您的计算机可能同时使用静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM),但由于两种类型之间的成本差异,它们的使用目的也不同。一旦您了解了动态RAM和静态RAM芯片在计算机内部的工作原理,就很容易理解两者之间的成本差异以及这两种RAM类型是如何得名的。
动态RAM是目前最常用的内存类型。在DRAM芯片内部,每个存储单元存储一位信息,由两部分组成:一个晶体管和一个电容器。当然,这些晶体管和电容器都非常小,以便数百万个能够集成在单个内存芯片上。电容器存储信息位——0或1(有关位的详细信息,请参阅《位和字节的工作原理》)。晶体管充当开关,允许内存芯片上的控制电路读取电容器或改变其状态。
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电容器就像一个小桶,能够存储电子。要在存储单元中存储1,就将桶装满电子;要存储0,就将其清空。电容器桶的问题在于它会漏电。在短短几毫秒内,一个装满的桶就会变空。因此,为了使动态内存工作,CPU或**内存控制器**必须在电容器放电之前对其进行充电,以保持1。为此,内存控制器会读取内存,然后立即写回。这种刷新操作每秒自动发生数千次。
DRAM的名称正是来源于这种刷新操作。动态RAM必须一直动态刷新,否则它会忘记存储的内容。所有这些刷新的缺点是它需要时间并会减慢内存的速度。
动态RAM的当前标准被称为DDR4,它允许单个芯片上容纳高达64GB的内存,并且与以前的RAM标准相比,具有更快的数据速度和更高的能源效率。
静态RAM使用完全不同的技术。在SRAM中,一种触发器(flip-flop)存储每个内存位(有关触发器的详细信息,请参阅《布尔门的工作原理》)。一个内存单元的触发器需要四个或六个晶体管以及一些布线,但它从不需要刷新。这使得SRAM明显快于DRAM。然而,由于零件更多,一个静态内存单元在芯片上占用的空间比动态内存单元大得多。因此,每个芯片的内存容量更小,这使得SRAM昂贵得多。静态芯片通常只能存储1兆字节或更少的内存,而许多现代DRAM模块可以存储数千兆字节的内存。静态RAM也比动态RAM消耗更少的功率。
总而言之:静态RAM速度快且昂贵,而动态RAM更便宜且速度较慢。因此,静态RAM用于创建CPU的速度敏感型缓存,而动态RAM则构成更大的系统RAM空间。
此外,两者之间还存在一种状态,称为伪静态RAM。这种类型与动态RAM的构建方式类似,但其电路板上焊接有一个集成的内存控制器。这种区别使其在速度上优于动态芯片,同时仍保持相对较低的生产成本。伪静态RAM常用于大批量生产的手机、各种智能设备和汽车计算机模块中,以替代昂贵的静态类型。
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