Pamięć dynamiczna – DRAM

0
376

DRAM (dynamic random-access memory) – ulotna półprzewodnikowa pamięć z rodziny RAM. Pamięć tego rodzaju występuje zazwyczaj pod postacią układu scalonego składającego się z wielu miliardów komórek DRAM. 

Budowa i działanie

Każda komórka pamięci DRAM zbudowane jest z niewielkiego kondensatora przechowującego ładunek oraz tranzystora pełniącego funkcję elementu sterującego. Cała struktura oparta jest na technologii MOS. Kondensator może być naładowany lub nie, co reprezentuje dwie wartości bitu: 1 lub 0. Niestety ładunek kondensatora z upływem czasu ulega samorozładowaniu i komórka pamięci wymaga cyklicznego odświeżania zawartości (stąd termin “dynamiczna” w nazwie). Związane jest to z upływem prądu poprzez izolację okładzin kondensatora – bardzo kłopotliwe jest bowiem uzyskanie wysokiej izolacji przy tak niewielkiej skali układu i niskich kosztach produkcyjnych. 

Ponadto podczas odczytu zawartości komórki zostaje zniszczona – dlatego po każdej takiej operacji zawartość komórki musi zostać zregenerowana (jeśli posiadała ładunek). Za przywrócenie zawartości komórki pamięci odpowiedzialne są wzmacniacze odświeżające (refresh amplifiers), będące elementem pamięci.

Pamięć DRAM zorganizowana jest w formie matrycy. Adres komórki dostarczany jest w dwóch krokach: numer wiersza a następnie numer kolumny matrycy. Numery przechowywane są w buforach i przekazywane do dekoderów. Dekoder odczytuje najpierw odpowiedni wiersz, który zostaje od razu odświeżony przez zespół wzmacniaczy. Odczyt pojedynczej komórki pamięci powoduje więc konieczność odświeżenia całego wiersza komórek (jeśli operacja dotyczyła tylko odświeżenia, zostaje ona w tym momencie zakończona). Następnie wykonywana jest procedura na odpowiedniej kolumnie. Podany zostaje numer kolumny z danego wiersza i wykonana operacja zapisu lub odczytu. Układy odświeżające zapamiętują tylko numer wiersza, numer kolumny przy odświeżaniu nie jest potrzebny.

Ponieważ adresy komórek pamięci dostarczane są w dwóch etapach, szybkość działania DRAM jest trochę niższa od pamięci statycznych. Ze względu na dynamiczny charakter komórek pamięci, czyli konieczność odświeżania, pamięci DRAM zużywają także stosunkowo duże ilości energii (w porównaniu do pamięci SRAM).

Zastosowanie

Pomimo wad związanych z koniecznością odświeżenia, pamięci DRAM, a także ich wolniejszym działaniem są one powszechnie wykorzystywane jako pamięci operacyjne w komputerach, kartach graficznych, konsolach do gier. Przeważają tutaj zalety w postaci możliwości większego upakowania elementów (komórka DRAM posiada znacznie mniej tranzystorów w porównaniu do SRAM) i uzyskania niższych kosztów produkcji dla odpowiednich pojemności – kości pamięci tego rodzaju są po prostu tańsze.

Dodaj komentarz

avatar
  Subscribe  
Powiadom o