Mengapa SRAM lebih cepat dari DRAM?

14

Dalam prosesor multi-core modern, cache prosesor ( L1,L2dan L3) terdiri dari SRAMkecepatan yang menurun ( L2cache adalah SRAM kecepatan lebih tinggi daripada L3cache yang merupakan trade-off biaya). Alasan utama untuk menggunakannya SRAMadalah keunggulan kecepatannya dibandingkan memori utama yang digunakan DRAM. Saya ingin mengerti mengapa SRAMkecepatan lebih tinggi DRAM?

memory cpu cpu-architecture cpu-cache Kutu buku
sumber

Jawaban:

24

Diambil dari sebuah artikel di HowStuffWorks (Ringkas):

RAM dinamis:

Di dalam chip RAM dinamis (DRAM), setiap sel memori menyimpan satu bit informasi dan terdiri dari dua bagian: transistor dan kapasitor. Transistor bertindak sebagai saklar yang memungkinkan sirkuit kontrol pada chip memori membaca kapasitor atau mengubah kondisinya.

Artikel tersebut kemudian membandingkan kapasitor pada DRAM dengan ember, di mana DRAM diisi dengan elektron untuk menyimpan informasi (menyimpan 1s). Elektron ini dikosongkan ketika informasi dihilangkan (menyimpan 0s). Masalah dengan kapasitor adalah mereka mengalami kebocoran dan kehilangan informasi dengan cukup cepat. Untuk menyimpan informasi, sumber luar ( CPUatau Memory Controller) harus mengisi ulang semua kapasitor yang memegang angka 1 sebelum dikeluarkan.

Operasi penyegaran ini adalah tempat RAM dinamis mendapatkan namanya. RAM dinamis harus diperbarui secara dinamis sepanjang waktu atau lupa apa yang dipegangnya. Kelemahan dari semua penyegaran ini adalah butuh waktu dan memperlambat ingatan.

RAM statis:

RAM statis menggunakan teknologi yang sama sekali berbeda. Dalam RAM statis, suatu bentuk flip-flop menampung setiap bit memori. Sebuah flip-flop untuk sel memori membutuhkan 4 atau 6 transistor bersama dengan beberapa kabel, tetapi tidak pernah harus di-refresh. Ini membuat RAM statis jauh lebih cepat daripada RAM dinamis. Namun, karena memiliki lebih banyak bagian, sel memori statis membutuhkan lebih banyak ruang pada chip daripada sel memori dinamis. Karenanya Anda mendapatkan lebih sedikit memori per chip, dan itu membuat RAM statis jauh lebih mahal.

Artikel ini cukup menarik sehingga saya sarankan untuk membacanya. Saya telah mengambil poin paling relevan dari artikel untuk membantu menjawab pertanyaan Anda.

Yass
sumber
7
Ada beberapa kesalahpahaman tentang DRAM dan SRAM. DRAM dioptimalkan untuk kepadatan (kapasitas lebih tinggi) dan SRAM dioptimalkan untuk kecepatan (latensi akses). Jadi, secara umum, SRAM lebih cepat dari DRAM. Namun, pada dasarnya mungkin untuk merancang DRAM lebih cepat dari SRAM, tetapi produsen DRAM tidak melakukan itu karena faktor penjualan yang paling penting bagi mereka adalah biaya per bit. Jadi mereka menurunkan biaya per bit dengan mengorbankan kecepatan. Banyak orang salah memahami fakta penting ini.
aminfar
@aminfar: Anda mengatakan pada dasarnya memungkinkan untuk membuat DRAM lebih cepat dari SRAM, tetapi itu akan mahal. Tapi SRAM sudah mahal. Mengapa kita tidak melihat DRAM digunakan sebagai cache CPU?
Tara
@Dudeson mereka memiliki proses dan persyaratan pembuatan yang berbeda. Mungkin, menggunakan DRAM untuk cache CPU dengan latensi akses yang baik akan lebih mahal daripada SRAM. Ada hal-hal lain yang perlu dipertimbangkan selain dari manufaktur, seperti penyegaran.
aminfar