计算机组成原理_DRAM和SRAM
计算机组成原理总目录
DRAM和SRAM
DRAM：动态随机存储器，Dynamic Random Access Memory
SRAM：静态随机存储器，Static Random Access Memory
1. 存储体
1.1 DRAM和SRAM的存储元
存储元：由一些电子器件组成，作为最底层的存储器件用来存储二进制数据
（1）由栅极电容所构成的存储元，属于DRAM类型的存储器存储元
- 由下图结构图中可知，一个存储元只有一个电容，代表其成本较低，功耗（发热）低，集成度（密度）也就更高
- 由于在读取操作过程中，电容放电会导致信息损失，即破坏性读出，故需要进行重写（再生）操作
- 其中的逻辑0和逻辑1都代表一个范围内的电压，如大于5V代表逻辑1，小于5V但大于1V代表逻辑0
一般都说高电平为1（高范围内的电压），低电平为0（低范围的电压）
（2）由双稳态触发器所构成的存储元，属于SRAM类型的存储器存储元
- 如下图双稳态触发器结构，它用了更多的电子元件，故其成本更高、功耗（发热）高、同时集成度（密度）低
- 因为双稳态其复杂结构能够稳定的存储信息，即非破坏性读出，故不需要进行重写操作
1.2 存储单元
存储单元：由多个存储元构成，可以一次性读写多个二进制数据（逻辑0/1）
根据上图所示，当我们向开关线发送信号1时，则这8个存储元均会被导通，然后即可在输入输出端一次性读取或写入8bit的数据
存储字和存储字长
- 存储字：是指存放在一个存储单元中的二进制代码组合
- 存储字长：指一个存储单元可存放的二进制代码的位数
如下图8个二进制的组合称之为存储字，该数据的长度称之为存储字长，如下存储字的存储字长 = 8bit
1.3 存储体
存储体：由多个存储单元组成
在了解了存储体的构成后，我们将简化存储体的表示，也就是常说的封装思想，如下图：
2. 存储器的性能指标
基本单位换算：
- 1 位 = 1 bit
- 1 字节 = 1 Byte = 8 bit（1Byte常简写为1B）
- 1 KB = 1024 B
- 1 MB = 1024 KB
- 1 GB = 1024 MB
- 1 TB = 1024 GB
存储器的性能指标
- 存储容量 = 存储字数 × 字长
——其中存储字数代表存储器的地址空间大小，字长代表一次存取的位数- 单位成本：每位价格 = 总成本 / 总容量
——用于评估每1bit所花费的价格- 存取速度（主存带宽）：数据传输率 = 数据的宽度 / 存取周期
——用于评估存储器的存取性能
3. 地址线复用技术
行列地址线：存储体内的存储单元以矩阵的形式进行排列，则需要根据行、列地址来确定所要读写的存储单元
地址线复用技术：仅采用地址线的一半作为地址线，先输入行地址再输入列地址，即分时输入行列地址
- 显而易见，分时复用技术节约了地址线的成本，但同时也牺牲了速度（分两次输入地址）
故一般只在DRAM中采用地址线复用技术，而SRAM常用作Cache，Cache因速度快存在，所以SRAM并不适用地址线复用技术
4. DRAM的刷新
刷新周期：一般为2ms
即在2ms内刷新一次，每一次刷新一行存储单元（存储单元以矩阵的形式排列），由存储器内部硬件自动完成
刷新方式（假设存取周期为1us）：
（1）分散刷新：每次读写都刷新一次，也就不需要考虑刷新周期了
（2）集中刷新：刷新周期内选择一段时间单独用来进行全部刷新
- 附加条件：假设DRAM内部共有64行
- 可得：一个刷新周期2ms内需要刷新64次（消耗64个存取周期）
而2ms内共有 2ms/1us = 2000个存取周期
（3）异步刷新：刷新周期内对每个存储单元（每行存储元）只刷新一次
- 附加条件：假设DRAM内部共有64行
- 可得：一个刷新周期2ms内需要刷新64次，则可每隔 2ms/64 = 31.25us 刷新一次
即每31.25us内就会有1us的时间用来刷新一行，完成刷新64次正好为2ms
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