Einführung in den DRAM-Speicher (Dynamischer Direktzugriffsspeicher)

Es gibt viele Arten von RAM, aber je nach Funktionsprinzip der Speichereinheit kann RAM in SRAM-Speicher und DRAM-Speicher unterteilt werden. In diesem Artikel von MiniTool geht es um den DRAM-Speicher, also lesen Sie weiter, um detaillierte Informationen darüber zu erhalten.

Überblick über den DRAM-Speicher

Zunächst einmal: Was ist DRAM-Speicher? DRAM-Speicher ist die Abkürzung für Dynamic Random Access Memory (dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff), der für Daten oder Programmcode verwendet werden kann, die ein Computerprozessor zur Ausführung braucht. DRAM-Speicher sind die gängigste Art von Computerspeicher und werden häufig verwendet.

DRAM-Chips werden häufig in der digitalen Elektronik verwendet, die einen kostengünstigen Computerspeicher mit großer Kapazität erfordert. So findet man DRAM-Speicher in Personal Computern, Workstations und Servern. Außerdem wird er in zahlreichen tragbaren Geräten und Videospielkonsolen verwendet.

Im Gegensatz zum Flash-Speicher ist DRAM ein flüchtiger Speicher (im Gegensatz zu einem nicht flüchtigen Speicher), da die Daten nach einem Stromausfall schnell verloren gehen. DRAM-Speicher weisen jedoch eine begrenzte Datenremanenz auf.

Wie funktioniert DRAM?

Der Speicher besteht aus Datenbits oder Programmcode, die in einem zweidimensionalen Gitter angeordnet sind. Der DRAM-Speicher speichert Datenbits in sogenannten Speicherzellen, die aus einem Kondensator und einem Transistor bestehen. Die Speicherzellen sind normnalerweise in einer rechteckigen Konfiguration angeordnet.

Der Transistor an solche einer Spalte wird aktiviert, wenn eine Ladung durch eine Spalte geschickt wird. DRAM-Speicherzellen sind dynamisch, d. h. sie müssen alle paar Millisekunden aufgefrischt oder mit einer neuen Ladung versehen werden, um den Ladungsverlust des Kondensators auszugleichen.

Im Allgemeinen legen die Hersteller fest, dass jede Zeile alle 64 ms oder weniger aufgefrischt werden muss, wie es die JEDEC-Norm vorsieht. Einige Systeme aktualisieren alle 64 Millisekunden jede Zeile in einem Stoß von Aktivität, was alle Zeilen einschließt. Andere Systeme aktualisieren eine Zeile nach der anderen während des 64 ms-Intervalls.

Die Zeilenadresse der als nächstes aufzufrischenden Zeile wird von einer externen Logik oder einem Zähler im DRAM gehalten. Systeme, die Zeilenadressen (und Auffrischungsbefehle) bereitstellen, haben eine bessere Kontrolle darüber, wann und welche Zeile aufgefrischt werden soll. Dies geschieht, um Konflikte mit dem Speicherzugriff zu minimieren, da ein solches System sowohl die Speicherzugriffsmuster als auch die DRAM-Auffrischungsanforderungen kennt.

Einige moderne DRAMs können sich selbst auffrischen. Es ist keine externe Logik erforderlich, um den DRAM zur Auffrischung anzuweisen oder eine Zeilenadresse anzubieten. In einigen Fällen können die meisten Daten im DRAM auch dann wiederhergestellt werden, wenn der DRAM mehrere Minuten lang nicht aufgefrischt wird.

DRAM ist eine Halbleiterspeicheroption, die Systementwickler beim Bau von Computern verwenden können. Zu den optionalen Speicheroptionen gehören statischer RAM (SRAM), elektrisch löschbarer Ersatzspeicher (EEPROM), NOR-Flash und NAND-Flash. Mehrfach-Systeme verwenden mehr als einen Speichertyp.

Arten von DRAM-Speicher

Es gibt viele Arten von DRAM-Speicher, die in einem Gerät zu finden sind, und einige Typen sind unten aufgeführt:

• Synchrones DRAM (SDRAM) synchronisiert die Speichergeschwindigkeit mit dem CPU-Takt, so dass der Speicher-Controller den CPU-Takt kennt. Auf diese Weise kann die CPU mehr Befehle auf einmal ausführen. Außerdem können SDRAM-Bausteine durch abwechselnde Bänke die Datenbusse kontinuierlich beschäftigen.
• Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM) führt intern einen Zugriff mit doppelter Datenbreite bei der Taktrate durch und verwendet eine Schnittstelle mit doppelter Datenrate, um eine Hälfte bei jeder Taktflanke zu übertragen. Es hat im Laufe der Zeit verschiedene Iterationen erfahren, darunter DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM und DDR4 SDRAM.
• Extended Data Out DRAM (EDO DRAM) kann einen neuen Zugriffszyklus starten, während die Datenausgabe des vorherigen Zyklus aktiv bleibt, und verkürzt die Zeit zum Lesen aus dem Speicher auf Mikroprozessoren wie dem Intel Pentium.
• Video RAM (VRAM) wird in einigen Grafikadaptern zum Speichern von Bildpuffern verwendet.

DRAM verglichen mit SRAM

DRAM ist der Nachfolger von SRAM. Bei der Entwicklung von DRAM reduzierten die Speicherentwickler die Anzahl der Elemente pro Bit und eliminierten differentielle Bitleitungen, um Chipfläche zu sparen. Infolgedessen ist DRAM billiger in der Herstellung als SRAM.

SRAM hat jedoch noch einige Vorteile gegenüber DRAM. SRAM muss nicht aufgefrischt werden, da es durch Umschalten des Stromflusses in eine von zwei Richtungen funktioniert, anstatt die Ladung in der Speicherzelle zu halten. SRAM wird häufig für Cache-Speicher verwendet, und der Zugriff darauf ist schneller als bei DRAM.

SRAM ist in der Lage, Daten auf Byte-Ebene zu lesen und zu schreiben, und ist in Bezug auf Lese- und Schreibvorgänge schneller als DRAM. DRAM schreibt Daten auf Byte-Ebene und liest auf Multi-Byte-Seiten-Ebene.

Der Leistungsunterschied hängt davon ab, ob sich das System im aktiven Modus oder im Ruhezustand befindet. DRAM benötigt weniger Strom als aktiver SRAM, verbraucht aber im Ruhezustand viel weniger Strom als DRAM.

Das Ende

Dieser Artikel hat Ihnen gezeigt, was ein DRAM-Speicher ist und wie er funktioniert. Außerdem können Sie auch einige Arten von DRAM-Speicher kennenlernen. In diesem Artikel wurde auch ein Vergleich zwischen DRAM und SRAM angestellt, so dass Sie einige Unterschiede zwischen ihnen kennenlernen können.