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【计组】RAM的深入理解

news 2025/8/3 8:34:47

一、存储机理

RAM的实现逻辑有种，分别是触发器和电容。

	SRAM（Static）	DRAM（Dynamic）
存储方式	触发器	电容
破坏性读出	否（触发器具有稳态，能够锁住0或1两种状态）	是（电容需要放电才能获取当前状态）
需要刷新	否	是（电容的电会在2ms后自动放出，每次刷新一行存储单元）
送行列地址	同时送	分两次（二维矩阵排列方式，这样使地址线得以复用变少）
运行速度	快（集成度低）	慢（集成度高）
发热量	大	小
存储成本	高	低

由表中数据可知，电容方式构造的存储器结构简单但是速度并不快，所以常被用作主存；而由触发器构造的存储器访问速度快，成本高，所以常被用做cache。

二、读取写入

1.DRAM的刷新

动态随即地址存储器由于是电容构造而成所以需要进行随时的充电，充电周期以2ms为单位（因为在2ms后就算不充电也会将电放出）。

这就导致有三种刷新方式：集中刷新、分散刷新、异步刷新。

1）集中刷新

集中刷新指在2ms的最后，拿出所需时间进行刷新。缺点是：这段时间内外界是不能访问内存的，称为“死区”或者“死时间”。

2）分散刷新

分散刷新指在一个读写周期内，每次读写完毕后，都对于DRAM进行刷新。这样做能够消除“死区”。缺点是：并不高效。

3）异步刷新

假设现有一块8*8的DRAM存储器。

异步刷新指在2ms的时间内，把这8行的刷新压力分散开，2ms/8 = 0.25ms，即0.25ms刷新一行，即可在要求时间内完成存储器的刷新工作。

2.读取/写入数据

1.首先由读写控制线发挥使能，使整个RAM处于读取状态（假设本RAM只有一片存储芯片）

2.由地址线传入地址，根据译码器选择本次从哪个存储单元读取数据

3.找到后由读写电路进行输出读取到的数据完成一次读取

由以上过程可知一次读取过程首先是传进地址后，由片选线进行判断这个地址是不是在自己所指向的存储芯片中，若在则调动存储体进行数据的读取，然后进行数据的读取，由数据线进行传输。

所以在这个过程中会有延迟：传进地址时，由于有多根地址线进行传输，传输的数据也不同，造成了传输速度的不同，所以需要等待一段时间待地址稳定后，片选线发挥作用读入正确的地址，在读写电路进行数据读取时，也和第一阶段读取地址一样，存在数据的不稳定，所以仍然需要等待一段时间待数据稳定后再进行数据的读取，此时数据已经开始读取，数据在传输的路上，所以可以关闭地址线向片选线的输送，但是读写电路仍需等待，因为数据不稳定，不能够确保数据完全读取出来，这段读写电路等待的时间称为恢复时间，等到读取出的数据稳定后，读写电路也关闭，才能进行下一次的存取工作，这时，完成一次数据的读取工作。

从传进地址开始一直到恢复时间之前的时间段叫做存取时间，存取时间和回复时间共同构成了存取周期。

写入数据的过程同读取过程类似，也有存取时间和恢复时间。