حافظه SRAM وDRAM

آشنایی با انواع حافظه رم SRAM و DRAM

دو نوع اصلی حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) وجود دارد که استفاده از هر یک، فواید و مضرات خاص خود را دارد.

SRAM (حافظه ایستا) و DRAM (حافظه پویا) هر دو برای ذخیره اطلاعات به کار می روند، ولی این کار را به روشهای متفاوتی انجام می دهند. برای آنکه DRAM ها بتوانند داده را در خود نگه دارند باید به طور مدام refresh شوند (خازنهای موجود در آنها شارژ شوند). اما SRAM ها نیازی به شارژ متناوب ندارند زیرا ترانزیستورهای تشکیل دهنده آنان تا زمانی که برق قطع نشده است داده را در خود نگه می دارند. این مشخصه SRAM ها منجر به پیدایش فوایدی برای آنان شده است که یکی از مهمترین آنان، سرعت بالای نوشتن/خواندن داده ها در SRAM می باشد (زیرا برخلاف DRAM ها نیازی به شارژ متناوب ندارند.)

حافظه های DRAM با ارسال يک شارژ به ستون مورد نظر باعث فعال شدن ترانزيستور در هر بيت ستون، خواهند شد.در زمان نوشتن خطوط سطر شامل وضعيتی خواهند شد که خازن می بايست به آن وضغيت تبديل گردد. در زمان خواندن Sense-amplifier ، سطح شارژ موجود در خازن را اندازه گيری می نمايد. در صورتيکه سطح فوق بيش از پنجاه درصد باشد مقدار "يک" خوانده شده و در غيراينصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عمليات فوق بسيار کوتاه بوده و بر حسب نانوثانيه ( يک ميلياردم ثانيه ) اندازه گيری می گردد. تراشه حافظه ای که دارای سرعت 70 نانوثانيه است ، 70 نانو ثانيه طول خواهد کشيد تا عمليات خواندن و بازنويسی هر سلول را انجام دهد.

سلول های حافظه در صورتيکه از روش هائی بمنظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمايند، بتنهائی فاقد ارزش خواهند بود. بنابراين لازم است سلول های حافظه دارای يک زيرساخت کامل حمايتی از مدارات خاص ديگر باشند.مدارات فوق عمليات زير را انجام خواهند داد :

·       مشخص نمودن هر سطر و ستون (انتخاب آدرس سطر و انتخاب آدرس ستون)

·       نگهداری وضعيت بازخوانی و باز نويسی داده ها ( شمارنده )

·       خواندن و برگرداندن سيگنال از يک سلول ( Sense amplifier)

·       اعلام خبر به يک سلول که می بايست شارژ گردد و يا ضرورتی به شارژ وجود ندارد ( Write enable)

ساير عمليات مربوط به "کنترل کننده حافظه" شامل مواردی نظير : مشخص نمودن نوع سرعت ، ميزان حافظه و بررسی خطاء است .

مداربندی بیش از حد و زمان زیادی که صرف refresh مدام خازنها در حافظه DRAM می شود، باعث کندتر و نامطلوبتر بودن DRAM ها در مقایسه با SRAM ها می شود. همچنین حافظه DRAM در مقایسه با SRAM برق بیشتری مصرف می کند که این امر در دستگاه هایی که انرژی خود را از باتری تامین می کنند آشکارتر است. ماژول های SRAM در مقایسه با DRAM ها بسیار ساده ترند که دسترسی به حافظه را آسانتر می کند.

اما بر خلاف DRAM که در ساختار خود از خازنها بهره می جوید، SRAM بیشتر به استفاده از ترانزیستورها می پردازد به نحوی که SRAM در مقایسه با DRAM به ترانزیستورهای بیشتری برای ذخیره مقادیر خاصی از اطلاعات نیاز دارد. ماژول DRAM برای ذخیره هر بیت داده تنها به یک ترانزیستور و یک خازن نیاز دارد در حالی که SRAM برای این کار به شش ترانزیستور نیاز دارد. از آنجا که تعداد ترانزیستورهای موجود در حافظه ظرفیت آنرا تعیین می کند، یک ماژول DRAM  در مقایسه با ماژول  SRAMنظیر می تواند ظرفیتی تا شش برابر بیشتر داشته باشد. این امر برخلاف قیمت کم حافظه های DRAM است که همین امر آنان را مورد توجه خریداران قرار می دهد.

به علت قیمت کمتر DRAM ها، این نوع حافظه ها به عنوان رایج ترین حافظه های اصلی به کار گرفته می شوند (علی رغم سرعت کمتر آنها و مصرف بالاتر برق در آنان در مقایسه با SRAM ها). اما حافظه SRAM هم همچنان در ادوات بسیار و مخصوصا در شرایطی که سرعت مهمتر از ظرفیت است به کار می رود. مخصوصا آنکه مصرف کم انرژی در SRAM ها به معنی تولید گرمای کمتر است که امری مهم (مخصوصا در پردازنده ها) محسوب می شود.

چشمگیرترین استفاده از SRAM ها در حافظه کش پردازنده ها یعنی جایی است که سرعت اهمیت بسیار دارد. حتی درایوهای سخت افزاری، درایوهای نوری، و سایر وسایلی که نیاز به استفاده از حافظه کش یا بافرها دارند از ماژولهای SRAM استفاده می کنند.

خلاصه مطالب:

(Static random access memory)SRAMاين نوع حافظه ها از چندين ترانزيستور (چهار تا شش) برای هر سلول حافظه استفاده می نمايند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. اين نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.

1.      Dynamic random access memory)DRAM) . در اين نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از يک زوج ترانزيستورو خازن استفاده می گردد .

2.      SRAM یک حافظه ایستاست در حالیکه DRAM حافظه ای پویاست.

3.      SRAM در مقایسه با DRAM سریعتر است.

4.      انرژی مصرفی SRAM در مقایسه با DRAM کمتر است.

5.      SRAM در مقایسه با DRAM از ترانزیستورهای بیشتری برای ذخیره هر بیت داده استفاده می کند.

6.      SRAM  گرانتر از DRAM است.

7.      حافظه ارزانتر DRAM بیشتر در حافظه اصلی به کار می رود درحالی که SRAM بیشتر در حافظه Cache به کار می رود.

مطالعه بیشتر:

انواح حافظه RAM

(Static random access memory)SRAMاين نوع حافظه ها از چندين ترانزيستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده می نمايند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. اين نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.

 (Dynamic random access memory)DRAMدر اين نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از يک زوج ترانزيستورو خازن استفاده می گردد .

(Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAMشکل اوليه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای فوق تا زمان تکميل فرآيند استقرار يک بيت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بايست منتظر و در ادامه بيت خوانده خواهد شد.( قبل از اينکه عمليات مربوط به بيت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .

(Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAMاين نوع حافظه ها در انتظار تکميل و اتمام پردازش های لازم برای اولين بيت نشده و عمليات مورد نظر خود را در رابطه با بيت بعد بلافاصله آغاز خواهند کرد. پس از اينکه آدرس اولين بيت مشخص گرديد EDO DRAM عمليات مربوط به جستجو برای بيت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عمليات فوق پنج برابر سريعتر نسبت به حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .

(Synchronous dynamic random access memory)SDRMاز ويژگی "حالت پيوسته " بمنظور افزايش و بهبود کارائی استفاده می نمايد .بدين منظور زمانيکه سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بين ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامين داده ،آن را خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپيوترها استفاده می گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 528 مگابايت در ثانيه است .

 (Rambus dynamic random access memory )RDRAM يک رويکرد کاملا" جديد نسبت به معماری قبلی DRAM است. اين نوع حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پيکربندی مشابه يک DIMM استاندارد است. وجه تمايز اين نوع حافظه ها استفاده از يک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت 800 مگاهرتز دست پيدا نمايند.

(Credit card memory )يک نمونه کاملا" اختصاصی از توليدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دريک نوع خاص اسلات ، در Laptop ها استفاده می گردد .

PCMCIA memory card نوع ديگر از حافظه شامل ماژول های DRAM بوده که در Laptop استفاده می شود.

FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفيت کم برای استفاده در دستگاههائی نظير تلويزيون، VCR بوده و از آن به منظور نگهداری اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه استفاده می گردد. زمانيکه اين نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان به ميزان اندکی برق مصرف خواهند کرد. در کامپيوتر نيز از اين نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظيمات هارد ديسک و ... استفاده می گردد.

VideoRam)VRAM) يک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظير : آداپتورهای ويدئو و يا شتا ب دهندگان سه بعدی استفاده می شود. به اين نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نيز گفته می شود.علت نامگذاری فوق بدين دليل است که اين نوع از حافظه ها دارای امکان دستيابی به اطلاعات، بصورت تصادفی و سريال می باشند . VRAM بر روی کارت گرافيک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. ميزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظير : " وضوح تصوير " و " وضعيت رنگ ها " بستگی دارد.