Share
ОЗП, або оперативна пам'ять, - це різновид пам'яті комп'ютера, в якій можна отримати доступ до будь-якого байту пам'яті, не потребуючи доступу до попередніх байтів. Оперативна пам’ять є мінливим середовищем для зберігання цифрових даних, тобто пристрою потрібно включити, щоб оперативна пам’ять працювала. DRAM, або динамічна оперативна пам'ять, є найбільш широко використовуваною оперативною пам’яттю, якою користуються споживачі.
Зміст: SRAM проти DRAM
- 1 Пояснені різні види пам'яті
- 2 Структура та функція
- 2.1 Динамічна оперативна пам'ять (DRAM)
- 2.2 Статична ОЗУ (SRAM)
- 2.3 Швидкість
- 3 Ємність і щільність
- 4 Споживання енергії
- 5 Ціна
- 6 додатків
- 7 Список літератури
Пояснюються різні види пам'яті
Наступне відео пояснює різні типи пам'яті, що використовується на комп'ютері - DRAM, SRAM (наприклад, що використовується в кеш-пам'яті L2 процесора) і NAND-спалах (наприклад, використовується на SSD).
Будова та функції
Структури обох типів оперативної пам’яті відповідають за їх основні характеристики, а також за відповідні плюси та мінуси. Для технічного, глибокого пояснення того, як працюють DRAM та SRAM, дивіться цю інженерну лекцію з університету Вірджинії.
Динамічна оперативна пам’ять (DRAM)
Кожна комірка пам'яті в мікросхемі DRAM вміщує один біт даних і складається з транзистора та конденсатора. Транзистор функціонує як комутатор, який дозволяє схемі управління на мікросхемі пам'яті зчитувати конденсатор або змінювати його стан, тоді як конденсатор відповідає за утримання бітів даних у вигляді 1 або 0.
З точки зору функціонування конденсатор - це як контейнер, в якому зберігаються електрони. Коли цей контейнер заповнений, він позначає 1, тоді як контейнер, порожній електронів, позначає 0. Однак конденсатори мають витік, через який вони втрачають цей заряд, і як результат, «контейнер» стає порожнім лише через кілька мілісекунд.
Таким чином, для того, щоб мікросхема DRAM працювала, процесор або контролер пам'яті повинні перезарядити конденсатори, які заповнені електронами (і тому вказують 1), перш ніж вони розряджаються, щоб зберегти дані. Для цього контролер пам'яті зчитує дані і потім переписує їх. Це називається освіжаючим і виникає тисячі разів за секунду в мікросхемі DRAM. Звідси походить "Dynamic" в динамічній оперативній пам'яті, оскільки це стосується оновлення, необхідного для збереження даних.
Через необхідність постійно оновлювати дані, що вимагає часу, DRAM відбувається повільніше.
Статична оперативна пам'ять (SRAM)
Статична ОЗУ, з іншого боку, використовує триггери, які можуть бути в одному з двох стабільних станів, що схема підтримки може читати як 1, так і 0. Перевага, потребуючи шість транзисторів, має перевагу не потребує оновлення. Відсутність необхідності постійно оновлювати робить SRAM швидше, ніж DRAM; однак, оскільки SRAM потребує більшої кількості деталей і проводки, ячейка SRAM займає більше місця на мікросхемі, ніж у комірці DRAM. Таким чином, SRAM є дорожчим не тільки тому, що менше пам'яті на один мікросхем (менш щільний), але і тому, що їх складніше виготовити.
Швидкість
Оскільки SRAM не потребує оновлення, це, як правило, швидше. Середній час доступу DRAM становить близько 60 наносекунд, тоді як SRAM може надати час доступу менше 10 наносекунд.
Місткість і щільність
Через свою структуру SRAM потрібно більше транзисторів, ніж DRAM для зберігання певного обсягу даних. Хоча для модуля DRAM потрібен лише один транзистор і один конденсатор для зберігання кожного біта даних, SRAM потребує 6 транзисторів. Оскільки кількість транзисторів у модулі пам'яті визначає його ємність, для аналогічної кількості транзисторів модуль DRAM може мати до 6 разів більше ємності, ніж модуль SRAM.
Споживання енергії
Зазвичай модуль SRAM споживає менше енергії, ніж модуль DRAM. Це тому, що SRAM вимагає лише невеликого постійного струму, а для оновлення DRAM потрібні сплески енергії кожні кілька мілісекунд. Цей струм оновлення на кілька порядків більше, ніж низький режим струму очікування SRAM. Таким чином, SRAM використовується в більшості портативних та акумуляторних пристроїв.
Однак споживання енергії SRAM залежить від частоти, з якою вона отримує доступ. Коли SRAM використовується у повільному темпі, він забирає майже незначну потужність під час простою. З іншого боку, на більш високих частотах SRAM може споживати стільки ж енергії, скільки і DRAM.
Ціна
SRAM набагато дорожче, ніж DRAM. Гігабайт кеша SRAM коштує близько 5000 доларів, тоді як гігабайт DRAM коштує від 20 до 75 доларів. Оскільки SRAM використовує триггери, які можуть бути складені до 6 транзисторів, SRAM потрібно більше транзисторів для зберігання 1 біта, ніж це робить DRAM, який використовує лише один транзистор і конденсатор. Таким чином, для однакового обсягу пам'яті SRAM потрібна більша кількість транзисторів, що збільшує виробничі витрати.
Програми
Типи пам'яті комп'ютера Як і всі ОЗУ, DRAM і SRAM є мінливими, тому їх не можна використовувати для зберігання "постійних" даних, таких як операційні системи або файли даних, такі як зображення та електронні таблиці..
Найбільш поширене застосування SRAM - це кеш-пам'ять для процесора (CPU). У специфікаціях процесора це вказано як кеш L2 або кеш L3. Продуктивність SRAM дійсно швидка, але SRAM є дорогим, тому типові значення кешу L2 і L3 складають від 1 МБ до 8 МБ.
Найбільш поширене застосування DRAM - наприклад, DDR3 - це енергонезалежне зберігання для комп'ютерів. Хоча не настільки швидкий, як SRAM, DRAM все ще дуже швидкий і може підключатися безпосередньо до шини процесора. Типовий розмір DRAM становить приблизно від 1 до 2 Гб у смартфонах та планшетах та 4 - 16 Гб у ноутбуках.
Список літератури
- Лекція 21: Зберігання - Інформатика в Техаському університеті-Остін
- Інтерфейс пам'яті SRAM для мікроконтролера у вбудованих системах - EE Herald
- Вікіпедія: Динамічна пам'ять з випадковим доступом
- Вікіпедія: Статична пам'ять з випадковим доступом
- Вікіпедія: оновлення пам’яті
