动态随机存取存储器

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动态随机存取存储器Dynamic Random Access MemoryDRAM)是一种半导体记忆体,主要的作用原理是利用电容内储存电荷的多寡来代表一个二进制位元(bit)是1还是0。由于在现实中电晶体会有漏电电流的现象,导致电容上所储存的电荷数量并不足以正确的判别资料,而导致资料毁损。因此对于DRAM来说,周期性地充电是一个不可避免的条件。由于这种需要定时刷新的特性,因此被称为“动态”记忆体。相对来说,静态记忆体(SRAM)只要存入资料后,纵使不刷新也不会遗失记忆。

与SRAM相比,DRAM的优势在于结构简单——每一个位元的资料都只需一个电容跟一个电晶体来处理,相比之下在SRAM上一个位元通常需要六个电晶体。正因这缘故,DRAM拥有非常高的密度,单位体积的容量较高因此成本较低。但相反的,DRAM也有存取速度较慢,耗电量较大的缺点。

与大部分的随机存取记忆体(RAM)一样,由于存在DRAM中的资料会在电力切断以后很快消失,因此它属于一种挥发性记忆体(volatile memory)设备。

工作原理

DRAM读操作举例,在简单的4x4矩阵上

DRAM通常以一个电容和一个电晶体为一个单元排成二维矩阵,左图所示是一个4×4的矩阵。基本的操作机制分为读(Read)和写(Write),读的时候先让Bitline(BL)先充电到操作电压的一半,然后再把电晶体打开让BL和电容产生电荷共享的现象,若内部储存的值为1,则BL的电压会被电荷共享抬高到高于操作电压的一半,反之,若内部储存的值为0,则会把BL的电压拉低到低于操作电压的一半,得到了BL的电压后,在经过放大器来判别出内部的值为0和1。写的时候会把电晶体打开,若要写1时则把BL电压抬高到操作电压使电容上储存著操作电压,若要写0时则把BL降低到0伏特使电容内部没有电荷?

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