Срам-память, что это такое
Обновлено: 21.11.2024
Возможно, ваш компьютер использует статическое ОЗУ (SRAM) и динамическое ОЗУ (DRAM) одновременно, но использует их по разным причинам из-за разницы в стоимости между двумя типами. Как только вы поймете, как динамические и статические микросхемы ОЗУ работают внутри вашего компьютера, легко понять, почему между ними существует разница в стоимости и как эти два типа ОЗУ получили свои названия.
Динамическая оперативная память – это наиболее распространенный тип памяти, используемый сегодня. Внутри чипа DRAM каждая ячейка памяти содержит один бит информации и состоит из двух частей: транзистора и конденсатора. Это, конечно, чрезвычайно маленькие транзисторы и конденсаторы, чтобы миллионы их могли поместиться на одном чипе памяти. Конденсатор содержит бит информации — 0 или 1 (информацию о битах см. в разделе «Как работают биты и байты»). Транзистор действует как переключатель, который позволяет схеме управления на микросхеме памяти считывать показания конденсатора или изменять его состояние.
Конденсатор похож на маленькое ведро, способное хранить электроны. Чтобы сохранить 1 в ячейке памяти, ведро заполняется электронами. Чтобы сохранить 0, он очищается. Проблема с ведром конденсатора в том, что он протекает. За несколько миллисекунд полное ведро становится пустым. Поэтому, чтобы динамическая память работала, либо ЦП, либо контроллер памяти должны прийти и перезарядить все конденсаторы, удерживающие 1, прежде чем они разрядятся. Для этого контроллер памяти считывает память, а затем записывает ее обратно. Эта операция обновления выполняется автоматически тысячи раз в секунду.
Эта операция обновления получила свое название DRAM. Динамическая оперативная память должна постоянно обновляться динамически, иначе она забудет, что в ней хранится. Недостатком всего этого обновления является то, что оно требует времени и замедляет работу памяти.
Текущий стандарт динамической оперативной памяти – DDR4. Он позволяет использовать до 64 ГБ памяти на одном чипе, а также обеспечивает более высокую скорость передачи данных и лучшую энергоэффективность по сравнению с предыдущими стандартами оперативной памяти.
Статическая оперативная память использует совершенно другую технологию. В SRAM форма триггера содержит каждый бит памяти (подробности о триггерах см. в разделе «Как работают логические вентили»). Триггер для ячейки памяти состоит из четырех или шести транзисторов вместе с некоторой проводкой, но его никогда не нужно обновлять. Это делает SRAM значительно быстрее, чем DRAM. Однако из-за большего количества частей статическая ячейка памяти занимает на кристалле намного больше места, чем ячейка динамической памяти. Поэтому вы получаете меньше памяти на чип, и это делает SRAM намного дороже. Статические чипы обычно содержат только 1 мегабайт памяти или меньше, в то время как многие современные карты памяти DRAM могут содержать несколько гигабайт памяти. Статическая оперативная память потребляет меньше энергии, чем динамическая.
Подводя итог: статическая оперативная память — это быстро и дорого, а динамическая — дешевле и медленнее. Таким образом, статическая оперативная память используется для создания чувствительного к скорости кэша процессора, а динамическая оперативная память формирует больший объем системной оперативной памяти.
Кроме того, между ними существует состояние, называемое псевдостатической оперативной памятью. Этот тип построен аналогично динамической ОЗУ, но со встроенным контроллером памяти, припаянным к его печатной плате. Это различие дает преимущество в скорости по сравнению с динамическим чипом, сохраняя при этом относительно низкие производственные затраты. Псевдостатическая оперативная память часто заменяет дорогостоящую статическую в серийно выпускаемых мобильных телефонах, различных смарт-устройствах и автомобильных компьютерных модулях.
План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.
Структура управления рисками ISO 31000 – это международный стандарт, который предоставляет компаниям рекомендации и принципы для .
Чистый риск относится к рискам, которые находятся вне контроля человека и приводят к убыткам или их отсутствию без возможности получения финансовой выгоды.
Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .
Метаморфное и полиморфное вредоносное ПО – это два типа вредоносных программ (вредоносных программ), код которых может изменяться по мере их распространения.
В контексте вычислений Windows и Microsoft Active Directory (AD) идентификатор безопасности (SID) — это уникальное значение, которое равно .
Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.
Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.
Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .
Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.
Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.
Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .
Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.
Износ флэш-памяти NAND — это пробой оксидного слоя внутри транзисторов с плавающим затвором флэш-памяти NAND.
Выносливость при записи — это количество циклов программирования/стирания (P/E), которое может быть применено к блоку флэш-памяти перед сохранением .
Статическая оперативная память (SRAM) содержит N регистров, адресуемых логарифмическими N битами адреса A. SRAM названа так потому, что базовые триггеры обновляются сами по себе и поэтому являются «статическими». Помимо триггеров, SRAM также нуждается в декодере, который декодирует A в унарное значение, используемое для выбора правильного регистра. Доступ к SRAM на кристалле лишь немного медленнее, чем доступ к регистру, из-за дополнительной задержки декодирования. На момент написания статьи можно было получить встроенные SRAM со временем доступа 0,5 нс. Обычно время доступа составляет 1–2 нс для встроенной SRAM и 5–10 нс для внешней SRAM.
Домен 2
Эрик Конрад, . Джошуа Фельдман, одиннадцатый час CISSP® (третье издание), 2017 г.
DRAM и SRAM
SRAM — это быстрая и дорогая память, в которой для хранения битов используются небольшие защелки, называемые триггерами. Динамическая память с произвольным доступом (DRAM) хранит биты в небольших конденсаторах (например, в небольших батареях) и работает медленнее и дешевле, чем SRAM. Конденсаторы, используемые в DRAM, дают утечку заряда, поэтому их необходимо постоянно обновлять для поддержания целостности, обычно каждые несколько или несколько сотен миллисекунд, в зависимости от типа DRAM. Обновление считывает и записывает биты обратно в память. SRAM не требует обновления и сохраняет целостность, пока подается питание.
Цифровые строительные блоки
Сара Л. Харрис, Дэвид Харрис, в Digital Design and Computer Architecture, 2022
5.5.3 Статическая оперативная память (SRAM)
SRAM (произносится как "es-ram") является статической, поскольку сохраненные биты не нужно обновлять. На рис. 5.48 показана битовая ячейка SRAM. Бит данных хранится в преобразователях с перекрестной связью, подобных описанным в разделе 3.2. Каждая ячейка имеет два выхода, битовую линию и битовую линию ¯. Когда словная линия установлена, оба транзистора nMOS включаются, и значения данных передаются в или из битовых линий. В отличие от DRAM, если шум ухудшает значение сохраненного бита, инверторы с перекрестной связью восстанавливают значение.
Рисунок 5.48. Битовая ячейка SRAM
Архитектура встроенной платформы
Питер Барри , Патрик Кроули , Modern Embedded Computing , 2012 г.
Контроллеры SRAM
Статическая оперативная память — это энергозависимая технология хранения. Технология, используемая при создании ячейки SRAM, такая же, как и для обычной логики SOC; в результате блоки памяти SRAM могут быть добавлены к SOC (в отличие от DRAM, которая использует совершенно другую технологию и не находится непосредственно на кристалле SOC). Скорость SRAM обычно намного выше, чем у технологий DRAM, и SRAM часто отвечает на запрос в течение пары тактовых циклов ЦП. Когда блок SRAM размещается на кристалле, он располагается в определенной позиции в карте адресов. Системное программное обеспечение и драйверы устройств могут выделять части SRAM для своего использования. Обратите внимание, что операционная система обычно не управляет динамическим выделением/освобождением такой памяти; Обычно предоставление таких функций предоставляется пакету поддержки платы. Память SRAM обычно выделяется для специальной структуры данных, к которой очень часто обращается процессор, или, возможно, для элемента временных потоковых данных с устройства ввода-вывода. Как правило, эти блоки SRAM не связаны кэш-памятью с основной системой памяти; следует соблюдать осторожность при использовании этих областей, и они должны быть сопоставлены с некэшируемым адресным пространством. На некоторых платформах части инфраструктуры кэша можно перепрофилировать как SRAM, выделение/поиск кэша отключено, а ячейки SRAM в блоке кэша представлены как область памяти. Это известно как кэш как ОЗУ; некоторые также называют эту очень близкую оперативную память с малой задержкой (по отношению к ядру) сильно связанной памятью.
Ячейки кэша ЦП часто состоят из высокоскоростных ячеек SRAM. Естественно, есть компромисс; плотность SRAM намного ниже, чем у DRAM, поэтому объем памяти на кристалле не превышает мегабайт, тогда как DRAM часто измеряется гигабайтами.
Учитывая, что время доступа для чтения/записи к памяти SRAM намного меньше, чем к DRAM, нам не нужно использовать сложные методы для конвейерной обработки запросов через контроллер. Контроллеры SRAM обычно либо обрабатывают одну транзакцию за раз, либо, возможно, направляют небольшое количество незавершенных транзакций с помощью простой разделенной шины транзакций. Построчная адресация не дает выигрыша в производительности, как в случае с DRAM.
Вы должны понимать, что поведение системы при записи подслов памяти может быть ниже, чем вы могли ожидать. По мере уменьшения плотности ячеек памяти они могут стать жертвами ошибок (как в случае DRAM), поэтому во многих случаях ячейки SRAM имеют дополнительную избыточность для обеспечения битов ошибок ECC. Когда программное обеспечение выполняет запись подслова (например, одного байта), контроллер SRAM должен сначала выполнить чтение слова, объединить новый байт, а затем записать обратно слово обновления в SRAM с правильными битами ECC, покрывающими целое слово. В более ранних конструкциях SRAM без ECC SRAM часто предоставляла возможность записи байтов без дополнительных затрат на производительность.
Проблемы реализации
Брюс Джейкоб, . Дэвид Т. Ван, системы памяти, 2008 г.
Импульсная строка слов
Ранние реализации SRAM утверждали словарные строки в течение значительной части времени цикла. Строки слов обычно устанавливаются рано (после задержки декодирования) и сбрасываются позже при доступе. Этот метод, несмотря на свою функциональность, неэффективен [Amrutur and Horowitz, 1994]. При доступе на чтение утверждение линии слов приводит к тому, что одна из пар битовых линий вытягивается вниз, создавая перепад напряжения между битовыми линиями. При наличии достаточного дифференциала (точное значение будет зависеть от технологии обработки и напряжения смещения усилителя считывания) усилитель считывания может усилить этот дифференциал и ускорить считывание. На этом этапе любой дополнительный дифференциал, возникающий в битовых линиях в результате продолжающегося утверждения словарной линии, не будет значительно ускорять восприятие и потребует больше энергии и времени предварительной зарядки.
Большинство SRAM теперь используют какую-то импульсную линию слов, где линия слов может быть установлена только в течение небольшого периода времени, необходимого для создания достаточного дифференциального напряжения битовой линии, после чего она отключается. Этот метод предотвращает развитие перепада напряжения в битовой линии больше, чем это необходимо, уменьшая мощность, рассеиваемую в процессе предварительной зарядки.
Ширина импульсной строки слова управляется либо с помощью статических задержек (где строка слова отключается после определенного количества задержек, установленных во время разработки или фиксируемых специальной схемой задержки во время встроенного самотестирования), либо с помощью некоторых обратная связь, полученная из информации, извлеченной из цепей (подробно будет обсуждаться позже).
На рис. 5.13 показаны временные диаграммы для системы со схемой импульсной линии слов (PWL) и без нее. Как видно из диаграммы, выходные данные от обеих систем производятся почти одновременно, но продолжающееся утверждение словарной линии для схем без PWL приводит к большим перепадам, возникающим по битовой линии, которые служат только для рассеивания дополнительной мощности во время предварительной зарядки.
РИСУНОК 5.13. Временные диаграммы, показывающие импульсные и неимпульсные схемы словарной строки.
Статическая оперативная память (Static RAM или SRAM) — это тип RAM, который хранит данные в статической форме, то есть до тех пор, пока в памяти есть питание. В отличие от динамического ОЗУ, его не нужно обновлять.
SRAM хранит бит данных на четырех транзисторах, используя два инвертора с перекрестной связью. Два устойчивых состояния характеризуют 0 и 1. Во время операций чтения и записи еще два транзистора доступа используются для управления доступностью ячейки памяти. Для хранения одного бита памяти требуется шесть полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник (MOFSET). MOFSET — это один из двух типов микросхем SRAM; другой - транзистор с биполярным переходом. Биполярный транзистор работает очень быстро, но потребляет много энергии. MOFSET — популярный тип SRAM.
Этот термин произносится как "S-RAM", а не как "sram".
Techopedia рассказывает о статической оперативной памяти (SRAM)
Существует два типа оперативной памяти: статическая оперативная память (SRAM) и динамическая оперативная память (DRAM). Основной памятью компьютера является динамическая оперативная память. Все микросхемы DRAM в линейных модулях памяти Rambus (RIMM), одиночных встроенных модулях памяти (SIMM) и двухканальных модулях памяти (DIMM) необходимо обновлять каждые несколько миллисекунд. (Это делается путем перезаписи данных в модуль.)
DRAM постоянно обновляется более 100 раз в секунду. Статическая оперативная память (SRAM) работает намного быстрее и не требует обновления, как динамическая RAM.
Хотя SRAM может работать на более высоких скоростях, чем DRAM, ее производство дороже из-за сложной внутренней структуры, поэтому большая часть RAM на материнской плате — это DRAM. Кроме того, из-за своего компактного размера он не идеален для основной памяти. SRAM лучше всего подходит для вторичных операций, таких как быстрая кэш-память ЦП и хранение регистров. SRAM чаще всего встречается на жестких дисках в виде дискового кэша. Он также содержится в компакт-дисках (CD), принтерах, модемах-маршрутизаторах, цифровых универсальных дисках (DVD) и цифровых камерах.
Время доступа к SRAM намного меньше, чем к DRAM.SRAM составляет около 10 наносекунд; Время доступа DRAM составляет около 60 наносекунд. Кроме того, время цикла SRAM намного короче, чем у DRAM, потому что его не нужно обновлять. Время цикла SRAM короче, потому что не нужно останавливаться между обращениями для обновления.
Читайте также: