Di komputer Anda, kemungkinan ada dua jenis memori kelas RAM. Hanya satu yang disebut sebagai RAM: memori sistem atau RAM sistem. Kelas RAM ini disebut DRAM. Di kelas ini, Anda mungkin juga memiliki beberapa SSD dengan DRAM terintegrasi. VRAM pada kartu grafis juga merupakan bagian dari DRAM. Anda akan memiliki jenis RAM yang berbeda pada CPU yang sebenarnya dan GPU mati sendiri. SRAM digunakan untuk cache on-die.
SRAM cepat. Namun, itu tidak terlalu padat dalam hal gigabyte per sentimeter persegi, yang juga berkontribusi pada harganya yang tinggi. DRAM lebih lambat. Namun, ia memiliki kepadatan penyimpanan yang jauh lebih tinggi dan jauh lebih murah. Untuk alasan ini, SRAM digunakan dalam jumlah kecil pada prosesor yang mati sebagai memori berkecepatan tinggi, dan DRAM digunakan untuk kumpulan memori yang lebih besar seperti yang dijelaskan di atas.
Perbedaan antara SRAM dan DRAM terlihat jelas dalam strukturnya yang sebenarnya. SRAM menggunakan empat hingga enam transistor, sedangkan DRAM menggunakan satu transistor dan kapasitor. Di sinilah perbandingan kepadatan penyimpanan masuk. Ada lebih sedikit bagian dalam DRAM, membuat setiap sel memori lebih kecil.
Perbedaan desain memiliki efek lain, namun, satu cukup besar untuk menjadi faktor penamaan tituler dari keduanya. S di SRAM singkatan Statis, sedangkan D di DRAM singkatan Dinamis. Ini menunjukkan bahwa SRAM dapat mempertahankan isinya tanpa batas waktu, sementara DRAM perlu di-refresh secara teratur.
Catatan: Ini mengasumsikan bahwa catu daya konstan tersedia. SRAM masih merupakan memori yang mudah menguap, dan jika daya terputus, ia akan kehilangan data yang disimpannya. Sama seperti DRAM.
Apa itu Penyegaran Memori?
Arsitektur tingkat sirkuit DRAM berarti bahwa muatan sel memori meluruh seiring waktu. Setiap sel memori harus di-refresh secara teratur untuk memungkinkan DRAM menyimpan data untuk waktu yang lama. Ada beberapa hal penting yang perlu diketahui tentang ini. Yang pertama adalah bahwa memori tidak dapat diakses saat disegarkan. Ini juga berarti bahwa kinerja dapat dibatasi oleh seberapa sering sel DRAM perlu di-refresh.
Umumnya, sel DRAM di-refresh setiap 64 milidetik, meskipun ini terbelah dua pada suhu tinggi. Setiap baris sel disegarkan secara independen untuk mencegah hal ini terjadi sekaligus, menyebabkan cegukan yang signifikan setiap 64 milidetik.
Dengan cerdik pengontrol memori juga mengatur waktu siklus penyegaran agar terjadi saat modul RAM melakukan hal-hal lain yang mencegahnya membaca atau menulis memori, seperti mentransmisikan data yang telah dibaca. Untungnya, jumlah waktu yang dibutuhkan untuk menyegarkan sel kecil, umumnya 75 atau 120 nanodetik. Ini berarti chip DRAM menghabiskan sekitar 0,4% hingga 5% dari waktunya untuk melakukan operasi penyegaran.
Cara Menyegarkan DRAM
Apa yang Anda mungkin tidak tahu tentang membaca data dari DRAM adalah bahwa hal itu merusak. Membaca data dari sel memori menghancurkan data itu. Untuk menyembunyikan ini dari pengguna, setiap operasi membaca membaca dan mengirimkan data dan menulis data yang sama kembali ke sel memori dalam tindakan yang disebut pra-pengisian. Sayangnya, peristiwa baca standar tidak dapat diandalkan untuk mencapai setiap baris DRAM yang digunakan, sehingga diperlukan operasi penyegaran khusus.
Operasi penyegaran tidak serumit ini. Bahkan, karena berusaha untuk menyegarkan seluruh baris sekaligus, daripada membaca kolom tertentu di baris, sinyal untuk menyegarkan baris juga lebih kecil dan lebih efisien. Proses penyegaran membaca data ke penguat indra dan langsung kembali ke sel daripada ke buffer keluaran yang relatif lambat.
Semua ini terjadi secara otomatis. Pengontrol memori mengelola semuanya tanpa disadari oleh CPU.
Pencilan
Biaya DRAM memang menurun, tetapi penelitian telah menunjukkan bahwa kecepatannya sangat bervariasi antara sel DRAM, bahkan pada satu chip. Persentase teratas atau lebih mungkin dapat menyimpan data mereka hingga 50 detik tanpa memerlukan penyegaran pada suhu standar. 90% dapat menyimpan data selama 10 detik, 99% selama tiga detik, dan 99,9% selama satu detik.
Sayangnya, beberapa outlier perlu di-refresh lebih sering. Untuk memungkinkan skenario terburuk sekalipun, waktu penyegaran DRAM rendah. Pilihan ini memang memastikan bahwa tidak ada data yang hilang, tetapi juga memengaruhi penggunaan daya dan kinerja.
Beberapa peneliti telah mengusulkan metode alternatif untuk menganalisis dan membuang sel RAM dan lebih suka menggunakan yang memiliki waktu peluruhan yang lebih baik. Ini akan mengarah pada peningkatan penggunaan daya, terutama berguna pada perangkat bertenaga baterai berdaya rendah. Namun, itu juga akan menyebabkan tingkat kinerja RAM yang bervariasi.
Selain itu, perubahan waktu peluruhan berdasarkan suhu harus diperhitungkan. Lebih buruk lagi, beberapa sel kadang-kadang kehilangan kinerja retensi muatan, yang berarti mengandalkan ini terlalu banyak terkadang dapat mengakibatkan sel memori yang dianggap baik menjadi buruk, membutuhkan rebinning secara teratur.
Kesimpulan
Siklus penyegaran adalah proses dalam modul DRAM dimana sel-sel memori disegarkan. Ini diperlukan karena desain rangkaian DRAM menghasilkan peluruhan muatan. Menyegarkan sel memori secara teratur mencegah kehilangan data. SRAM tidak perlu di-refresh karena desain sirkuitnya tidak mengakibatkan pengurasan biaya.
Catatan: Siklus penyegaran juga dapat merujuk pada pembaruan perangkat keras secara teratur oleh pengguna atau organisasi.