SRAM簡介及與DRAM/SDRAM的比較

RAM

RAM是指通過指令可以隨機的、個別的對各個存儲單元進行訪問的存儲器，一般訪問時間基本固定，而與存儲單元地址無關。RAM的速度比較快，但其保存的信息需要電力支持，一旦丟失供電即數(shù)據(jù)消失，所以又叫易失性存儲器，還有一種很有趣的叫法是揮發(fā)性存儲器，當然這里揮發(fā)掉的是數(shù)據(jù)而不是物理上的芯片。

RAM又分動態(tài)存儲器(DRAM，DYNAMIC RAM)和靜態(tài)存儲器(SRAM，STATIC RAM)。SRAM是利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來保存信息的，只要不斷電，信息是不會丟失的，所以謂之靜態(tài);DRAM利用MOS (金屬氧化物半導體)電容存儲電荷來儲存信息，大家都知道，電容是會漏電的，所以必須通過不停的給電容充電來維持信息，這個充電的過程叫再生或刷新 (REFRESH)。由于電容的充放電是需要相對較長的時間的，DRAM的速度要慢于SRAM。但SRAM免刷新的優(yōu)點需要較復雜的電路支持，如一個典型的SRAM的存儲單元需要六個晶體管(三極管)構成，而DRAM的一個存儲單元最初需要三個晶體管和一個電容，后來經(jīng)過改進，就只需要一個晶體管和一個電容了。由此可見，DRAM的成本、集成度、功耗等明顯優(yōu)于SRAM。

(一) DRAM

DRAM就是我們常說的內(nèi)存，這顯然就是狹義的內(nèi)存概念了。后面我們說的內(nèi)存也是這個狹義的概念--DRAM。常見的DRAM有許多規(guī)格，如FPM DRAM 、EDO DRAM、BEDO DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、SLDRAM、RDRAM、DIRECT RDRAM等。

1. FPM DRAM(FAST PAGE MODE DRAM，快速頁模式DRAM)

傳統(tǒng)的DRAM在存取一個BIT的數(shù)據(jù)時，必須送出行地址和列地址各一次才能讀寫數(shù)據(jù)。FRM DRAM對此做了改進，在觸發(fā)了行地址后，如果CPU需要的地址在同一行內(nèi)，則可以連續(xù)輸出列地址而不必再輸出行地址了。由于一般的程序和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中排列的地址是連續(xù)的，這種情況下輸出行地址后連續(xù)輸出列地址就可以得到所需要的數(shù)據(jù)。因此FPM DRAM的設計可以提高內(nèi)存的傳輸速率。在96年以前，在486時代和PENTIUM時代的初期，F(xiàn)PM DRAM被大量使用。

2. EDO DRAM(EXTENDED DATA OUT DRAM，擴充數(shù)據(jù)輸出DRAM)

傳統(tǒng)的DRAM和FPM DRAM 在存取每一BIT 數(shù)據(jù)時必須輸出行地址和列地址并使其穩(wěn)定一段時間，然后才能讀寫有效的數(shù)據(jù)。而下一個BIT的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。EDO DRAM對FPM DRAM 的改進主要是縮短等待輸出地址的時間。EDO DRAM不必等待資料的讀寫操作是否完成，只要規(guī)定的有效時間一到就可以準備輸出下一個地址，由此可以減小等待時間。從另一個角度說，EDO DRAM 在讀寫數(shù)據(jù)的同時進行下一地址的準備工作，提高了工作效率。后期的486系統(tǒng)開始支持EDO DRAM，到96年后期，EDO DRAM開始執(zhí)行。

3. BEDO DRAM (BURST EDO DRAM ，突發(fā)式EDO DRAM)

BEDO DRAM是突發(fā)式的讀取方式，也就是當一個數(shù)據(jù)地址被送出后，剩下的三個數(shù)據(jù)每一個都只需要一個周期就能讀取。BEDO 的主要加強之處是在芯片上增加了一個地址計數(shù)器來追蹤下一個地址。BEDO DRAM可以一次存取一批數(shù)據(jù)而EDO DRAM只能存取一組數(shù)據(jù)，所以BEDO DRAM比EDO DRAM更快。但BEDO DRAM 在內(nèi)存市場上只是曇花一現(xiàn)，只有很少的主板支持(如VIA APOLLO VP2)，很快就被DRAM替代了。

4. SDRAM(SYNCHRONOUS DRAM)

SDRAM 的最大特點就是可以與CPU的外頻同步，可以取消等待周期，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。而此前的DRAM 都使用異步方式工作，由于沒有與系統(tǒng)的外頻同步，在存取數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)必須等待若干時序才能接受和送出數(shù)據(jù)，如SDRAM可以使存儲器控制器知道在哪一個時鐘脈沖周期使數(shù)據(jù)請求使能，因此數(shù)據(jù)可在脈沖沿來到之前便開始傳輸，而EDO DRAM每隔2時鐘才開始傳輸，F(xiàn)PM DRAM每隔3個時鐘脈沖周期才開始傳輸，從而制約了傳輸率。當CPU的頻率越來越高后，異步DRAM的數(shù)據(jù)傳輸率就成為系統(tǒng)的瓶頸，而且，隨著頻率的提高，異步DRAM與SDRAM的性能差距會越來越大。

對DRAM而言，除了容量，最重要的指標就是速度了。一般FPM DRAM和EDO DRAM的速度在0~70ns之間，SDRAM的速度在10 ns左右。由于SDRAM的工作速度與系統(tǒng)的外頻保持一致，所以SDRAM的速度標識可以換算成工作頻率，如100 ns的SDRAM的頻率是1 s/10 ns=100 MHz，同理，8 ns的SDRAM的工作頻率是125 MHz，12 ns的SDRAM 的工作頻率是83 MHz，15ns的SDRAM的工作頻率是66 MHz。由于目前流行的是PC100的SDRAM，讀者在采購內(nèi)存時絕大多數(shù)希望選購符合PC100規(guī)范的SDRAM。PC100規(guī)格非常復雜，我們應該了解的部分主要是內(nèi)存條上應帶SPD，內(nèi)存工作頻率為100 MHz時，CL應為2或3個clk，最好為2 clk，tAC必須不超過6 ns等。

除了以上PC100規(guī)范要求的一些性能指標外，一個真正的發(fā)燒友還應該關心一下SDRAM芯片其他幾個很重要的指標：如芯片的輸出位寬、功耗(電壓) 等，因為這些指標也決定了內(nèi)存的超頻潛力--給內(nèi)存超頻的時候還是很多的，即使不超頻，性能好的內(nèi)存也意味著更高的穩(wěn)定裕度和更好的升級潛力。

(二) SRAM

SRAM的速度快但昂貴，一般用小容量的SRAM作為更高速CPU和較低速DRAM 之間的緩存(cache).SRAM也有許多種，如AsyncSRAM (Asynchronous SRAM,異步SRAM)、Sync SRAM (Synchronous SRAM,同步SRAM)、PBSRAM (Pipelined Burst SRAM,管道突發(fā)SRAM)，還有INTEL沒有公布細節(jié)的CSRAM等。

SRAM是英文Static RAM的縮寫，它是一種具有靜止存取功能的內(nèi)存，不需要刷新電路即能保存它內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)。不像DRAM內(nèi)存那樣需要刷新電路，每隔一段時間，固定要對 DRAM刷新充電一次，否則內(nèi)部的數(shù)據(jù)即會消失，因此SRAM具有較高的性能，但是SRAM也有它的缺點，即它的集成度較低，相同容量的DRAM內(nèi)存可以設計為較小的體積，但是SRAM卻需要很大的體積，所以在主板上SRAM存儲器要占用一部分面積，在主板上哪些是SRAM呢?

一種是置于CPU與主存間的高速緩存，它有兩種規(guī)格：一種是固定在主板上的高速緩存(Cache Memory );另一種是插在卡槽上的COAST(Cache On A Stick)擴充用的高速緩存，另外在CMOS芯片1468l8的電路里，它的內(nèi)部也有較小容量的128字節(jié)SRAM，存儲我們所設置的配置數(shù)據(jù)。還有為了加速CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳送，自80486CPU起，在CPU的內(nèi)部也設計有高速緩存，故在Pentium CPU就有所謂的L1 Cache(一級高速緩存)和L2Cache(二級高速緩存)的名詞，一般L1 Cache是內(nèi)建在CPU的內(nèi)部，L2 Cache是設計在CPU的外部，但是Pentium Pro把L1和L2 Cache同時設計在CPU的內(nèi)部，故Pentium Pro的體積較大。最新的Pentium II又把L2 Cache移至CPU內(nèi)核之外的黑盒子里。SRAM顯然速度快，不需要刷新的*作，但是也有另外的缺點，就是價格高，體積大，所以在主板上還不能作為用量較大的主存?，F(xiàn)將它的特點歸納如下：