Share
RAM, või muutmälu, on omamoodi arvutimälu, kuhu pääseb juurde igale mälu baitile, ilma et oleks vaja juurde pääseda ka eelmistele baitidele. RAM on lenduv meedium digitaalsete andmete salvestamiseks, see tähendab, et RAM peab toimima, kuni RAM töötab. DRAM ehk dünaamiline RAM on kõige laiemalt kasutatav RAM, millega tarbijad tegelevad.
Sisu: SRAM vs DRAM
- Selgitatud on 1 erinevat tüüpi mälu
- 2 Struktuur ja funktsioon
- 2.1 Dünaamiline RAM (DRAM)
- 2.2 Staatiline muutmälu (SRAM)
- 2.3 Kiirus
- 3 Maht ja tihedus
- 4 energiatarve
- 5 Hind
- 6 rakendust
- 7 viidet
Erinevat tüüpi mälu on seletatud
Järgnevas videos selgitatakse arvutis kasutatavaid erinevaid mäluliike - DRAM, SRAM (näiteks protsessori L2 vahemälus) ja NAND-välklamp (nt kasutatakse SSD-s).
Struktuur ja funktsioon
Mõlemat tüüpi RAM-i struktuurid vastutavad nende peamiste omaduste, samuti nende plusside ja miinuste eest. DRAM-i ja SRAM-i toimimise tehnilise ja põhjaliku selgituse saamiseks lugege seda Virginia ülikooli inseneriloengut.
Dünaamiline RAM (DRAM)
DRAM-kiibi iga mäluelement hoiab ühte bitti andmeid ja koosneb transistorist ja kondensaatorist. Transistor toimib lülitina, mis võimaldab mälukiibil oleval juhtskeemil kondensaatorit lugeda või selle olekut muuta, samal ajal kui kondensaator vastutab andmebiti hoidmise eest 1 või 0 kujul..
Funktsiooni poolest on kondensaator nagu konteiner, mis salvestab elektrone. Kui see konteiner on täis, tähistab see 1, elektronidest tühi konteiner tähistab aga 0. Kondensaatoritel on aga leke, mille tõttu nad kaotavad selle laengu ja selle tulemusel tühjeneb konteiner alles mõne millisekundit.
Seega, selleks, et DRAM-kiip töötaks, peab CPU või mälukontroller enne andmete tühjendamist laadima elektronidega täidetud kondensaatoreid (ja seega tähistama numbrit 1). Selleks loeb mälukontroller andmeid ja kirjutab need siis ümber. Seda nimetatakse värskendamiseks ja see toimub DRAM-kiibis tuhandeid kordi sekundis. Siit ka dünaamilise RAMi dünaamika, kuna see viitab andmete säilitamiseks vajalikule värskendamisele.
Kuna andmeid on vaja pidevalt värskendada, mis võtab aega, on DRAM aeglasem.
Staatiline RAM (SRAM)
Staatiline muutmälu seevastu kasutab klappe, mis võivad olla ühes kahest stabiilsest olekust, mille jaoks tugiahelat saab lugeda kas 1 või 0. Flip-flopi eeldusel, et see nõuab kuut transistorit, on eelis: pole vaja värskendada. Pideva värskendamise vajaduse puudumine muudab SRAM-i DRAM-ist kiiremaks; kuna SRAM vajab rohkem osi ja juhtmeid, võtab SRAM-lahter kiibil rohkem ruumi kui DRAM-lahter. Seega on SRAM kallim mitte ainult seetõttu, et ühe kiibi kohta on vähem mälu (vähem tihe), vaid ka seetõttu, et neid on raskem toota.
Kiirus
Kuna SRAM ei pea värskendama, on see tavaliselt kiirem. DRAM-i keskmine ligipääsuaeg on umbes 60 nanosekundit, samas kui SRAM-i juurdepääsuaeg võib olla nii väike kui 10 nanosekundit.
Maht ja tihedus
Oma struktuuri tõttu vajab SRAM teatud hulga andmete salvestamiseks rohkem transistreid kui DRAM. Kui DRAM-moodul nõuab iga bitti andmete salvestamiseks ainult ühte transistorit ja ühte kondensaatorit, siis SRAM vajab 6 transistorit. Kuna transistoride arv mälumoodulis määrab selle läbilaskevõime, võib DRAM-moodulil sama arvu transistoride korral olla kuni 6 korda suurem maht kui SRAM-moodulil.
Energiatarve
Tavaliselt tarbib SRAM-moodul vähem energiat kui DRAM-moodul. Selle põhjuseks on asjaolu, et SRAM vajab ainult väikest püsivoolu, samal ajal kui DRAM vajab värskendamiseks toitepurset iga millisekundi järel. See värskendusvool on mitu suurusjärku suurem kui madal SRAM-ootevool. Seega kasutatakse SRAM-i enamikus kaasaskantavates ja patareidega töötavates seadmetes.
SRAMi energiatarve sõltub aga sellest, millisel sagedusel sellele juurde pääsetakse. Kui SRAM-i kasutatakse aeglasemalt, võtab see tühikäigul peaaegu tühise energia. Teisest küljest võib SRAM kõrgematel sagedustel tarbida sama palju energiat kui DRAM.
Hind
SRAM on palju kallim kui DRAM. Gigabaidine SRAM vahemälu maksab umbes 5000 dollarit, samas kui gigabaidine DRAM maksab 20–75 dollarit. Kuna SRAM kasutab klappe, mis võivad olla valmistatud kuni 6 transistorist, vajab SRAM 1 biti salvestamiseks rohkem transistreid kui DRAM, mis kasutab ainult ühte transistorit ja kondensaatorit. Seega nõuab SRAM sama hulga mälu jaoks suuremat arvu transistoreid, mis suurendab tootmiskulusid.
Rakendused
Arvutimälu tüübid Nagu kõik RAM, on ka DRAM ja SRAM muutumatud ning seetõttu ei saa neid kasutada püsivate andmete (nt opsüsteemid) või andmefailide (nt pildid ja arvutustabelid) salvestamiseks.
SRAM-i kõige levinum rakendus on protsessori (CPU) vahemäluna toimimine. Protsessori spetsifikatsioonides on see loetletud L2 vahemälu või L3 vahemälu. SRAM-i jõudlus on tõesti kiire, kuid SRAM on kallis, seega on L2 ja L3 vahemälu tüüpilised väärtused 1 MB kuni 8 MB.
DRAM-i, näiteks DDR3, kõige levinum rakendus on lenduv salvestusruum arvutitele. Ehkki DRAM pole nii kiire kui SRAM, on see siiski väga kiire ja saab otse CPU siiniga ühenduse luua. DRAM-i tüüpilised suurused on nutitelefonides ja tahvelarvutites umbes 1–2 GB ja sülearvutites 4–16 GB.
Viited
- Loeng 21: Ladustamine - Arvutiteadus Texas-Austini ülikoolis
- SRAM-mälu liides manustatud süsteemide mikrokontrolleriga - EE Herald
- Vikipeedia: dünaamiline muutmälu
- Vikipeedia: staatiline muutmälu
- Vikipeedia: mälu värskendamine
