Что такое модуль DRAM?

Что такое модуль DRAM?

Модуль DRAM — это тип энергозависимого запоминающего устройства (памяти), в котором используются полупроводниковые элементы.

Модуль DRAM — это аббревиатура от Dynamic Random Access Memory, который в основном используется в персональных компьютерах. Поскольку внутренняя схема имеет очень простую структуру с конденсатором для хранения электрического заряда и полевым транзистором (FET), модуль DRAM подходит для крупномасштабной интеграции в сочетании с миниатюризацией полупроводникового процесса FET.

Применение модулей DRAM

Модули DRAM в основном используются в персональных компьютерах. Модули DRAM используются в ПК и устройствах управления промышленным оборудованием, которым требуется недорогая память большой емкости, поскольку часть памяти имеет простую структуру с использованием конденсаторов и полевых транзисторов (FET) и может быть изготовлена ​​по низкой цене за единицу для емкости памяти.

Модули DRAM нечасто используются в небольших устройствах, таких как смартфоны и мобильные терминалы, из-за их энергопотребления из-за их структуры хранения информации с сохраненным зарядом в конденсаторе и постоянного процесса обновления записи и чтения информации для поддержания заряда.

Принцип модулей DRAM

Принцип работы модулей DRAM заключается в том, что они обрабатывают огромные объемы данных как носитель информации, используя двоичное число: 1, когда в конденсаторе внутренней цепи хранится заряд, и 0, когда в конденсаторе нет заряда.

При записи данных заряд накапливается в конденсаторе через полевые транзисторы, и область, где напряжение высокое, устанавливается на 1, а область, где заряд не накапливается, устанавливается на 0. При считывании данных заряд в соответствующей области высвобождается, и обратная операция записи используется для идентификации нулей и единиц из состояния заряда, сохраненного в конденсаторе. Это механизм хранения и выражения цифровых данных путем выполнения этих операций бесчисленное количество раз.

Как видно из этого механизма, модули DRAM могут сохранять информацию только во время протекания электричества, поскольку для накопления электрического заряда к конденсатору должно быть приложено напряжение. По этой причине модули DRAM классифицируются как энергозависимая память.

Другая информация о модулях DRAM

1. Разница между модулями DRAM и SRAM

Обычно модули DRAM и SRAM сравнивают, когда ищут способ увеличить объем памяти ПК.

У каждого есть свои характеристики, и SRAM превосходит их с точки зрения производительности памяти. Главное отличие заключается в том, является ли стиль памяти динамическим или статическим, при этом модули DRAM постоянно считывают и записывают информацию, в то время как SRAM — это противоположность. Хотя SRAM обеспечивает высокоскоростное чтение/запись и низкое энергопотребление, ее недостатком является то, что ее сложная внутренняя схема затрудняет интеграцию в больших масштабах. Если требуется небольшая, недорогая память большой емкости, важно выбрать подходящий размер памяти из модулей DRAM.

2. Различия между модулями DRAM и флэш-памятью

Флэш-память — это полупроводниковый продукт с функциями, аналогичными функциям модулей DRAM. Оба играют разные роли в компьютере из-за своих характеристик.

Модули DRAM энергозависимы, когда питание не подается, но из-за их высокой скорости обработки они используются в качестве основной памяти компьютера для временного хранения данных, необходимых для арифметических операций. Флэш-память, с другой стороны, энергонезависима и не требует постоянной подачи электрического заряда для сохранения данных, поэтому она в основном используется для долгосрочного хранения данных.

Сравнивая скорость чтения/записи данных флэш-памяти и модулей DRAM, модули DRAM быстрее, но модули DRAM дороже. По сравнению с магнитными лентами и жесткими дисками, которые используются для долгосрочного хранения данных, флэш-память в последние годы использовалась для устройств хранения данных, таких как SSD и USB-накопители, из-за ее более высокой скорости чтения/записи данных и более низкой цены.

3. Операция обновления модулей DRAM

Модули DRAM являются энергозависимым устройством, которое теряет свою память, если питание не подается непрерывно, поэтому его необходимо периодически пополнять электрическим зарядом. Эта операция пополнения заряда называется операцией обновления. Этот интервал называется «циклом обновления». Обычно операции обновления выполняются с интервалом около 15–60 микросекунд.

Поскольку во время операции обновления доступ к памяти невозможен, ее необходимо выполнить за как можно более короткое время. Говорят, что память, которую можно обновить за короткий период, имеет более высокую производительность.

4. Тенденции емкости памяти модулей DRAM

В 1990-х годах, когда основными игроками были японские производители, емкость памяти модуля DRAM увеличивалась в 4 раза с каждым поколением, с 1 Мбит до 4 Мбит. Однако в 2000-х годах рост замедлился до 1–2 Гбит, а в 2020-х годах емкость модуля DRAM продолжала увеличиваться менее чем на 16 Гбит.

Тенденции увеличения емкости памяти модуля DRAM способствует технология миниатюризации полупроводниковых полевых транзисторов. Самый передовой технологический узел полупроводникового процесса достиг нескольких нм, и ведется активная конкуренция за его разработку среди всемирно известных компаний и научно-исследовательских институтов.