静态随机存取存储器(static random-access memory,sram)和动态随机存取存储器(dynamic random access memory,dram)是不同类型的ram,具有不同水平的性能和价格,都在当今的ssd技术中发挥着关键作用。从名字上看,sram与dram的区别只在于一个是静态一个是动态。由于sram不需要刷新电路就能够保存数据,所以具有静止存取数据的作用。而dram则需要不停地刷新电路,否则内部的数据将会消失。而且不停刷新电路的功耗是很高的,在我们的pc待机时消耗的电量有很大一部分都来自于对内存的刷新。那么为什么我们不用sram来作为内存呢?nvme转接卡
简单来说:
sram:是一种比dram更快,耗电更少的存储芯片。
dram:是一种可以容纳比sram芯片更多数据的存储芯片,但它功率更大。
首先介绍一些背景。随机存取存储器(ram)是与cpu直接交换数据的内部存储器,放置在处理器上,为cpu运算存储变量。ram为请求数据(寄存器)提供存储器位置,cpu接收带有数据存储器地址或位置的数据读取指令,将地址发送到ram控制器。反过来,控制器将地址发送到正确的路径,打开路径晶体管并读取每个电容器值。读取的数据将传输回cpu的缓存。
此读写操作的速度称为时序,更快的时序和更短的延迟会提供更快的访问时间和低延迟。较慢的时序会带来较低的性能和较高的延迟。带宽也会影响性能:带宽越大,ram每秒处理的数据越多,时序越快。ram结构:sram和dram
sram和dram以不同的方式处理数据,具体取决于数据的要求。
有许多下一代内存组件构建在这两种技术之上,但在深入研究这些新技术之前,了解sram和dram的基础知识非常重要。
• 什么是sram?每个sram单元使用六晶体管电路(six-transistor circuit)和锁存器(latch)存储一个bit。(dram使用晶体管和电容器。)sram是易失性的,但如果系统通电,sram会保留存储的数据而无需重复充电。它对电噪声相当不敏感电噪声是会对所需信号产生干扰的,不需要的电信号。由于它比dram更快且成本更高,因此通常作为cpu内存缓存或用于高端、高性能服务器运行。sram系统内存通常为20-40ns(纳秒)。
• 什么是dram?每个dram单元使用一个晶体管另加一个电容器来存储一个bit,因此dram具有非常高的密度。像sram一样,dram也是易失性的。但与sram不同,dram每个单元必须周期性地进行刷新(预充电),因为电容器不可避免地存在漏电现象。它对电噪声很敏感。dram速度通常在60ns到100ns之间仍然很快,但比sram慢。一般速度为20-40gbs,连续的单元充电,使dram比sram具有更高的时延和带宽延迟。
随着计算速度的加快,全闪存数据中心逐渐占据主导地位,设计速度更快的ram,将成为一个持续性的行业需求。这可能会影响这两种ram类型。ssd创新的快速发展需要不断升级ram性能。
计算机中的sram与dram
sram和dram演进
计算机的发展影响了计算机内存,让我们来看看一些关于sram和dram的主要进展。
sdram同步dram(sdram)是一种与cpu的时钟周期同步的dram,因此存储器的控制器确切地知道所请求的数据何时可以访问。这减少了访问时间并提高了内存性能。
ddr双倍数据速率sdram(ddr sdram,大家习惯称ddr)是最新一代sdram。ddr提高了速度,降低了功耗,引入了刷新机制,并增加了crc等安全功能。例如,ddr3传输io数据的速度比其自身单元的速度快8倍,从而实现更高的吞吐量和更快的速度。(但它并没有降低时延)单芯片容量可以达到8gb,在实际应用中可有效翻倍至16gb。
sgram同步图形ram(synchronous graphics random-access memory)是一个同步时钟的dram。sgram可以同时打开两个内存页面,以较低的成本模拟双端口。
vram即video ram,是一种用于存储计算机图像数据的dram。vram充当用户显示监视器和处理器之间的帧缓冲器。处理器最初从主存储ram读取视频数据并将其写入视频ram格式。帧缓冲器将数字视频数据转换为模拟信号并发送到显示器。旧的vram是双端口的,这意味着当cpu处理器将一个新的帧写入视频ram时,监视器将从视频中读取并更新其显示。
mdram多bank动态随机存取存储器(multibank dynamic ram),是一种高性能vram。传统的vram通过呈现整个帧缓冲区以进行数据访问,而mdram将内存划分为32kb的bank以进行并发访问。
edram增强型dram,将sram和dram结合起来,为2级缓存提供服务。通常是256字节的sram与dram配对。数据读取操作首先检查sram以获取所请求的数据,如果数据未存储在sram中,再检查dram。
wramwindow ram(与microsoft windows无关)是一种高性能的双端口vram。它的架构比传统的vram产生大约25%的带宽,成本更低。它通过高性能数据读取实现此功能,用于文本绘制和块填充等操作。它采用真彩色(24位色),非常适合高分辨率图形显示器。
edo dram扩展数据输出dram(edo dram),预先读取下一块存储器,同时将前一块发送到cpu,这使它的速度比标准dram快25%。ram研究与开发
市场上还有许多其他不同版本的sram和dram,以及可能取代它们的颠覆性内存技术。这种情况还没有大规模发生,但有一些已经开始将资源投入计算机内存研发。
例如,相变随机存储器(pcram)是一个有趣的尝试,试图取代dram。pcram听起来像是科幻小说里的元素。它可以在两种状态之间切换,一种是低导电性的原子结构,另一种是高导电性的结晶态。根据它们当前所处的状态记录0和1,借此,处理器可以写入和重写数据。
在早期的实验中,当受到强电流时,这些元素被证明是不可靠的。此前,中国科学院上海研究院的研究人员报告称,他们将pcram性能提高了10倍,将其设计为非易失性的,并提高了可靠性。
这一进展的关键,是由镁和钪组成的形状记忆合金(sma)。尽管取得了如此大的进展,但pcram还不能与dram的多次写入和重写数据记录相匹配。(这里的多次,一般指数万亿次。)截至目前,sram和dram在cpu内存领域仍然处于霸主地位。
有需要了解更多信息的可查询深圳嘉华众力ceacent ;需要合作与咨询搭建方案请联系上的在线客服,嘉华众力自2000年成立以来一直在网络存储、传输这方面积累、沉淀;经过多年发展与全新的品牌定位,(unicaca)嘉华众力品牌已成为国内外极具实力的数据通讯产品及方案提供商。
文章材料来源于:enterprisestorage