(内存基本知识)DRAM工作原理
DRAM基本结构与原理（一）
DRAM基本结构与原理（⼀）DRAM基本结构与原理（⼀）东南⼤学ASIC⼯程中⼼ matlinsas@DRAM（Dynamic Random Access Memory），即动态随机存储器，也就是我们常说的计算机内存，在现代计算机系统和SOC系统中有很重要的作⽤。
本⽂主要对DRAM中的⼀些基本原理进⾏总结，⽬的是为了更好理解DDRC（Double Data Rata DRAM controller）中的时序关系与时序参数。
⼀．DRAM基本电路结构2.1基本存储单元cell2.1.1 3T1C与1T1CDRAM基本电路结构如图所⽰：图中的基本结构单元是1T1C（1 Transistor -1 Capacitor）。
其⼯作的⼤致原理是：当Word Line选通时，晶体管导通，从⽽可以从Bit Line上读取存储在电容器上的位信息。
⽽在早期的DRAM中的基本结构却不是这样的，⽽是3T1C（3 Transistor -1 Capacitor）如下图所⽰：使⽤三个晶体管作为开关，这样设计的优点是：当读取存储在电容上的位信息时，不会影响电容上的电荷，从⽽读后不需要对单元进⾏precharge。
关于precharge的原理在下⽂会有详细介绍，这⾥我们只要了解3T1C的结构读存储器不会破坏其存储在DRAM中的信息。
但是由于1T1C的结构⽐3T1C的结构⾯积节省很多，因此现代DRAM中常⽤的还是1T1C结构。
此外由DRAM基本电路结构图，我们可以知道DRAM的信息是存储在在电容当中，⽽电容中的电荷会因为漏电流存在原因⽽逐渐漏掉，因此需要不断refresh（刷新），这也是DRAM称为动态的原因。
例如，90nm⼯艺下，DRAM的cell单元的电容量是30pf，它的漏电流是1fA，漏光的时间是随着温度的变化⽽变化的。
现在的DRAM的刷新时间⼀般是32ms或者64ms。
2.1.2 堆电容（Stacked Capacitor）与沟电容（Trench Capacitor）下⾯我们从更底层来了解DRAM存储电容，关于存储电容在现代业界也没有统⼀，仍然存在两⼤阵营，分别是堆电容（Stacked Capacitor）与沟电容（Trench Capacitor），像三星这样的⼤公司使⽤是前者。
DRAM基本工作原理
DRAM基本工作原理
DRAM（Dynamic Random Access Memory）是一种动态随机存取存储器，也是最常见的存储器类型。
它主要用于计算机的主存储器，是主存储器最
重要的部分。
这种存储器把数据储存在带有金属覆盖物的静电存储元件中，这些存储元件可以通过电信号来获取、存储和更新数据。
DRAM的原理是由一系列晶体管、电容器和其他电路元件组成的电路
组成的，这种电路可以存储一个单独的位。
当电路收到一个表示电位的输
入时，它向电容器中输入电荷，然后电荷被电容器储存起来，并在栅极电
位上产生一个表示电位的信号。
用来交换数据的线路不是直接连接到存储
单元上，而是收发器或控制器控制的，使数据交换更加有效，以满足不断
变化的条件。
DRAM存储器利用内在的晶体管组件，由功率支持能转换电荷，它们
可以改变字节的位值，将数据保存在字节中并保存在晶体管组件中。
DRAM
存储器具有快速读取和写入速度，以及可容纳大量的数据。
DRAM存储器主要利用一个由晶体管和电容器组成的小元件，它称为
一个存储单元，来将数据进行处理。
在一个存储单元中，晶体管由一个门，一个源极和一个漏极组成。
它们之间的连接有收发器和控制器。
当一个电
信号传递给这个存储单元的时候，数据就会被处理。
DRAM内存原理.
DRAM内存原理1. 内存基础不管你信不信,RDRAM (Rambus、DDR SDRAM甚至是EDO RAM它们在本质上讲是一样的。
RDRAM、DDR RAM、SDRAM、EDO RAM都属于DRAM(Dynamic RAM,即动态内存。
所有的DRAM基本单位都是由一个晶体管和一个电容器组成。
请看下图:上图只是DRAM一个基本单位的结构示意图:电容器的状态决定了这个DRAM 单位的逻辑状态是1还是0,但是电容的被利用的这个特性也是它的缺点。
一个电容器可以存储一定量的电子或者是电荷。
一个充电的电容器在数字电子中被认为是逻辑上的1,而“空”的电容器则是0。
电容器不能持久的保持储存的电荷,所以内存需要不断定时刷新,才能保持暂存的数据。
电容器可以由电流来充电——当然这个电流是有一定限制的,否则会把电容击穿。
同时电容的充放电需要一定的时间,虽然对于内存基本单位中的电容这个时间很短,只有大约0.2-0.18微秒,但是这个期间内存是不能执行存取操作的。
DRAM制造商的一些资料中显示,内存至少要每64ms刷新一次,这也就意味着内存有1%的时间要用来刷新。
内存的自动刷新对于内存厂商来说不是一个难题,而关键在于当对内存单元进行读取操作时保持内存的内容不变——所以DRAM单元每次读取操作之后都要进行刷新:执行一次回写操作,因为读取操作也会破坏内存中的电荷,也就是说对于内存中存储的数据是具有破坏性的。
所以内存不但要每64ms 刷新一次,每次读操作之后也要刷新一次。
这样就增加了存取操作的周期,当然潜伏期也就越长。
SRAM,静态(StaticRAM不存在刷新的问题,一个SRAM基本单元包括4个晶体管和2个电阻。
它不是通过利用电容充放电的特性来存储数据,而是利用设置晶体管的状态来决定逻辑状态——同CPU中的逻辑状态一样。
读取操作对于SRAM不是破坏性的,所以SRAM不存在刷新的问题。
SRAM不但可以运行在比DRAM高的时钟频率上,而且潜伏期比DRAM短的多。
计算机内存条 工作原理
计算机内存条工作原理计算机内存条工作原理计算机内存条是计算机中重要的硬件组件之一，用于存储和访问计算机程序和数据。
它是计算机的临时存储器，能够在计算机运行时快速读取和写入数据。
本文将详细介绍计算机内存条的工作原理。
一、内存条的基本结构计算机内存条通常由一组动态随机存取存储器（DRAM）芯片组成，这些芯片被安装在一个电路板上。
每个DRAM芯片由许多存储单元组成，每个存储单元可以存储一个位（0或1）。
这些存储单元按矩阵形式排列，每个单元通过一个地址进行访问。
二、内存条的工作原理1. 读取数据当计算机需要读取内存中的数据时，首先会将数据的地址发送到内存控制器。
内存控制器会解码地址，并将其发送到相应的DRAM芯片。
DRAM芯片根据地址找到对应的存储单元，并将存储单元中的数据读取出来。
读取的数据通过数据总线传输到内存控制器，然后再传输到计算机的处理器或其他设备。
2. 写入数据当计算机需要将数据写入内存时，首先会将数据和地址发送到内存控制器。
内存控制器将地址发送到相应的DRAM芯片，并将数据写入到对应的存储单元中。
写入的数据通过数据总线传输到内存控制器，然后再传输到DRAM芯片。
3. 刷新操作DRAM芯片中的存储单元是有限的，数据需要定期刷新以保持其有效性。
在DRAM芯片中，每个存储单元都有一个电容器来存储数据，电容器会逐渐丧失电荷，导致数据丢失。
为了防止数据丢失，DRAM芯片需要定期刷新电容器中的电荷。
内存控制器会发送刷新命令给DRAM芯片，使其刷新存储单元中的数据。
4. 内存条的速度和容量内存条的速度通常以时钟速度来表示，例如DDR4-3200。
时钟速度越高，内存条的读写速度越快。
内存条的容量通常以GB（千兆字节）为单位，例如8GB、16GB等。
内存条的容量决定了计算机可以同时存储和处理的数据量。
5. 内存条的类型目前常见的内存条类型有DDR3、DDR4等。
不同类型的内存条在工作电压、传输速度和时序等方面有所不同。
计算机内存条 工作原理
计算机内存条工作原理计算机内存条工作原理计算机内存条是计算机中重要的硬件组件之一，用于存储和访问计算机的数据和指令。
它是计算机的临时存储设备，可以快速读取和写入数据，为计算机的正常运行提供必要的支持。
本文将详细介绍计算机内存条的工作原理。
一、内存条的基本结构计算机内存条通常由多个内存芯片组成，每个芯片都包含许多存储单元，每个存储单元可以存储一个二进制位（0或1）。
内存芯片通过电路连接到计算机的总线系统，可以与其他硬件组件进行数据交换。
二、内存条的存储方式内存条存储数据的方式可以分为两种：随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1. 随机存取存储器（RAM）RAM是内存条的主要存储方式，它可以读取和写入数据。
RAM分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）两种。
- 静态随机存取存储器（SRAM）：SRAM使用触发器作为存储单元，每个存储单元由6个晶体管组成，可以存储一个二进制位。
SRAM的读取速度快，但占用空间大，成本较高，一般用于高速缓存等需要快速访问的场景。
- 动态随机存取存储器（DRAM）：DRAM使用电容作为存储单元，每个存储单元由一个电容和一个晶体管组成，可以存储一个二进制位。
DRAM的读取速度较慢，但占用空间小，成本较低，一般用于主存等大容量存储的场景。
2. 只读存储器（ROM）ROM是一种只能读取数据而不能写入数据的存储方式。
ROM的数据是在制造过程中被固化的，无法修改。
计算机启动时，BIOS（基本输入输出系统）中的固化程序就存储在ROM中。
ROM的优点是数据的持久性和稳定性，但缺点是无法进行数据的修改。
三、内存条的读写操作内存条的读写操作是计算机进行数据交换的基础。
计算机通过总线系统与内存条进行通信，实现数据的读取和写入。
1. 读取操作计算机向内存条发送读取指令后，内存条根据指令从存储单元中读取数据，并将数据通过总线传输给计算机的其他硬件组件。
读取操作的速度取决于内存条的读取速度和总线的传输速度。
DRAM的基本工作原理
DRAM的基本工作原理DRAM（动态随机存取存储器）是一种常用的半导体存储器，它的基本工作原理是利用电容器来存储和读取数据。
DRAM被广泛应用于计算机、智能手机和其他电子设备中。
DRAM由许多存储单元组成，每个存储单元通常由一个电容器和一个传输门（access transistor）组成。
电容器存储比特信息，传输门用于读取和写入数据。
选择阶段：首先，内存控制器根据需要确定要访问的存储单元的地址。
然后，通过行地址（Row Address）信号激活一个特定的行，使得行内的所有存储单元电容器的电荷分布重构。
读取阶段：读取数据时，将目标行的列地址（Column Address）信号打开，将内存中存储单元的电荷通过传输门放大并传递到读取电路。
读取电路将电流转换为数字信号，并传送给CPU或其他电路。
写入阶段：写入数据时，列地址信号被打开，通过传输门将输入的数据传输到指定的电容器中。
此后，行地址信号被关闭，使得其他存储单元不受干扰。
刷新阶段：DRAM中的电容器会逐渐失去电荷，如果不进行刷新，则会导致数据的丢失。
因此，DRAM需要周期性地进行刷新操作来更新存储单元中的数据。
刷新操作通过激活每个存储单元的行，然后立即关闭来实现。
这个过程通常由内存控制器自动完成。
然而，DRAM也存在一些问题。
首先，由于电容器的性质，DRAM存储电荷容易泄漏，需要定期刷新来保持数据的稳定性。
其次，DRAM的访问速度较慢，因为读取和写入数据需要时间来充电和放电电容器。
此外，DRAM的密集集成度和存储容量相对较低。
为了解决这些问题，人们还开发了其他类型的存储器，例如静态随机存取存储器（SRAM）和闪存存储器。
SRAM由触发器组成，不需要定期刷新，但成本更高，存储密度较低。
闪存存储器比DRAM的密度更高，用于存储非易失性数据，但访问速度相对较慢。
总之，DRAM的基本工作原理是利用电容器存储和读取数据。
通过选择、读取、写入和刷新等阶段，DRAM能够实现数据的存储和访问。
DRAM的发展
DRAM的发展概述：动态随机存取存储器（DRAM）是一种常用的计算机内存技术，它在计算机系统中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍DRAM的发展历程，包括其原理、发展阶段和未来趋势。
一、DRAM的原理DRAM是一种基于电容的存储器技术，它通过电容的充放电来存储和读取数据。
每一个DRAM存储单元由一个电容和一个开关构成。
当电容被充电时，表示存储的是1；当电容被放电时，表示存储的是0。
为了保持数据的稳定性，DRAM需要定期进行刷新操作。
二、DRAM的发展阶段1. 早期DRAM早期的DRAM采用的是单个晶体管和电容的结构，存储密度较低，容量有限。
这种DRAM在20世纪60年代末至70年代初得到了广泛应用，但由于创造工艺的限制，无法进一步提高存储密度。
2. 高密度DRAM随着创造工艺的进步，高密度DRAM应运而生。
这种DRAM采用了多层结构，通过堆叠多个存储层来提高存储密度。
高密度DRAM在80年代初得到了商业化推广，并逐渐取代了早期的DRAM。
3. SDRAM同步动态随机存取存储器（SDRAM）是DRAM的一种改进型。
它在存储和读取数据时采用了同步时钟信号，提高了数据传输速度和带宽。
SDRAM在90年代初得到了广泛应用，成为主流的计算机内存技术。
4. DDR SDRAM双倍数据率同步动态随机存取存储器（DDR SDRAM）是SDRAM的进一步改进。
它在每一个时钟周期内能够传输两次数据，提高了数据传输速度和性能。
DDR SDRAM在2000年代初得到了广泛应用，成为主流的计算机内存技术。
5. DDR2、DDR3和DDR4随着技术的进步，DDR2、DDR3和DDR4相继问世。
这些新一代的DDR SDRAM在数据传输速度、能耗和稳定性方面都有所提升。
DDR4是目前最新的DDR SDRAM标准，已经广泛应用于高性能计算机和服务器领域。
三、DRAM的未来趋势1. 高带宽存储器随着数据中心、人工智能和大数据应用的快速发展，对存储器的带宽需求越来越高。
DDR基本原理范文
DDR基本原理范文DDR全称为Double Data Rate，即双倍数据率。
它是一种采用双边沿触发技术的动态随机存取存储器（DRAM）。
DDR在运行时，能够在每个时钟周期中发送两次数据，这样就使得数据传输速度提高了一倍。
下面将通过详细地介绍DDR的基本原理。
首先，我们需要了解基本的DRAM原理。
DRAM是一种动态存储器，它的存储单元是由一个电容器和一个访问晶体管组成的。
每个存储单元被构成为一个矩阵，其中每个行和每个列都有一个独立的字线和位线。
通过对字线和位线进行相应的操作，可以实现对存储单元的读取和写入操作。
然而，DRAM的传输速度有限，原因之一是数据在字线和位线上的传输速度较慢。
DDR通过使用双边沿触发技术，将字线和位线上的数据传输速度提高一倍，从而提高了整体的传输速度。
具体来说，DDR采用了两个时钟信号：一个是基本时钟信号（CK），另一个是数据有效信号（DQS）。
DDR的数据传输过程可以分为四个阶段：预充电（Precharge）、读取（Read）、写入（Write）和关闭（Close）。
在预充电阶段，DRAM的字线和位线都被阻断，电容器中的电荷被放电。
在这个阶段，DRAM准备接收下一个操作的指令。
在读取和写入阶段，数据通过字线传入DRAM内存，并被存储到相应的存储单元中。
在读取过程中，DRAM将字线上的数据通过位线传送给外部设备。
在写入过程中，DRAM将外部设备提供的数据通过位线传输给字线，从而存储到相应的存储单元中。
在关闭阶段，DRAM断开字线和位线之间的连接，将存储单元内的数据保持在电容器中。
DDR的双边沿触发技术是如何实现的呢？在DDR中，时钟信号CK和数据有效信号DQS是不同步的。
在数据的上升沿和下降沿处，数据有效信号DQS都会进行翻转，这样就实现了在一个时钟周期内的两次数据传输。
具体的传输过程如下：1.预充电阶段：CK为低电平，DQS保持不变。
2.第一次传输阶段：CK上升沿，DQS发生变化，传输数据的上升沿部分。