SRAMとDRAM

RAM 、またはランダムアクセスメモリは、以前のバイトにアクセスする必要なくメモリの任意のバイトにアクセスできるコンピューターメモリの一種です。 RAMは、デジタルデータを保存するための揮発性メディアです。つまり、RAMが機能するにはデバイスの電源を入れる必要があります。 DRAM、またはダイナミックRAMは、消費者が扱う最も広く使用されているRAMです。 DDR3はDRAMの例です。

SRAMは使用中に定期的にリフレッシュする必要があるのに対し、SRAMはそうではないため、 SRAMまたは静的RAMはDRAMよりも優れたパフォーマンスを提供します。 ただし、SRAMはDRAMよりも高価で密度が低いため、SRAMのサイズはDRAMよりも桁違いに小さくなっています。

比較表

ダイナミックランダムアクセスメモリとスタティックランダムアクセスメモリの比較表
ダイナミックランダムアクセスメモリ スタティックランダムアクセスメモリ
はじめに(ウィキペディアから)ダイナミックランダムアクセスメモリは、データの各ビットを集積回路内の個別のコンデンサに保存するランダムアクセスメモリの一種です。スタティックランダムアクセスメモリは、双安定ラッチ回路を使用して各ビットを格納する半導体メモリの一種です。 静的という用語は、定期的に更新する必要があるダイナミックRAM(DRAM)と区別します。
代表的なアプリケーションコンピューターのメインメモリ(例:DDR3)。 長期保管用ではありません。CPUのL2およびL3キャッシュ
典型的なサイズスマートフォンとタブレットで1GB〜2GB。 ラップトップで4GB〜16GB1MBから16MB
現在の場所マザーボード上に存在します。プロセッサ上、またはプロセッサとメインメモリの間に存在します。

さまざまな種類のメモリの説明

次のビデオでは、DRAM、SRAM(プロセッサのL2キャッシュで使用されるような)、NANDフラッシュ(SSDで使用されるなど)など、コンピュータで使用されるさまざまなタイプのメモリについて説明しています。

構造と機能

両方のタイプのRAMの構造は、それぞれの長所と短所だけでなく、主な特性にも責任を負います。 DRAMおよびSRAMの動作方法に関する技術的で詳細な説明については、バージニア大学のエンジニアリングレクチャーをご覧ください。

ダイナミックRAM(DRAM)

DRAMチップの各メモリセルは1ビットのデータを保持し、トランジスタとコンデンサで構成されます。 トランジスタは、メモリチップ上の制御回路がコンデンサを読み取ったり状態を変更したりするのを可能にするスイッチとして機能し、コンデンサはデータのビットを1または0の形式で保持します。

機能面では、コンデンサは電子を保存する容器のようなものです。 このコンテナがいっぱいになると、1が指定され、電子が空のコンテナは0が指定されます。ただし、コンデンサにはリークがあり、この電荷が失われます。そのため、「コンテナ」は数回で空になりますミリ秒。

したがって、DRAMチップが機能するためには、CPUまたはメモリコントローラーは、データを保持するために、放電する前に電子で満たされた(したがって1を示す)コンデンサーを再充電する必要があります。 これを行うには、メモリコントローラーがデータを読み取ってから書き換えます。 これはリフレッシュと呼ばれ、DRAMチップでは毎秒数千回発生します。 これは、データを保持するために必要な更新を参照するため、ダイナミックRAMの「ダイナミック」の発生元でもあります。

データを絶えず更新する必要があり、これには時間がかかるため、DRAMは低速です。

スタティックRAM(SRAM)

一方、スタティックRAMはフリップフロップを使用します。これは、サポート回路が1または0として読み取ることができる2つの安定状態のいずれかになります。6つのトランジスタを必要とするフリップフロップには、次の利点があります。更新する必要はありません。 常にリフレッシュする必要がないため、SRAMはDRAMよりも高速になります。 ただし、SRAMはより多くの部品と配線を必要とするため、SRAMセルはDRAMセルよりもチップ上のスペースを多く占有します。 したがって、SRAMはチップあたりのメモリが少ない(密度が低い)だけでなく、製造が難しいため、より高価です。

速度

SRAMはリフレッシュする必要がないため、通常は高速です。 DRAMの平均アクセス時間は約60ナノ秒ですが、SRAMは10ナノ秒という短いアクセス時間を与えることができます。

容量と密度

SRAMは、その構造により、一定量のデータを保存するためにDRAMよりも多くのトランジスタを必要とします。 DRAMモジュールでは、1ビットのデータを保存するのに1つのトランジスタと1つのコンデンサしか必要ありませんが、SRAMには6つのトランジスタが必要です。 メモリモジュール内のトランジスタの数がその容量を決定するため、同様の数のトランジスタに対して、DRAMモジュールはSRAMモジュールの最大6倍の容量を持つことができます。

消費電力

通常、SRAMモジュールはDRAMモジュールよりも消費電力が少なくなります。 これは、SRAMはわずかな定常電流しか必要としないのに対し、DRAMはリフレッシュに数ミリ秒ごとの電力のバーストを必要とするためです。 このリフレッシュ電流は、低SRAMスタンバイ電流よりも数桁大きくなります。 したがって、SRAMはほとんどの携帯機器やバッテリー駆動機器で使用されています。

ただし、SRAMの消費電力はアクセスされる頻度に依存します。 SRAMをより遅いペースで使用すると、アイドル状態の間に消費される電力はほとんど無視できます。 一方、より高い周波数では、SRAMはDRAMと同じくらいの電力を消費します。

価格

SRAMはDRAMよりもはるかに高価です。 ギガバイトのSRAMキャッシュのコストは約5000ドルで、ギガバイトのDRAMキャッシュは20〜75ドルです。 SRAMは最大6個のトランジスタで構成できるフリップフロップを使用するため、SRAMは1つのトランジスタとコンデンサのみを使用するDRAMよりも1ビットを格納するためにより多くのトランジスタを必要とします。 したがって、同じ量のメモリに対して、SRAMはより多くの数のトランジスタを必要とし、生産コストが増加します。

用途

コンピューターのメモリの種類

すべてのRAMと同様に、DRAMとSRAMは揮発性であるため、オペレーティングシステムなどの「永続的な」データや、写真やスプレッドシートなどのデータファイルの保存には使用できません。

SRAMの最も一般的な用途は、プロセッサ(CPU)のキャッシュとして機能することです。 プロセッサの仕様では、これはL2キャッシュまたはL3キャッシュとしてリストされています。 SRAMのパフォーマンスは非常に高速ですが、SRAMは高価であるため、L2およびL3キャッシュの一般的な値は1MB〜8MBです。

DDR3などのDRAMの最も一般的なアプリケーションは、コンピューターの揮発性ストレージです。 SRAMほど高速ではありませんが、DRAMは依然として非常に高速であり、CPUバスに直接接続できます。 DRAMの一般的なサイズは、スマートフォンとタブレットで約1〜2 GB、ラップトップで4〜16 GBです。

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