计组学习笔记（三）：SRAM与DRAM

一、半导体存储芯片

  先了解了解我们RAM的真面目——半导体存储芯片，主存通常就是由多个这样的半导体芯片组成。

  

  （1）存储矩阵：由大量相同的位存储单元阵列构成。

  （2）译码驱动：将来自地址总线的地址信号翻译成对应存储单元的选通信号，该信号在读写电路的配合下完成对被选中单元的读和写。（包括译码器，驱动器）

  （3）读写电路：完成读写操作。（包括读出放大器，写入电路）。

  （4）读/写控制线：控制芯片是进行读操作还是写操作。

  （5）片选线：存储器是由很多这样的芯片组成的，每个芯片的地址范围都是总体地址的一部分，片选线就是确定究竟是哪个芯片被选中。

  （6）地址线：单向输入的，位数和存储字的个数有关。

  （7）数据线：双向的，位数和读出或写入的数据位数有关。

  数据线和地址线共同反映一个芯片的存储容量的大小，举个例子，如果地址线有12根，数据线有16根，那么这个芯片的容量就是2^12 × 16=8KB。

  这只是半导体芯片的基本结构，根据存储器的存储信息原理的不同可以分为SRAM和DRAM。

二、SRAM存储器

  SRAM的存储元（通常把存放一个二进制位的物理器件称为存储元）采用的是双稳态触发器（六管MOS）来记忆信息的，因此即使信息被读出后，它仍然会保持其原状态而不需要再生。当然断电之后肯定会丢失信息的，毕竟RAM是易失性的存储器。SRAM的存取速度快，功耗较大，一般用来做Cache。

  这是SRAM的存储元的基本结构图，静态MOS，六管单元，放在这里了解一下，我也看不太懂这个东西，只做了解一下下~

三、DRAM存储器

  DRAM与SRAM的原理不同，它是利用存储元电路中栅极电容上的电荷来存储信息的，常见的DRAM的基本存储电路通常分为三管式和单管式。DRAM采用地址复用技术，地址线是原来的一半，地址信号分为行和列两次传送（这也就是DRAM比SRAM存取速度要慢的因素）。

  既然DRAM采用电容上的电荷来存储信息，而电容上的电荷不可能不丢失，一般情况下，DRAM电容上的电荷只能维持1至2ms，过了这个时间，电荷就丢了，信息也就没了，所以我们要每隔一定时间对其进行刷新，这个时间通常分为刷新周期。常用的刷新方法有以下三种：

  （1）集中刷新：在一个刷新周期内，利用一段固定的时间，依次对存储器的所有行逐一再生，在此期间停止对存储器的读写操作，这段时间成为“死时间”，又叫访存的“死区”。显然这种方法可以让读写操作不受刷新工作的影响，但是在死区不能访问存储器，CPU只能干等着。

  （2）分散刷新：把对每一行的刷新分散到各个工作周期中去。比较生动地解释就是，原来我的工作只有存取，现在我的工作多了一个，就是在存取完之后顺便再“打扫”一行。这样，一个存储器的系统工作周期分为两部分，前半部分有用正常读、写或保持，后半部分用于刷新某一行。这种方法不存在死区，但是增加了系统的存取周期，如果原来存取周期只有0.5us，现在变成了1us，增加的0.5us要刷新一行。

  （3）异步刷新：前两种方法的结合，它可以缩短死时间，又充分利用最大刷新间隔为2ms的特点。做法是将刷新周期除以行数，得到每两次刷新之间的时间间隔t，逻辑电路每过t就产生一次刷新请求。这样就避免了使CPU等待过长时间，还减少了刷新次数，提高了工作效率。

四、SRAM与DRAM的区别

  前面介绍了SRAM和DRAM，区别也是显而易见，现总结梳理一下。

  1、原理上的不同，SRAM原理是双稳态触发器，DRAM是栅极电容上的电荷；原理的不同导致SRAM不用刷新，DRAM要刷新。

  2、DRAM采用地址复用，SRAM不是。具体原因是这样的，存储芯片上的内容不是我们想象中的那样，一个地址对应一个存储单元，然后它们按照一维那样子顺序排列下去，它是个二维的存储矩阵，之前的存储芯片基本结构也提到了，所以它芯片内部寻址的时候是分行和列去找的，对于SRAM，它将行列直接传入进去找到相应存储单元，但是DRAM通常用作内存而不是Cache，它需要比Cache更大的容量而不是速度，所以在容量大的情况下，它的芯片内行数和列数也多，要一起传入岂不是要很多根地址线，这是不划算的，所以用地址复用，行和列分别传入。

  这是我觉得比较重要的两个区别，二者的区别还有很多，直接上个表来看：

  

  

  如有错误，还望多多指正~