RAM (Random Access Memory) ist eine Art Speicher, der eine konstante Stromversorgung benötigt, um die darin enthaltenen Daten zu erhalten. Sobald die Stromversorgung unterbrochen wird, gehen die Daten verloren, weshalb sie als flüchtiger Speicher bezeichnet werden . Das Lesen und Schreiben im RAM ist einfach und schnell und erfolgt durch elektrische Signale.
Vergleichstabelle
| Basis zum Vergleich | SRAM | DRAM |
|---|---|---|
| Geschwindigkeit | Schneller | Langsamer |
| Größe | Klein | Groß |
| Kosten | Teuer | Billig |
| Benutzt in | Cache-Speicher | Haupterinnerung |
| Dichte | Weniger dicht | Sehr dicht |
| Konstruktion | Komplex und verwendet Transistoren und Latches. | Einfach und verwendet Kondensatoren und sehr wenige Transistoren. |
| Ein einzelner Speicherblock erfordert | 6 Transistoren | Nur ein Transistor. |
| Leckageeigenschaft aufladen | Nicht vorhanden | Die Gegenwart erfordert daher eine Auffrischungsschaltung |
| Energieverbrauch | Niedrig | Hoch |
Definition von SRAM
SRAM (Static Random Access Memory) besteht aus CMOS-Technologie und verwendet sechs Transistoren. Sein Aufbau besteht aus zwei kreuzgekoppelten Invertern zum Speichern von Daten (binär) ähnlich wie Flip-Flops und zwei zusätzlichen Transistoren für die Zugriffskontrolle. Es ist relativ schneller als andere RAM-Typen wie DRAM. Es verbraucht weniger Strom. SRAM kann die Daten halten, solange sie mit Strom versorgt werden.
Arbeiten von SRAM für eine einzelne Zelle:
Um einen stabilen Logikzustand zu erzeugen, sind vier Transistoren (T1, T2, T3, T4) kreuzweise organisiert. Zum Erzeugen des logischen Zustands 1 ist der Knoten C1 hoch und C2 ist niedrig. In diesem Zustand sind T1 und T4 ausgeschaltet und T2 und T3 sind eingeschaltet. Für den logischen Zustand 0 ist die Verbindung C1 niedrig und C2 ist hoch; in dem gegebenen Zustand sind T1 und T4 eingeschaltet und T2 und T3 sind ausgeschaltet. Beide Zustände sind stabil, bis die Gleichstromspannung angelegt wird.
Definition von DRAM
DRAM (Dynamic Random Access Memory) ist ebenfalls eine Art RAM, der aus Kondensatoren und wenigen Transistoren aufgebaut ist. Der Kondensator wird zum Speichern der Daten verwendet, wobei der Bitwert 1 bedeutet, dass der Kondensator geladen ist, und ein Bitwert 0 bedeutet, dass der Kondensator entladen ist. Der Kondensator neigt zum Entladen, wodurch Ladungen auslaufen.
Der dynamische Ausdruck weist darauf hin, dass die Ladungen selbst bei ständig zugeführter Leistung ständig undicht sind, weshalb sie mehr Energie verbraucht. Um Daten für eine lange Zeit beizubehalten, müssen sie wiederholt aktualisiert werden, was zusätzliche Auffrischschaltungen erfordert. Aufgrund einer undichten Ladung verliert der DRAM Daten, auch wenn die Stromversorgung eingeschaltet ist. DRAM ist mit einer höheren Kapazität verfügbar und weniger kostengünstig. Es erfordert nur einen einzigen Transistor für den einzelnen Speicherblock.
Funktionieren einer typischen DRAM-Zelle:
Beim Lesen und Schreiben des Bitwerts aus der Zelle wird die Adresszeile aktiviert. Der in der Schaltung vorhandene Transistor verhält sich wie ein Schalter, der geschlossen ist (wodurch der Strom fließen kann), wenn eine Spannung an die Adressleitung angelegt wird und offen ist (es fließt kein Strom), wenn keine Spannung an die Adressleitung angelegt wird. Für die Schreiboperation wird ein Spannungssignal an der Bitleitung verwendet, wo hohe Spannung 1 zeigt und niedrige Spannung 0 anzeigt. Ein Signal wird dann an die Adressleitung verwendet, die die Übertragung der Ladung auf den Kondensator ermöglicht.
Wenn die Adressleitung zur Ausführung des Lesevorgangs gewählt wird, schaltet der Transistor ein und die auf dem Kondensator gespeicherte Ladung wird auf eine Bitleitung und einen Leseverstärker geleitet.
Hauptunterschiede zwischen SRAM und DRAM
- SRAM ist ein On-Chip- Speicher, dessen Zugriffszeit klein ist, während DRAM ein Off-Chip- Speicher ist, der eine große Zugriffszeit hat. Daher ist SRAM schneller als DRAM.
- DRAM ist mit größerer Speicherkapazität verfügbar, während SRAM kleiner ist.
- SRAM ist teuer, während DRAM billig ist .
- Der Cache-Speicher ist eine Anwendung von SRAM. Im Hauptspeicher wird dagegen DRAM verwendet.
- DRAM ist sehr dicht . Im Gegensatz dazu ist SRAM seltener .
- Der Aufbau von SRAM ist aufgrund der Verwendung einer großen Anzahl von Transistoren komplex . Im Gegenteil, DRAM ist einfach zu entwerfen und zu implementieren.
- Im SRAM benötigt ein einzelner Speicherblock sechs Transistoren, während der DRAM nur einen Transistor für einen einzelnen Speicherblock benötigt.
- DRAM wird als dynamisch bezeichnet, da er einen Kondensator verwendet, der aufgrund des Dielektrikums, das innerhalb des Kondensators zum Trennen der leitfähigen Platten verwendet wird, einen Leckstrom erzeugt, kein perfekter Isolator ist und daher eine Stromauffrischungsschaltung erfordert. Auf der anderen Seite gibt es kein Problem des Ladungsverlusts im SRAM.
- Der Stromverbrauch ist bei DRAM höher als bei SRAM. SRAM arbeitet nach dem Prinzip, die Stromrichtung durch Schalter zu ändern, während DRAM die Ladungen hält.
Fazit
DRAM ist von SRAM abhängig. DRAM wurde entwickelt, um die Nachteile von SRAM zu überwinden; Designer haben die Speicherelemente, die in einem Speicherbit verwendet werden, reduziert, was die DRAM-Kosten erheblich reduziert und den Speicherbereich vergrößert. DRAM ist jedoch langsam und verbraucht mehr Strom als SRAM. Es muss regelmäßig in wenigen Millisekunden aktualisiert werden, um die Ladungen beizubehalten.
