Share
RAM, nebo paměť s náhodným přístupem, je druh počítačové paměti, ve které lze získat přístup k libovolnému bajtu paměti, aniž by bylo nutné přistupovat také k předchozím bajtům. RAM je těkavé médium pro ukládání digitálních dat, což znamená, že zařízení musí být zapnuté, aby RAM fungovalo. DRAM neboli Dynamic RAM je nejrozšířenější RAM, se kterou se spotřebitelé vyrovnávají.
Obsah: SRAM vs. DRAM
- 1 Vysvětlení různých druhů paměti
- 2 Struktura a funkce
- 2.1 Dynamická RAM (DRAM)
- 2.2 Statická RAM (SRAM)
- 2.3 Rychlost
- 3 Kapacita a hustota
- 4 Spotřeba energie
- 5 Cena
- 6 Aplikace
- 7 Reference
Vysvětleno různé druhy paměti
Následující video vysvětluje různé typy paměti používané v počítači - DRAM, SRAM (například používané v mezipaměti L2 procesoru) a flash NAND (např. Používané v SSD).
Struktura a funkce
Struktury obou typů RAM jsou zodpovědné za jejich hlavní charakteristiky a za jejich příslušné výhody a nevýhody. Technické a podrobné vysvětlení toho, jak DRAM a SRAM fungují, najdete v této technické přednášce z University of Virginia.
Dynamická RAM (DRAM)
Každá paměťová buňka v čipu DRAM obsahuje jeden bit dat a je složena z tranzistoru a kondenzátoru. Tranzistor funguje jako spínač, který umožňuje řídicím obvodům na paměťovém čipu číst kondenzátor nebo měnit jeho stav, zatímco kondenzátor je zodpovědný za uchovávání bitů dat ve formě 1 nebo 0.
Pokud jde o funkci, kondenzátor je jako kontejner, který ukládá elektrony. Když je tento zásobník plný, označí 1, zatímco prázdný prázdný elektron označuje 0. Kondenzátory však mají netěsnost, která způsobí, že ztratí tento náboj, a v důsledku toho se „kontejner“ vyprázdní již po několika milisekundy.
Aby čip DRAM fungoval, musí procesor nebo paměťový řadič před vybitím dobít kondenzátory, které jsou naplněny elektrony (a proto označit 1), aby si uchovaly data. K tomu čte řadič paměti data a poté je přepisuje. Toto se nazývá osvěžující a vyskytuje se tisícekrát za sekundu v čipu DRAM. To je také místo, kde vzniká „Dynamic“ v Dynamic RAM, protože se odkazuje na aktualizaci potřebnou k uchování dat.
Kvůli potřebě neustále obnovovat data, což vyžaduje čas, je DRAM pomalejší.
Statická RAM (SRAM)
Statická RAM, na druhé straně, používá klopné obvody, které mohou být v jednom ze dvou stabilních stavů, které podpůrné obvody mohou číst jako 1 nebo 0. Klopné obvody, zatímco vyžadují šest tranzistorů, mají výhodu není třeba se aktualizovat. Nedostatek potřeby neustále se obnovovat dělá SRAM rychlejší než DRAM; protože však SRAM potřebuje více součástí a kabelů, buňka SRAM zabírá více místa na čipu než buňka DRAM. SRAM je tedy dražší, a to nejen proto, že na jeden čip je méně paměti (méně hustá), ale také proto, že je těžší vyrobit.
Rychlost
Protože SRAM není třeba aktualizovat, je obvykle rychlejší. Průměrná doba přístupu DRAM je asi 60 nanosekund, zatímco SRAM může poskytnout přístupové časy až 10 nanosekund.
Kapacita a hustota
Vzhledem ke své struktuře potřebuje SRAM více tranzistorů než DRAM k uložení určitého množství dat. Zatímco modul DRAM vyžaduje pouze jeden tranzistor a jeden kondenzátor pro uložení každého bitu dat, SRAM potřebuje 6 tranzistorů. Protože počet tranzistorů v paměťovém modulu určuje jeho kapacitu, pro podobný počet tranzistorů může mít modul DRAM až 6krát větší kapacitu než modul SRAM.
Spotřeba energie
Modul SRAM obvykle spotřebovává méně energie než modul DRAM. Důvodem je, že SRAM vyžaduje jen malý ustálený proud, zatímco DRAM vyžaduje záblesky energie každých pár milisekund, aby se obnovila. Tento obnovovací proud je o několik řádů větší než nízký pohotovostní proud SRAM. SRAM se tedy používá ve většině přenosných a baterií provozovaných zařízení.
Spotřeba energie SRAM však závisí na frekvenci, při které je přístupná. Pokud je SRAM používán pomaleji, čerpá při volnoběhu téměř zanedbatelnou sílu. Na druhou stranu při vyšších frekvencích může SRAM spotřebovat tolik energie jako DRAM.
Cena
SRAM je mnohem dražší než DRAM. Gigabajt mezipaměti SRAM stojí kolem 5000 $, zatímco gigabajt DRAM stojí 20 - 75 $. Protože SRAM používá klopné obvody, které mohou být tvořeny až 6 tranzistory, potřebuje SRAM více tranzistorů k uložení 1 bitu než DRAM, což používá pouze jeden tranzistor a kondenzátor. SRAM tedy pro stejné množství paměti vyžaduje vyšší počet tranzistorů, což zvyšuje výrobní náklady.
Aplikace
Typy paměti počítače Stejně jako všechny RAM, DRAM a SRAM jsou volatilní, a proto je nelze použít k ukládání „trvalých“ dat, jako jsou operační systémy nebo datové soubory, jako jsou obrázky a tabulky..
Nejběžnější aplikací SRAM je sloužit jako mezipaměť pro procesor (CPU). Ve specifikacích procesoru je to uvedeno jako L2 cache nebo L3 cache. Výkon SRAM je opravdu rychlý, ale SRAM je drahý, takže typické hodnoty mezipaměti L2 a L3 jsou 1 MB až 8 MB.
Nejběžnější aplikací DRAM - například DDR3 - je volatilní úložiště pro počítače. I když není tak rychlý jako SRAM, DRAM je stále velmi rychlý a může se připojit přímo na sběrnici CPU. Typické velikosti paměti DRAM jsou v chytrých telefonech a tabletech přibližně 1 až 2 GB a v notebookech 4 až 16 GB.
Reference
- Přednáška 21: Skladování - Informatika na University of Texas-Austin
- Rozhraní paměti SRAM k mikrokontroléru ve vestavěných systémech - EE Herald
- Wikipedia: Dynamická paměť s náhodným přístupem
- Wikipedia: Statická paměť s náhodným přístupem
- Wikipedia: Obnovení paměti
