I din dator finns det troligen två typer av RAM-klassminne. Endast en kallas RAM: systemminnet eller systemminnet. Denna klass av RAM kallas DRAM. I den här klassen kan du också ha några SSD: er med integrerat DRAM. VRAM på ett grafikkort är också en delmängd av DRAM. Du kommer att ha en annan typ av RAM-minne på själva processorn och GPU: n dör själva. SRAM används för on-die-cacher.
SRAM är snabb. Den är dock inte speciellt tät sett till gigabyte per kvadratcentimeter, vilket också bidrar till dess höga pris. DRAM är långsammare. Den har dock en mycket högre lagringstäthet och är mycket billigare. Av denna anledning används SRAM i små kvantiteter på processormatriser som höghastighetsminne, och DRAM används för större minnespooler som de som beskrivs ovan.
Skillnaden mellan SRAM och DRAM är tydlig i deras faktiska struktur. SRAM använder fyra till sex transistorer, medan DRAM använder en enkel transistor och en kondensator. Det är här jämförelsen av lagringstätheten kommer in. Det finns helt enkelt färre delar i DRAM, vilket gör varje minnescell mindre.
Designskillnaderna har en annan effekt, dock en stor nog att vara den titulära namngivningsfaktorn för de två. S i SRAM står för Static, medan D i DRAM står för Dynamic. Detta innebär att SRAM kan behålla sitt innehåll på obestämd tid, medan DRAM behöver uppdateras regelbundet.
Notera: Detta förutsätter att en konstant strömförsörjning är tillgänglig. SRAM är fortfarande flyktigt minne, och om strömförsörjningen går förlorad kommer den att förlora den data som den innehåller. Precis som DRAM.
Vad är en minnesuppdatering?
DRAMs kretsnivåarkitektur innebär att laddningen av en minnescell avtar med tiden. Varje minnescell måste uppdateras regelbundet för att DRAM ska kunna lagra data under långa perioder. Det finns ett par viktiga saker att veta om detta. Den första är att minnet inte kan nås när det uppdateras. Detta innebär också att prestandan kan begränsas av hur ofta DRAM-cellerna behöver uppdateras.
I allmänhet uppdateras DRAM-celler var 64:e millisekund, även om detta halveras vid höga temperaturer. Varje rad av celler uppdateras oberoende för att förhindra att detta händer på en gång, vilket orsakar en betydande hicka var 64:e millisekund.
På ett smart sätt tar minneskontrollen också uppdateringscykler för att inträffa medan RAM-modulen gör andra saker som hindrar den från att läsa eller skriva minne, som att överföra lästa data. Tack och lov är den tid som behövs för att uppdatera en cell liten, vanligtvis 75 eller 120 nanosekunder. Detta innebär att ett DRAM-chip spenderar ungefär 0,4 % till 5 % av sin tid på att utföra en uppdateringsoperation.
Hur man uppdaterar DRAM
Vad du kanske inte vet om att läsa data från DRAM är att det är destruktivt. Att läsa data från minnescellerna förstör dessa data. För att dölja detta för användaren läser och överför varje läsoperation data och skriver samma data tillbaka till minnescellen i aktion som kallas förladdning. Tyvärr går det inte att lita på att standardläshändelser träffar alla använda DRAM-rader, så en specifik uppdateringsoperation behövs.
Uppdateringsoperationen är inte lika komplex. Faktum är att eftersom den försöker uppdatera en hel rad på en gång, snarare än att läsa en specifik kolumn i raden, är signalen att uppdatera en rad också mindre och mer effektiv. Uppdateringsprocessen läser data in i avkänningsförstärkarna och rakt tillbaka in i cellerna snarare än till de jämförelsevis långsamma utgångsbuffertarna.
Allt detta sker automatiskt. Minneskontrollern hanterar det hela utan att CPU är medveten om det.
Outliers
DRAM-laddning förfaller, men forskning har visat att hastigheten varierar kraftigt mellan DRAM-celler, även på ett enda chip. Den översta procenten eller så kanske kan behålla sina data i upp till 50 sekunder utan att behöva uppdateras vid standardtemperaturer. 90 % kan lagra data i 10 sekunder, 99 % i tre sekunder och 99,9 % i en sekund.
Tyvärr behöver vissa extremvärden uppdateras mycket oftare. För att möjliggöra även de värsta scenarierna är DRAM-uppdateringstiderna låga. Detta val säkerställer att ingen data någonsin går förlorad, men det påverkar också strömanvändning och prestanda.
Vissa forskare har föreslagit alternativa metoder för att analysera och binda RAM-cellerna och föredrar att använda de med bättre avklingningstider. Detta skulle leda till förbättrad strömförbrukning, särskilt användbart på batteridrivna enheter med låg effekt. Det skulle emellertid också leda till varierande nivåer av RAM-prestanda.
Dessutom skulle förändringen i sönderfallstid baserat på temperatur behöva beaktas. Ännu värre, vissa celler förlorar helt enkelt laddningsbevarande prestanda ibland, vilket innebär att förlita sig på detta för mycket kan ibland resultera i att en förmodad bra minnescell är dålig, vilket kräver regelbunden rebinning.
Slutsats
Uppdateringscykeln är processen i DRAM-moduler genom vilken minnescellerna uppdateras. Detta är nödvändigt eftersom kretsdesignen för DRAM resulterar i laddningsavklingning. Regelbunden uppdatering av minnesceller förhindrar dataförlust. SRAM behöver inte uppdateras eftersom dess kretsdesign inte resulterar i laddningsförlust.
Notera: Uppdateringscykel kan också hänvisa till en användares eller organisations regelbundna uppdatering av hårdvara.