DRAM模块是计算机内存的核心组件之一,负责数据的临时存储。本课程将深入解析动态随机存取内存的工作机制、结构特点及其在现代计算系统中的应用。
动态随机访问存储器(DRAM)是计算机内存的一种主要类型,其英文全称为Dynamic Random Access Memory。与静态随机访问存储器(SRAM)不同的是,DRAM只能短暂地保持数据,并且依赖于电容器来存储信息。由于电容器会随着时间逐渐漏电,因此必须定期刷新以防止数据丢失。
DRAM的基本存储单元由一个晶体管和一个电容器组成。具体而言,电容器的状态决定了该单元是0还是1:充满电的电容器代表逻辑1,而未充电或放电后的电容器表示逻辑0。然而,这种特性也带来了挑战,因为它们无法永久保存电荷,并且需要每隔约64毫秒进行一次刷新操作来维持数据完整性。
每次读取DRAM的数据时,都会干扰到存储单元中的电容状态并造成轻微改变。因此,在读取后必须立即执行回写操作以防止数据丢失。这一过程会导致存取操作的周期和延迟增加,这也是DRAM相对于SRAM速度较慢的原因之一。
相比之下,SRAM使用的是不同的机制:每个基本单元包含四个晶体管和两个电阻,并通过维持晶体管的状态来存储数据。读取SRAM不会改变其内容,因此它没有刷新需求,能提供更快的数据访问速度和更短的潜伏期。
在性能上,由于成本较高且单位容量面积更大,SRAM通常用于CPU内部的高速缓存中以实现更高的时钟频率及快速数据获取能力。然而,在存储大量临时数据方面,DRAM凭借其相对较低的成本优势而成为主流的选择,并提供了更大的内存容量。
总的来说,尽管速度略逊于SRAM,但DRAM在现代计算机系统中的作用至关重要,因为它能够提供大容量的低成本随机存取功能。