DRAM 記憶體原理

2021-07-31 09:15:03 字數 1554 閱讀 3743

rom(read only memory)唯讀儲存器。斷電後資訊不丟失,如計算機啟動用的bios晶元。訪問速度很低,(較ram而言)且不能改寫。由於不能改寫資訊,不能公升級,現已很少使用。ram(ramdom access memory)易揮發性隨機訪問儲存器,高速訪問,讀寫時間相等,且與位址無關,如計算機記憶體等。

ram分為sram(靜態隨機儲存器)和dram(動態隨機儲存器)兩大類。sram一般用作cpu的一級cache和二級cache,容量小,訪問速度快,**高,只要供電資料就會一直存在,不需要動態重新整理。而dram用作計算機當中的記憶體,也就是記憶體條,容量大,相對sram而言訪問速度慢,但是比rom速度要快,由於利用電容來儲存電荷,需要額外重新整理電路進行充放電,電路如下圖所示。

如圖一所示,左邊就是pc系統中常用的記憶體條,該記憶體條是雙通道2g記憶體(dual inline memory module),通常簡稱為dimm。我們可以看到記憶體條上黑色的128mb記憶體晶元,這些記憶體晶元簡稱為ic。該記憶體條是雙面記憶體,就是說正反兩面都有8個ic,總共16個ic,16*128m=2gb。dimm的單面稱作rank,比如下圖的2gb記憶體條,它就是由rank1,rank2兩個單面組成,每個面有8個ic。

每個ic內部通常由8個bank組成(ddr3通常為8個bank,gddr5通常有16個bank),這些bank共享乙個memory i/o controller, 但是在每個bank內部的讀寫可以並行進行。

每個bank內部包括行位址解碼器,列位址解碼器,感測放大器,以及dram記憶體陣列。如圖2所示,這些記憶體陣列由行列組成,每個行列交叉的單元,表示n bit,通常是8bit或者16位【每一位都是由乙個電晶體和乙個電容組成,在gddr5和hbm記憶體中,通常為32byte】,表示乙個位元組或者乙個word。bank中的每一行組成乙個page,每一行又包括很多列(這兒列是指單個交叉單元)。記憶體讀寫的最小單位就是這些交叉單元,通常只有這些單元被放入感測放大器的時候,才能夠被讀寫,所以通常要不斷在行和感測放大器之間移動資料。

把一行放入感測放大器稱作」activate」,因為這個操作會啟用bank。把感測放大器的內容放入行,稱作「precharge」。有時候read或者write的時候會隱含著 precharge的操作,稱作ap-read,或者ap-write,ap(auto precharge)。

在圖中每個bank由16k的page組成,每個page包括1k的列,每列是8bit的byte,所以總共16,384 rows/bank x 1,024 columns addresses/row x 1 byte/column address x 8 stacked banks=128m

1,2,

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