3.3 动态随机存取存储器DRAM3.3.1 DRAM存储元的工作原理DRAM的存储元依靠电容存储电荷来记录0和1典型为单管MOS存储元。• 电容有电荷 → 代表1电容无电荷 → 代表0。• 电容会漏电电荷会慢慢流失因此必须定期补充电荷这个操作叫刷新这也是“动态”的由来。• 对比SRAMSRAM是触发器不需要刷新DRAM靠电容必须刷新。• 读出是破坏性读出读出操作会把电容电荷放掉读完之后必须重新写入也就是再生。3.3.2 DRAM芯片的逻辑结构DRAM芯片同样是存储元阵列为了节省引脚地址分为行地址、列地址地址线分时复用同一组地址引脚先送行地址再送列地址。• \overline{RAS}行地址选通信号锁存行地址• \overline{CAS}列地址选通信号锁存列地址结构组成存储体、行地址锁存/译码、列地址锁存/译码、读写放大电路、刷新控制电路。3.3.3 DRAM读/写时序读操作先给行地址\overline{RAS}有效锁存行地址再给列地址\overline{CAS}有效锁存列地址选中单元电容电荷送到位线读出放大器检测信号因为是破坏性读出读出同时自动再生把数据写回电容。写操作行、列地址依次送入选中单元把数据线上的电平送到位线对电容充电或者放电完成写入。3.3.4 DRAM的刷新操作刷新本质给电容补充电荷防止信息丢失。刷新只按行进行一行内所有存储元同时刷新不需要列地址。刷新方式3种集中式刷新在规定刷新周期内集中一段时间一次性把所有行全部刷新。◦ 优点控制简单缺点刷新期间不能读写存在死区。分散式刷新把每一行的刷新分散插入到每个存取周期里面。◦ 优点没有死区缺点存储器速度被拉长效率低。异步刷新常用把刷新总时间均匀分摊每隔一段时间刷新一行兼顾速度和无长时间死区。 3.3.5 突发传输模式突发Burst给出首地址之后连续自动访问后续连续地址单元不需要每次都重新发送地址。适合空间局部性强的场景连续读一串数据提升传输效率。3.3.6 同步DRAMSDRAMSDRAM同步动态RAM时钟同步所有操作都跟着系统时钟节拍走区别于异步DRAM。• 内部多bank分组可以交替激活不同bank实现流水线访问提高吞吐。3.3.7 双倍数据速率SDRAMDDR SDRAMDDR在时钟的上升沿下降沿都传输数据一个时钟周期传2次数据带宽翻倍。DDR、DDR2、DDR3、DDR4、DDR5都属于DDR SDRAM。3.3.8 DRAM读/写校验增加校验位检测存储读出的数据是否出错常用奇偶校验发现错误。3.3.9 CDRAMCDRAM高速缓存DRAM在DRAM芯片内部集成一小块SRAM作为片内Cache用来提升DRAM访问速度。