ทำไม SRAM ถึงเร็วกว่า DRAM

ในโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ที่ทันสมัยตัวประมวลผลแคช ( L1,L2และL3) ประกอบด้วยSRAMความเร็วที่ลดลง ( L2แคชคือ SRAM ความเร็วสูงกว่าL3แคชซึ่งเป็นการแลกเปลี่ยนต้นทุน) เหตุผลหลักที่จะใช้SRAMเป็นของประโยชน์ความเร็วDRAMกว่าหน่วยความจำหลักที่ใช้ ฉันต้องการที่จะเข้าใจว่าทำไมความ SRAMได้เปรียบความเร็วมากกว่าDRAM?

— geek
แหล่งที่มา

นำมาจากบทความเกี่ยวกับHowStuffWorks (สรุป):

RAM แบบไดนามิก:

ภายในชิป RAM แบบไดนามิก (DRAM) แต่ละเซลล์หน่วยความจำเก็บข้อมูลหนึ่งบิตและประกอบด้วยสองส่วนคือทรานซิสเตอร์และตัวเก็บประจุ ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ที่ช่วยให้วงจรควบคุมบนชิปหน่วยความจำอ่านตัวเก็บประจุหรือเปลี่ยนสถานะ

จากนั้นบทความจะเปรียบเทียบตัวเก็บประจุบน DRAM กับที่เก็บข้อมูลที่ซึ่ง DRAM นั้นเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนเพื่อเก็บข้อมูล (การจัดเก็บ 1s) อิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกทำให้ว่างเปล่าเมื่อข้อมูลถูกลบ (การจัดเก็บ 0s) ปัญหาของตัวเก็บประจุคือพวกมันมีรอยรั่วและสูญเสียข้อมูลไปอย่างรวดเร็ว เพื่อเก็บข้อมูลแหล่งภายนอก ( CPUหรือMemory Controller) จะต้องชาร์จประจุทั้งหมดที่ถือ 1 ก่อนที่จะปล่อย

การดำเนินการรีเฟรชนี้เป็นที่ที่ RAM แบบไดนามิกได้รับชื่อ Dynamic RAM ต้องรีเฟรชตลอดเวลาแบบไดนามิกหรือลืมสิ่งที่กำลังถือครองอยู่ ข้อเสียของการรีเฟรชทั้งหมดนี้คือต้องใช้เวลาและทำให้หน่วยความจำช้าลง

แรมแบบคงที่:

Static RAM ใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง ใน RAM แบบคงที่รูปแบบของ flip-flop เก็บหน่วยความจำแต่ละบิต flip-flop สำหรับเซลล์หน่วยความจำใช้ทรานซิสเตอร์ 4 หรือ 6 ตัวพร้อมกับสายไฟบางส่วน แต่ไม่จำเป็นต้องรีเฟรช ทำให้ RAM แบบคงที่เร็วกว่า RAM แบบไดนามิกอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีส่วนต่าง ๆ มากขึ้นเซลล์หน่วยความจำแบบสแตติกจึงใช้พื้นที่ในชิปมากกว่าเซลล์หน่วยความจำแบบไดนามิก ดังนั้นคุณจะได้รับหน่วยความจำน้อยลงต่อชิปและนั่นทำให้ RAM แบบคงที่มีราคาแพงกว่ามาก

มันค่อนข้างบทความที่น่าสนใจดังนั้นฉันขอแนะนำให้อ่าน ฉันได้รับคะแนนที่เกี่ยวข้องมากที่สุดจากบทความเพื่อช่วยตอบคำถามของคุณ

— สส์
แหล่งที่มา

มีความเข้าใจผิดเกี่ยวกับ DRAM และ SRAM DRAM ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับความหนาแน่น (ความจุสูงกว่า) และ SRAM ได้รับการปรับให้เหมาะสมกับความเร็ว (ความล่าช้าในการเข้าถึง) ดังนั้นโดยทั่วไป SRAM จะเร็วกว่า DRAM อย่างไรก็ตามเป็นไปได้ที่จะออกแบบ DRAM ให้เร็วกว่า SRAM แต่ผู้ผลิต DRAM ไม่ได้ทำเช่นนั้นเนื่องจากปัจจัยการขายที่สำคัญที่สุดสำหรับพวกเขาคือราคาต่อบิต ดังนั้นพวกเขาจึงลดต้นทุนต่อบิตที่ค่าใช้จ่ายของความเร็ว หลายคนเข้าใจผิดความจริงที่สำคัญนี้

— aminfar

@aminfar: คุณบอกว่ามันเป็นไปได้ที่จะทำให้ DRAM เร็วกว่า SRAM แต่ก็มีราคาแพง แต่ SRAM นั้นแพงแล้ว ทำไมเราไม่เห็น DRAM ใช้เป็นแคชของ CPU?

— ธารา

@ เป็ดพวกเขามีกระบวนการผลิตและความต้องการที่แตกต่างกัน บางทีการใช้ DRAM สำหรับแคช CPU ที่มีความหน่วงในการเข้าถึงที่ดีอาจมีราคาแพงกว่า SRAM มีสิ่งอื่นที่ต้องพิจารณานอกเหนือจากการผลิตเช่นรีเฟรช

— aminfar