靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Static Random-Access Memory，SRAM)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)是不同類型的RAM，具有不同水平的性能和價(jià)格，都在當(dāng)今的SSD技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

簡(jiǎn)單來說——

SRAM： 是一種比DRAM更快，耗電更少的存儲(chǔ)芯片。

DRAM： 是一種可以容納比SRAM芯片更多數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)芯片，但它功率更大。

首先介紹一些背景。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，放置在處理器上，為CPU運(yùn)算存儲(chǔ)變量。RAM為請(qǐng)求數(shù)據(jù)(寄存器)提供存儲(chǔ)器位置，CPU接收帶有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址或位置的數(shù)據(jù)讀取指令，將地址發(fā)送到RAM控制器。反過來，控制器將地址發(fā)送到正確的路徑，打開路徑晶體管并讀取每個(gè)電容器值。讀取的數(shù)據(jù)將傳輸回CPU的緩存。

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此讀/寫操作的速度稱為時(shí)序，更快的時(shí)序和更短的延遲會(huì)提供更快的訪問時(shí)間和低延遲。較慢的時(shí)序會(huì)帶來較低的性能和較高的延遲。帶寬也會(huì)影響性能：帶寬越大，RAM每秒處理的數(shù)據(jù)越多，時(shí)序越快。

RAM結(jié)構(gòu)：SRAM和DRAM

SRAM和DRAM以不同的方式處理數(shù)據(jù)，具體取決于數(shù)據(jù)的要求。

有許多下一代內(nèi)存組件構(gòu)建在這兩種技術(shù)之上，但在深入研究這些新技術(shù)之前，了解SRAM和DRAM的基礎(chǔ)知識(shí)非常重要。

• 什么是SRAM?每個(gè)SRAM單元使用六晶體管電路(six-transistor circuit)和鎖存器(latch)存儲(chǔ)一個(gè)bit。(DRAM使用晶體管和電容器。)SRAM是易失性的，但如果系統(tǒng)通電，SRAM會(huì)保留存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)而無需重復(fù)充電。它對(duì)電噪聲相當(dāng)不敏感——電噪聲是會(huì)對(duì)所需信號(hào)產(chǎn)生干擾的，不需要的電信號(hào)。由于它比DRAM更快且成本更高，因此通常作為CPU內(nèi)存緩存或用于高端、高性能服務(wù)器運(yùn)行。SRAM系統(tǒng)內(nèi)存通常為20-40ns(納秒)。
• 什么是DRAM?每個(gè)DRAM單元使用一個(gè)晶體管另加一個(gè)電容器來存儲(chǔ)一個(gè)bit，因此DRAM具有非常高的密度。像SRAM一樣，DRAM也是易失性的。但與SRAM不同，DRAM每個(gè)單元必須周期性地進(jìn)行刷新(預(yù)充電)，因?yàn)殡娙萜鞑豢杀苊獾卮嬖诼╇姮F(xiàn)象。它對(duì)電噪聲很敏感。DRAM速度通常在60ns到100ns之間——仍然很快，但比SRAM慢。一般速度為20-40GB / s，連續(xù)的單元充電，使DRAM比SRAM具有更高的時(shí)延和帶寬延遲。

隨著計(jì)算速度的加快，全閃存數(shù)據(jù)中心逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，設(shè)計(jì)速度更快的RAM，將成為一個(gè)持續(xù)性的行業(yè)需求。這可能會(huì)影響這兩種RAM類型。SSD創(chuàng)新的快速發(fā)展需要不斷升級(jí)RAM性能。

計(jì)算機(jī)中的SRAM與DRAM

SRAM和DRAM演進(jìn)

計(jì)算機(jī)的發(fā)展影響了計(jì)算機(jī)內(nèi)存，讓我們來看看一些關(guān)于SRAM和DRAM的主要進(jìn)展。

SDRAM——同步DRAM(SDRAM)是一種與CPU的時(shí)鐘周期同步的DRAM，因此存儲(chǔ)器的控制器確切地知道所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)何時(shí)可以訪問。這減少了訪問時(shí)間并提高了內(nèi)存性能。

DDR——雙倍數(shù)據(jù)速率SDRAM(DDR SDRAM，大家習(xí)慣稱DDR)是最新一代SDRAM。DDR提高了速度，降低了功耗，引入了刷新機(jī)制，并增加了CRC等安全功能。例如，DDR3傳輸IO數(shù)據(jù)的速度比其自身單元的速度快8倍，從而實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量和更快的速度。(但它并沒有降低時(shí)延)單芯片容量可以達(dá)到8GB，在實(shí)際應(yīng)用中可有效翻倍至16GB。

SGRAM——同步圖形RAM(Synchronous Graphics Random-Access Memory)是一個(gè)同步時(shí)鐘的DRAM。SGRAM可以同時(shí)打開兩個(gè)內(nèi)存頁面，以較低的成本模擬雙端口。

VRAM——即Video RAM，是一種用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)圖像數(shù)據(jù)的DRAM。VRAM充當(dāng)用戶顯示監(jiān)視器和處理器之間的幀緩沖器。處理器最初從主存儲(chǔ)RAM讀取視頻數(shù)據(jù)并將其寫入視頻RAM格式。幀緩沖器將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并發(fā)送到顯示器。舊的VRAM是雙端口的，這意味著當(dāng)CPU處理器將一個(gè)新的幀寫入視頻RAM時(shí)，監(jiān)視器將從視頻中讀取并更新其顯示。

MDRAM——多BANK動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Multibank Dynamic RAM)，是一種高性能VRAM。傳統(tǒng)的VRAM通過呈現(xiàn)整個(gè)幀緩沖區(qū)以進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，而MDRAM將內(nèi)存劃分為32KB的BANK以進(jìn)行并發(fā)訪問。

EDRAM——增強(qiáng)型DRAM，將SRAM和DRAM結(jié)合起來，為2級(jí)緩存提供服務(wù)。通常是256字節(jié)的SRAM與DRAM配對(duì)。數(shù)據(jù)讀取操作首先檢查SRAM以獲取所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)未存儲(chǔ)在SRAM中，再檢查DRAM。

WRAM——Window RAM(與Microsoft Windows無關(guān))是一種高性能的雙端口VRAM。它的架構(gòu)比傳統(tǒng)的VRAM產(chǎn)生大約25%的帶寬，成本更低。它通過高性能數(shù)據(jù)讀取實(shí)現(xiàn)此功能，用于文本繪制和塊填充等操作。它采用真彩色(24位色)，非常適合高分辨率圖形顯示器。

EDO DRAM——擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出DRAM(EDO DRAM)，預(yù)先讀取下一塊存儲(chǔ)器，同時(shí)將前一塊發(fā)送到CPU，這使它的速度比標(biāo)準(zhǔn)DRAM快25%。

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RAM研究與開發(fā)

市場(chǎng)上還有許多其他不同版本的SRAM和DRAM，以及可能取代它們的顛覆性內(nèi)存技術(shù)。這種情況還沒有大規(guī)模發(fā)生，但有一些公司已經(jīng)開始將資源投入計(jì)算機(jī)內(nèi)存研發(fā)。

例如，相變隨機(jī)存儲(chǔ)器(PCRAM)是一個(gè)有趣的嘗試，試圖取代DRAM。PCRAM聽起來像是科幻小說里的元素。它可以在兩種狀態(tài)之間切換，一種是低導(dǎo)電性的原子結(jié)構(gòu)，另一種是高導(dǎo)電性的結(jié)晶態(tài)。根據(jù)它們當(dāng)前所處的狀態(tài)記錄0和1，借此，處理器可以寫入和重寫數(shù)據(jù)。

在早期的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)受到強(qiáng)電流時(shí)，這些元素被證明是不可靠的。此前，中國(guó)科學(xué)院上海研究院的研究人員報(bào)告稱，他們將PCRAM性能提高了10倍，將其設(shè)計(jì)為非易失性的，并提高了可靠性。

這一進(jìn)展的關(guān)鍵，是由鎂和鈧組成的形狀記憶合金(SMA)。盡管取得了如此大的進(jìn)展，但PCRAM還不能與DRAM的多次寫入和重寫數(shù)據(jù)記錄相匹配。(這里的“多次”，一般指“數(shù)萬億次”。)截至目前，SRAM和DRAM在CPU內(nèi)存領(lǐng)域仍然處于“霸主”地位。