SRAM与DRAM的前生今世
SRAM与DRAM
SRAM与DRAM区别？
静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM) 和 动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM) 是不同类型的RAM，具有不同水平的性能和价格，都在当今的SSD技术中发挥着关键作用。从名字上看，SRAM与DRAM的区别只在于一个是静态一个是动态。由于SRAM不需要刷新电路就能够保存数据，所以具有静止存取数据的作用。而DRAM则需要不停地刷新电路，否则内部的数据将会消失。而且不停刷新电路的功耗是很高的，在我们的PC待机时消耗的电量有很大一部分都来自于对内存的刷新。那么为什么我们不用SRAM来作为内存呢？
简单来说：
SRAM：是一种比DRAM更快，耗电更少的存储芯片。
DRAM：是一种可以容纳比SRAM芯片更多数据的存储芯片，但它功率更大。
首先介绍一些背景。随机存取存储器(RAM)是与CPU直接交换数据的内部存储器，放置在处理器上，为CPU运算存储变量。RAM为请求数据(寄存器)提供存储器位置，CPU接收带有数据存储器地址或位置的数据读取指令，将地址发送到RAM控制器。反过来，控制器将地址发送到正确的路径，打开路径晶体管并读取每个电容器值。读取的数据将传输回CPU的缓存。
此读/写操作的速度称为时序 ，更快的时序和更短的延迟会提供更快的访问时间和低延迟。较慢的时序会带来较低的性能和较高的延迟。带宽也会影响性能：带宽越大，RAM每秒处理的数据越多，时序越快。
RAM结构：SRAM和DRAM
SRAM和DRAM以不同的方式处理数据，具体取决于数据的要求。
有许多下一代内存组件构建在这两种技术之上，但在深入研究这些新技术之前，了解SRAM和DRAM的基础知识非常重要。
• 什么是SRAM?每个SRAM单元使用六晶体管电路(six-transistor circuit)和锁存器(latch)存储一个bit。(DRAM使用晶体管和电容器。)SRAM是易失性的，但如果系统通电，SRAM会保留存储的数据而无需重复充电。它对电噪声相当不敏感——电噪声是会对所需信号产生干扰的，不需要的电信号。由于它比DRAM更快且成本更高，因此通常作为CPU内存缓存或用于高端、高性能服务器运行。SRAM系统内存通常为20-40ns(纳秒)。
• 什么是DRAM?每个DRAM单元使用一个晶体管另加一个电容器来存储一个bit，因此DRAM具有非常高的密度。像SRAM一样，DRAM也是易失性的。但与SRAM不同，DRAM每个单元必须周期性地进行刷新(预充电)，因为电容器不可避免地存在漏电现象。它对电噪声很敏感。DRAM速度通常在60ns到100ns之间——仍然很快，但比SRAM慢。一般速度为20-40GB / s，连续的单元充电，使DRAM比SRAM具有更高的时延和带宽延迟。
随着计算速度的加快，全闪存数据中心逐渐占据主导地位，设计速度更快的RAM，将成为一个持续性的行业需求。这可能会影响这两种RAM类型。SSD创新的快速发展需要不断升级RAM性能。
计算机中的SRAM与DRAM
SRAM和DRAM演进
计算机的发展影响了计算机内存，让我们来看看一些关于SRAM和DRAM的主要进展。
SDRAM——同步DRAM(SDRAM)是一种与CPU的时钟周期同步的DRAM，因此存储器的控制器确切地知道所请求的数据何时可以访问。这减少了访问时间并提高了内存性能。
DDR——双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM，大家习惯称DDR)是最新一代SDRAM。DDR提高了速度，降低了功耗，引入了刷新机制，并增加了CRC等安全功能。例如，DDR3传输IO数据的速度比其自身单元的速度快8倍，从而实现更高的吞吐量和更快的速度。(但它并没有降低时延)单芯片容量可以达到8GB，在实际应用中可有效翻倍至16GB。
SGRAM——同步图形RAM(Synchronous Graphics Random-Access Memory)是一个同步时钟的DRAM。SGRAM可以同时打开两个内存页面，以较低的成本模拟双端口。
VRAM——即Video RAM，是一种用于存储计算机图像数据的DRAM。VRAM充当用户显示监视器和处理器之间的帧缓冲器。处理器最初从主存储RAM读取视频数据并将其写入视频RAM格式。帧缓冲器将数字视频数据转换为模拟信号并发送到显示器。旧的VRAM是双端口的，这意味着当CPU处理器将一个新的帧写入视频RAM时，监视器将从视频中读取并更新其显示。
MDRAM——多BANK动态随机存取存储器(Multibank Dynamic RAM)，是一种高性能VRAM。传统的VRAM通过呈现整个帧缓冲区以进行数据访问，而MDRAM将内存划分为32KB的BANK以进行并发访问。
EDRAM——增强型DRAM，将SRAM和DRAM结合起来，为2级缓存提供服务。通常是256字节的SRAM与DRAM配对。数据读取操作首先检查SRAM以获取所请求的数据，如果数据未存储在SRAM中，再检查DRAM。
WRAM——Window RAM(与Microsoft Windows无关)是一种高性能的双端口VRAM。它的架构比传统的VRAM产生大约25%的带宽，成本更低。它通过高性能数据读取实现此功能，用于文本绘制和块填充等操作。它采用真彩色(24位色)，非常适合高分辨率图形显示器。
EDO DRAM——扩展数据输出DRAM(EDO DRAM)，预先读取下一块存储器，同时将前一块发送到CPU，这使它的速度比标准DRAM快25%。
RAM研究与开发
市场上还有许多其他不同版本的SRAM和DRAM，以及可能取代它们的颠覆性内存技术。这种情况还没有大规模发生，但有一些公司已经开始将资源投入计算机内存研发。
例如，相变随机存储器(PCRAM)是一个有趣的尝试，试图取代DRAM。PCRAM听起来像是科幻小说里的元素。它可以在两种状态之间切换，一种是低导电性的原子结构，另一种是高导电性的结晶态。根据它们当前所处的状态记录0和1，借此，处理器可以写入和重写数据。
在早期的实验中，当受到强电流时，这些元素被证明是不可靠的。此前，中国科学院上海研究院的研究人员报告称，他们将PCRAM性能提高了10倍，将其设计为非易失性的，并提高了可靠性。
这一进展的关键，是由镁和钪组成的形状记忆合金(SMA)。尽管取得了如此大的进展，但PCRAM还不能与DRAM的多次写入和重写数据记录相匹配。(这里的“多次”，一般指“数万亿次”。)截至目前，SRAM和DRAM在CPU内存领域仍然处于“霸主”地位。
SRAM会什么比DRAM贵呢？
SRAM和DRAM都是RAM, 中文名叫随机存储器， 随机是什么意思呢？ 意思是， 给定一个地址， 可以立即访问到数据（访问时间和位置无关）， 而不像咱们熟悉的磁带， 知道最后一首歌在最后的位置， 却没法直接一下子跳到磁带的最后部门， 所以磁带不是随机存储器， 而是顺序存储器。
上面也说了SRAM的电路图，都是由晶体管来进行运算的
上面是能保存SRAM的一个bit，你看看， 这东东， 保存一个bit需要6个晶体管， 所以贵， 造价高啊。 SRAM一般只有几个MB而已， 再多了就不划算， 因为贵！ 从电路图可以看出， 基本都是一些晶体管运算， 速度很快， 所以SRAM一般用来做高速缓存存储器， 既可以放在cpu芯片上， 也可以放在片下。 SRAM中的S是static的意思。
我们从DRAM的电路图上其实也可以看出来点一些门道？？？？
可以看到， 存储一个bit的DRAM只需要一个电容和一个晶体管。 DRAM的数据实际上是存在于电容里面的， 电容会有电的泄露， 损失状态， 故需要对电容状态进行保持和刷新处理， 以维持持久状态， 而这是需要时间的， 所以就慢了。 这个刷新加动态刷新， 而DRAM中的D就是dynamic的意思。
DRAM比SRAM要慢， 但造价更低， 容量也比SRAM大得多， 在计算机中主要用来做内存， 物尽其用。理解了结构， 就能理解性质， 然后就决定了用途。
参考资料：两大系统内存类型