动态随机存储器

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:37:50 #动态随机存储器

动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）是一种半导体存储器，主要的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特（bit）是1还是0。由于在现实中晶体管会有漏电电流的现象，导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确的判别数据，而导致数据毁损。因此对于DRAM来说，周期性地充电是一个不可避免的条件。由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态”存储器。相对来说，静态存储器（SRAM）只要存入数据后，纵使不刷新也不会丢失记忆。与SRAM相比，DRAM的优势在于结构简单——每一个比特的数据都只需一个电容跟一个晶体管来处理，相比之下在SRAM上一个比特通常需要六个晶体管。正因这缘故，DRAM拥有非常高的密度，单位体积的容量较高因此成本较低。但相反的，DRAM也有访问速度较慢，耗电量较大的缺点。与大部分的随机存取存储器（RAM）一样，由于存在DRAM中的数据会在电力切断以后很快消失，因此它属于一种易失性存储器（volatile memory）设备。DRAM通常以一个电容和一个晶体管为一个单元排成二维矩阵，左图所示是一个4×4的矩阵。基本的操作机制分为读(Read)和写(Write)，读的时候先让Bitline(BL)先充电到操作电压的一半，然后在把晶体管打开让BL和电容产生电荷共享的现象，若内部存储的值为1，则BL的电压会被电荷共享抬高到高于操作电压的一半，反之，若内部存储的值为0，则会把BL的电压拉低到低于操作电压的一半，得到了BL的电压后，在经过放大器来判别出内部的值为0和1。写的时候会把晶体管打开，若要写1时则把BL电压抬高到操作电压使电容上存储著操作电压，若要写0时则把BL降低到0伏特使电容内部没有电荷。

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