的32位模块。这就是所谓的SODIMM。它的尺寸仅是72针的SIMM模块的一半，因此许多笔记本电脑制造商均采用SODIMM作为内存条的标准模式。其实，无论是内存条技术的革新还是内存条模块的改造，最终目的还是适应广大电脑用户的多层次需求。世界著名的内存条生产厂商金士顿（Kingston）公司在其产品的生产上强调了专业性与针对性，根据每一种不同的系统进行特别设计。今后的市场是技术与服务并重的市场，优秀的技术革新与优质的服务保障会使计算机用户收益无穷如何选择最适用的SRAM存储器 ( 发表日期：2005-01-30 )SRAM（静态随机存取存储器）是一种只要在供电条件下便能够存储数据的存储器件，而且是大多数高性能系统的一个关键部分作者：Ritesh Mastipuram SRAM（静态随机存取存储器）是一种只要在供电条件下便能够存储数据的存储器件，而且是大多数高性能系统的一个关键部分。SRAM具有众多的架构，各针对一种特定的应用。本文旨在对目前市面上现有的SRAM做全面评述，并简要说明就某些特定用途而言，哪类SRAM是其最佳选择。 SRAM从高层次上可以划分为两个大类：即同步型和异步型。同步型SRAM采用一个输入时钟来启动至存储器的所有事务处理（读、写、取消选定等）。而异步型SRAM则并不具备时钟输入，且必须监视输入以获取来自控制器的命令。一旦识别出某条命令，这些器件将立即加以执行。 同步SRAM家族分类 与某一特定应用相适应的最佳SRAM的选择取决于多个因素，其中包括功率限制、带宽要求、密度以及读/写操作模式等。可满足不同系统要求的同步型和异步型SRAM多种多样，本文将逐一加以说明。 各种同步型SRAM比较 同步型SRAM于上个世纪80年代后期首度面市，最初是面向具有极高性能的工作站和服务器中的第二级（L2）高速缓冲存储器应用。进入上个世纪90年代中期之后，它又在较为主流的应用（包括个人电脑中的第二级高速缓冲存储器）中寻觅到了自己的用武之地。自那以后，在包括高性能网络在内的众多应用的设计中，同步型SRAM大行其道（在这些应用中，它们通常被用于数据缓冲器、高速暂存器、队列管理功能和统计缓冲器）。 同步型SRAM又可以采用多种不同的架构。下文将对某些“主流”的器件做简要说明。 1：标准同步型SRAM 标准同步型SRAM是被“主流应用”所接纳的第一种同步型SRAM。这些器件虽然主要面向PC L2高速缓冲存储器应用，但也渗透到了非PC应用领域中，比如网络、电信、数字信号处理（DSP）以及医疗和测试设备。 其中，标准同步型SRAM具有两种基本格式：流水线型和直通型。两者之间的差异是：直通型SRAM仅在输入端上具有寄存器，当地址和控制输入被捕获且一个读存取操作被启动时，数据将被允许“直接流”至输出端。当用户对初始延迟的重要性考虑超过对持续带宽的考究时，人们往往优先采用直通型架构。“流水线型”同步SRAM同时拥有一个输入寄存器和一个输出寄存器。流水线型SRAM所提供的工作频率和带宽通常高于直通型SRAM。因此，在需求较高宽带，而对初始延迟不是很敏感时，人们常常优先采用流水线型SRAM。 2：NoBLTM（无总线延迟）型SRAM 有些应用不允许“等待状态”。比如网络应用中“等待状态”有可能对性能产生严重的影响。为解决该问题，赛普拉斯公司推出了无总线延迟（NoBL）型SRAM。NoBL型SRAM与标准同步型SRAM很相似，但是拥有附加的片上逻辑电路，旨在完全消除标准同步型SRAM系列所需的“等待状态”。通过消除这些“等待状态”，此类SRAM能够实现100%的总线利用率（丝毫不受读/写模式的影响）。该功能极大地改善了存储器性能，尤其是当存在频繁的读/写操作变换时。 NoBL型SRAM也存在两种版本：直通型和流水线型。直通型NoBL SRAM始终具有一个单周期偏移，而NoBL流水线型SRAM则保持了一个双周期偏移。 3：四倍数据速率（QDRTM）型SRAM 尽管推出了NoBL型架构并使性能较之标准同步型SRAM有所改善，但某些系统对性能有着更高的要求。于是，赛普拉斯、Renesas、IDT、NEC和三星等几家公司联合开发出了QDR型SRAM。QDR架构旨在满足那些要求低延迟且所需带宽明显高于NoBL型架构提供能力的“高带宽需求型”系统的需要。QDR型SRAM与NoBL型SRAM最为显著的差异之一是前者的读端口和写端口是分开的。这些端口可独立工作，并支持并行的读和写事务处理。QDR型SRAM能够以DDR传输速率（2倍）来支持两项同时出现的事务处理，四倍数据速率（QDR）的名称便是由此得来的。 QDR型SRAM具有两种基本类型：即2字脉冲串和4字脉冲串。这两种类型之间的差异在于每项事务处理过程中所支持的脉冲串长度。 4：QDR-II型SRAM QDR-II型SRAM与QDR型SRAM相似，但在性能方面进一步提升。与相同频率的QDR型器件相比，QDR-II型SRAM所产生的总数据有效窗口面积大了35%左右。另外，QDR-II型SRAM产品还比QDR型器件多了一个半延迟周期。这增加的半个时钟周期可在对初始延迟影响极小的情况下提供高得多的频率和带宽。 5：DDR型SRAM 如果QDR型SRAM面向的是具有平衡读/写模式的应用，DDR型SRAM架构则主要针对那些需要进行数据流式传输（例如，后随多项写操作的多项读操作）、且所需带宽远远高于标准同步型器件或NoBL型器件的应用。DDR型SRAM具有出众的整体总线利用率以及高得多的总带宽，性能也因此得到了最大限度的提升。 和QDR型SRAM一样，DDR型SRAM也有两种格式：即2字脉冲串和4字脉冲串。究竟选择哪一种取决于所需的数据颗粒度以及存储器的数据总线宽度。 各种异步型SRAM比较 第二大类SRAM为异步型SRAM。那些不具备时钟输入的SRAM便是异步型的。在这些器件中，读操作和写操作将在器件接收到指令之后立即被启动。 采用