DRAM解读

在当今的数字世界中，计算机内存扮演着至关重要的角色。而在内存技术中，DRAM（动态随机存取存储器）是一种被广泛应用于构建大容量内存系统的关键技术

什么是DRAM？

DRAM是一种利用电容存储电荷来表示数据“1”或“0”的存储技术。它由许多基本的存储单元电路组成，每个单元电路包括一个MOS管和一个电容。与SRAM相比，DRAM具有更高的密度和更低的功耗，但速度较慢。

DRAM的工作原理

DRAM利用电容上的电荷来存储信息。当电容上存有足够多的电荷时，表示存储的数据为“1”；而当电容上无电荷时，表示存储的数据为“0”。在读取数据时，字线上的高电平使MOS管导通，如果电容有电荷，会在数据线上产生电流，表示为“1”；反之，如果没有电荷，数据线上就没有电流，表示为“0”。由于电容会随时间放电，所以必须进行定期刷新以保持数据的正确性。

进行读操作之后，电容上的电荷就释放掉了，所以必须进行 “再生” 处理；这种读取方式为 破坏性读出。

地址复用技术 为了进一步提高集成度，DRAM采用地址复用技术。地址信号分行、列两次传送，这样地址线数量减少一半，从而减小芯片的体积。这种技术使得DRAM具有更高的密度和更低的功耗。

DRAM 的基本存储元可以只使用一个晶体管, 所以它比 SRAM 的密度要高很多。为了进一步提高集成度，DRAM 采用 地址复用技术，地址信号分行、列两次传送，这样地址线是原来的一半，地址引脚数也可以减少一半，就能够进一步减小芯片的体积。

Intel 4116 RAM芯片 Intel 4116是历史上一个著名的DRAM产品。它的存储矩阵为128×128，共有16K个单管MOS基本单元电路，容量为16K×1位。为了减少芯片封装的引脚数，地址线只有7根，采用地址复用技术将完整的地址信息分成行地址、列地址两部分。

刷新周期

刷新周期也称为再生周期，是指对DRAM的所有存储单元进行一次完整刷新所需的时间。这个周期通常是根据电容电荷泄漏的时间常数来确定的，以确保在电荷显著减少之前对所有单元进行刷新。如您所述，一般的刷新周期是2毫秒，这意味着每2毫秒需要对整个DRAM芯片进行一次刷新。

由于DRAM的存储单元是随机访问的，一些单元可能会在较长时间内未被访问，而这些单元上的信息如果长时间不刷新，就有可能丢失。因此，DRAM控制器会按照刷新周期定时执行刷新操作，以保证所有存储单元的数据不会因为电荷泄漏而丢失。

刷新操作是DRAM与SRAM（静态RAM）的一个重要区别。SRAM不需要刷新，因为它是利用电路的状态来存储信息，而不是电容电荷。因此，SRAM通常提供更快的访问速度，但成本更高，密度更低。