半導體存儲器用于數據存儲。按照電源在關斷后數據是否依舊被保存的方式區分,存儲器可分為非易失性存儲器 (Non-volatile Memory,NVM)和易失性存儲器 (volatile Memory,VM)兩大類。例如,人們熟知的閃速存儲器 ( FlashMemory,簡稱 Flash)就屬于 NVM,靜態隨機存取存儲器 (Static RandomAccessMemory, SRAM)和動態隨機存取存儲器 (DynamicRandom Access Memory,DRAM)則屬于 VM。
第一顆 1Kbit 的 6T- SRAM 由 Intel 在1976年研發成功。1980年T. lizuka 等人成功研發了第一個真正基于 CMOS 的 16Kbit 容量的 SRAM。用于集成的 SRAM 單芯片容量通常為 32B~ 128KB。通常,電子產品系統(例如電子玩具、數碼相機、各類手機、音響合成器等)中都嵌入了幾千字節至幾兆字節的 SRAM 獨立芯片。信號處理電路(例如 DSP,對內存的訪問沒有限制)則往往使用雙口 (Dual-Ported)的 SRAM。SRAM 芯片由存儲單元陣列 (Core Cells Array)、行/列地址譯碼器(Decoder)、讀出放大器(Sense Amplifier)和控制電路(Control Circuit) 等組成。SRAM 全部是根據晶體管的導通和截止原理來工作的,速度極快,可達到納秒級。SRAM 的存儲單元通常由2個pMOS 和4個nMOS組成(6T-SRAM),或者由 4個晶體管(4T-SRAM)加兩個電阻組成。另外,還有8T-SRAN 和 1OT-SRAM,但面積很大,都不如 6T-SRAM 的應用范圍廣泛;而少于4T 的設計則用于DRAM. 例如 1T-DRAM、3T-DRAM。
在使用時是否需要刷新(Refresh)是區分SRAM 和 DRAM 的依據。SRAM不需要刷新,電路能保存以前存儲的數據;但是 DRAM 如果不能每隔一段時間刷新充電一次,數據就會消失。和 DRAM 相比,SRAM 價格高,但速度快、功耗相對低(特別是在空閑狀態),因此 SRAM 常被用于帶寬要求高,或者功耗要求低,或者二者兼而需要的情況。SRAM 比DRAM 更容易控制,可以隨機訪問,讀/寫速度快,但是容量小,相同存儲容量的 SRAM 的裸片面積比 DRAM 大很多,因而不適合用于存儲密度要求高的場合。SRAM 常常用作 CPU 芯片的一級緩存(LI Cache)和二級緩存(12 Cache)單元。從Intel 的 80486 開始,CPU內部加入了高速緩存單元,其實質就是將 SARM 嵌入CPU 中,因此在 PentiumCPU 的芯片中就有了 LI Cache 和L2 Cache 的概念。正常LI Cache 是設計在CPU單元的內部,L2 Cache 建立在CPU 單元的外部,所以CPU 的,芯片面積相對較大。在當今流行的 ARM 應用處理器核中,也增加了 Cache 來解決應用處理器與主存(DRAM)之間的速度匹配問題。因為 DRAM 只需一個晶體管和一個電容器(1T1C)就可組成一個存儲單元(RAM Cell),所以可以達到很高的密度和容量,常被用作計算機的內存。
Intel、三星和臺積電都已經生產了 45nm、32nm/28nm、16nm/ 14rm 的6T-SRAM,目前競相在 10nm 技術節點采用 FinFET 工藝生產面積小、 性能優越的128Mbit SRAM 產品。隨著新型高速動態音像展示技術,例如虛擬現實(Virtual Reality, VR)、增強現實 ( Augmented Reality,AR)和人工智能(Artifical Intelligence, AI) 相關技術的不斷發展,對 SRAM 的讀/寫速度要求越來越高,新型 SRAM 器件的研發也越來越得到重視。
審核編輯:湯梓紅
-
半導體
+關注
關注
334文章
27705瀏覽量
222643 -
存儲器
+關注
關注
38文章
7528瀏覽量
164345 -
晶體管
+關注
關注
77文章
9746瀏覽量
138899 -
NVM
+關注
關注
1文章
41瀏覽量
19166
原文標題:靜態隨機存取存儲器,靜態隨機存取記憶體,Static Random Access Memory (SRAM)
文章出處:【微信號:Semi Connect,微信公眾號:Semi Connect】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論