DRAM是易失性存储器,与CPU/GPU等计算芯片直接交互,可以快速存储每秒执行数十亿次计算所需的信息。
DRAM三构成:1)存储单元(Cell),占据50%-55%面积:存储单元是DRAM芯片存储数据的最小单元,每个单元存储lbit数据(二进制0或1),单颗DRAM芯片的容量拓展主要是通过增加存储单元的数量实现(即提高单位面积下的存储单元密度),存储单元基本占据了DRAM芯片50-55%的面积,是DRAM芯片最核心的组成部分。1个存储单元由1个晶体管和1个电容器构成(ITIC结构),晶体管控制对存储单元的访问,电容器存储电荷来表示二进制0或1。2)外围逻辑电路(Core),占据25-30%面积:由逻辑晶体管和连接DRAM各个部分的线路组成,从存储单元中选择所需存储单元,并读取、写入数据,包括感应放大器(Sense Amplfiers)和字线解码器(Word Line Decoders)等结构,如感应放大器被附加在每个位线的末端,检测从存储单元读取非常小的电荷,并将信号放大信号,强化后的信号可在系统其他地方读取为二进制1或0。3)固边线路(Perpheral),占据20%左右面积:由控制线路和输出线路构成。控制线路主要根据外部输入的指令、地址,让DRAM内部工作。输出/输入线路负责数据的输入(写入)、输出(读取)。
DRAM工作原理:存储电容器会泄漏电荷,因此需要频繁进行刷新(大约每32毫秒一次),以维持存储的数据。每次刷新都会读取存储单元的内容,将位线上的电压提升至理想水平,并让刷新后的值流回电容器,刷新完全在DRAM芯片内部进行,没有数据流入或流出芯片。这虽最大限度地减少了浪费的电量,但刷新仍会占据DRAM总功耗的10%以上。
容量、带宽和功耗是DRAM三大关键参数。
1)容量:指存储数据的多少,存储容量最小单位是1bit,即表示存储单个二进制(0或1),另外有B、KB、MB、GB、TB等存储容量单位,关系如下:IB(Byte,B)=8bit,1KB=1024B,IMB=1024KB,IGB=1024MB,ITB=1024GB。单位面积下,存储单元数量越多、存储容量越高,制程是决定单位面积下存储容量的主导因素。
2)带宽:指每秒钟的数据吞吐量,单位TB/s、GB/s,内存带宽=最大时钟速频率(MHz)×总线宽度(bits)×每时钟数据段数量/8。
3)功耗:数据的传输需要的功耗,功耗越低越好。
DRAM制程微缩,带来DRAM成本下降和容量密度提升。
本文来自知之小站
PDF报告已分享至知识星球,微信扫码加入立享3万+精选资料,年更新1万+精选报告
(星球内含更多专属精选报告.其它事宜可联系zzxz_88@163.com)
