动态随机存取存储器简介

什么是DRAM？

内存是计算机运行的基础。当与CPU结合使用时，可以运行指令集（程序）和存储工作数据。随机存取存储器（RAM）是众所周知的存储器类型，因为它能够以大致相同的时间延迟访问存储器中的任何位置。动态随机存取存储器（DRAM）是一种特定类型的随机存取存储器，它允许以较低的成本获得更高的密度。笔记本电脑和台式机中的内存模块使用DRAM。

DRAM与SRAM

其他类型的存储器，如SRAM、MRAM和Flash。简而言之，DRAM代表动态随机存取存储器，SRAM代表静态随机存取存储器。最大的区别是DRAM使用电容器，而SRAM不使用电容器，尽管还有一些考虑因素，如不同的处理、不同的速度和开发人员的不同成本。

DRAM工作原理

DRAM由RobertDennard于1966年在IBM发明，其工作原理与其他类型的内存大不相同。DRAM中的基本存储单元由两个元件组成：晶体管和电容器。当需要将一个位放入存储器时，晶体管用于对电容器充电或放电。充电电容表示逻辑高或“1”，而放电电容表示逻辑低或“0”。充电/放电通过字线和位线完成，如图1所示。

图1.在DRAM中，位存储为电容器上是否存在电荷

在读或写期间，字线变高，晶体管将电容器连接到位线。位线上的任何值（“1”或“0”）都会从电容器中存储或检索。存储在每个电容器上的电荷太小而无法直接读取，而是由称为感测放大器的电路测量。传感器放大器检测电荷的微小差异并输出相应的逻辑电平。从位线读取的动作迫使电荷流出电容器。因此，在DRAM中，读取是破坏性的。为了解决这个问题，需要进行一种称为预充电的操作，将从位线读取的值放回电容器中。

同样有问题的是，随着时间的推移，电容器会泄漏电荷。因此，为了保持存储在内存中的数据，必须定期刷新电容器。刷新就像读取一样，确保数据永不丢失。这就是DRAM从DRAM单元上的电荷获得“动态”名称的地方，每隔一段时间就会动态刷新一次。与SRAM（静态RAM）形成对比，后者不需要刷新就可以保持其状态。

DRAM组织方式

根据应用，DRAM可以有不同的形式。图2显示了包含多个板载DRAM芯片的DIMM（双列直插式内存模块）。

图2.包含许多DRAM芯片的1GB DIMM

此DIMM包含1 GB内存，但请注意贴纸上印有“2Rx8”。2R表示该模块的rank为2，而x8（读作“8”）表示来自每个DRAM芯片的数据的输出宽度。rank是可单独寻址的一组DRAM。在这种情况下，一个rank是一组四个DRAM芯片。由于共有8个（前/后），所以有2个rank。DRAM模块的rank是DIMM中组织的最高级别。在此之下，每个芯片被组织成许多存储体和包含行和列的内存阵列。图3显示了具有四个存储体的DRAM芯片。

图3.具有四个存储体的DRAM芯片

每个bank独立运行。这意味着读取，写入和预充电都可以在一个bank完成，而不会影响另一个bank。