SRAM簡(jiǎn)介及與DRAM/SDRAM的比較

RAM

RAM是指通過(guò)指令可以隨機的、個(gè)別的對各個(gè)存儲單元進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的存儲器，一般訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間基本固定，而與存儲單元地址無(wú)關(guān)。RAM的速度比較快，但其保存的信息需要電力支持，一旦丟失供電即數據消失，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)掉的是數據而不是物理上的芯片。

RAM又分動(dòng)態(tài)存儲器(DRAM，DYNAMIC RAM)和靜態(tài)存儲器(SRAM，STATIC RAM)。SRAM是利用雙穩態(tài)觸發(fā)器來(lái)保存信息的，只要不斷電，信息是不會(huì )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(lái)儲存信息，大家都知道，電容是會(huì )漏電的，所以必須通過(guò)不停的給電容充電來(lái)維持信息，這個(gè)充電的過(guò)程叫再生或刷新 (REFRESH)。由于電容的充放電是需要相對較長(cháng)的時(shí)間的，DRAM的速度要慢于SRAM。但SRAM免刷新的優(yōu)點(diǎn)需要較復雜的電路支持，如一個(gè)典型的SRAM的存儲單元需要六個(gè)晶體管(三極管)構成，而DRAM的一個(gè)存儲單元最初需要三個(gè)晶體管和一個(gè)電容，后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，就只需要一個(gè)晶體管和一個(gè)電容了。由此可見(jiàn)，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(shuō)的內存，這顯然就是狹義的內存概念了。后面我們說(shuō)的內存也是這個(gè)狹義的概念--DRAM。常見(jiàn)的DRAM有許多規格，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(yè)模式DRAM)

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

2. EDO DRAM(EXTENDED DATA OUT DRAM，擴充數據輸出DRAM)

傳統的DRAM和FPM DRAM 在存取每一BIT 數據時(shí)必須輸出行地址和列地址并使其穩定一段時(shí)間，然后才能讀寫(xiě)有效的數據。而下一個(gè)BIT的地址必須等待這次讀寫(xiě)操作完成才能輸出。EDO DRAM對FPM DRAM 的改進(jìn)主要是縮短等待輸出地址的時(shí)間。EDO DRAM不必等待資料的讀寫(xiě)操作是否完成，只要規定的有效時(shí)間一到就可以準備輸出下一個(gè)地址，由此可以減小等待時(shí)間。從另一個(gè)角度說(shuō)，EDO DRAM 在讀寫(xiě)數據的同時(shí)進(jìn)行下一地址的準備工作，提高了工作效率。后期的486系統開(kāi)始支持EDO DRAM，到96年后期，EDO DRAM開(kāi)始執行。

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(gè)數據地址被送出后，剩下的三個(gè)數據每一個(gè)都只需要一個(gè)周期就能讀取。BEDO 的主要加強之處是在芯片上增加了一個(gè)地址計數器來(lái)追蹤下一個(gè)地址。BEDO DRAM可以一次存取一批數據而EDO DRAM只能存取一組數據，所以BEDO DRAM比EDO DRAM更快。但BEDO DRAM 在內存市場(chǎng)上只是曇花一現，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(diǎn)就是可以與CPU的外頻同步，可以取消等待周期，減少了數據傳輸的延遲。而此前的DRAM 都使用異步方式工作，由于沒(méi)有與系統的外頻同步，在存取數據時(shí)，系統必須等待若干時(shí)序才能接受和送出數據，如SDRAM可以使存儲器控制器知道在哪一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期使數據請求使能，因此數據可在脈沖沿來(lái)到之前便開(kāi)始傳輸，而EDO DRAM每隔2時(shí)鐘才開(kāi)始傳輸，FPM DRAM每隔3個(gè)時(shí)鐘脈沖周期才開(kāi)始傳輸，從而制約了傳輸率。當CPU的頻率越來(lái)越高后，異步DRAM的數據傳輸率就成為系統的瓶頸，而且，隨著(zhù)頻率的提高，異步DRAM與SDRAM的性能差距會(huì )越來(lái)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，讀者在采購內存時(shí)絕大多數希望選購符合PC100規范的SDRAM。PC100規格非常復雜，我們應該了解的部分主要是內存條上應帶SPD，內存工作頻率為100 MHz時(shí)，CL應為2或3個(gè)clk，最好為2 clk，tAC必須不超過(guò)6 ns等。

除了以上PC100規范要求的一些性能指標外，一個(gè)真正的發(fā)燒友還應該關(guān)心一下SDRAM芯片其他幾個(gè)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存的超頻潛力--給內存超頻的時(shí)候還是很多的，即使不超頻，性能好的內存也意味著(zhù)更高的穩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(méi)有公布細節的CSRAM等。

SRAM是英文Static RAM的縮寫(xiě)，它是一種具有靜止存取功能的內存，不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。不像DRAM內存那樣需要刷新電路，每隔一段時(shí)間，固定要對 DRAM刷新充電一次，否則內部的數據即會(huì )消失，因此SRAM具有較高的性能，但是SRAM也有它的缺點(diǎn)，即它的集成度較低，相同容量的DRAM內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，它的內部也有較小容量的128字節SRAM，存儲我們所設置的配置數據。還有為了加速CPU內部數據的傳送，自80486CPU起，在CPU的內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是內建在CPU的內部，L2 Cache是設計在CPU的外部，但是Pentium Pro把L1和L2 Cache同時(shí)設計在CPU的內部，故Pentium Pro的體積較大。最新的Pentium II又把L2 Cache移至CPU內核之外的黑盒子里。SRAM顯然速度快，不需要刷新的*作，但是也有另外的缺點(diǎn)，就是價(jià)格高，體積大，所以在主板上還不能作為用量較大的主存?，F將它的特點(diǎn)歸納如下：