存储器（5）动态RAM刷新

动态RAM刷新

动态RAM刷新原因：电容容易漏电，需要对电容充电刷新，防止信息丢失。

刷新与行地址有关，与列地址没有关系，每一次刷新的是这一行上所有基本单元电路的信息

 

一、集中式刷新（刷新时间集中在一起）

• 刷新周期：每一次刷新一行基本存储电路，所有的电容都要刷新一次的时间。2ms刷新周期：指在2ms内所有的所有的电容都要刷新一遍
• 存取周期：指CPU对DRAM进行读写需要的时间周期。

原理：以128*128矩阵为例对集中刷新来说，在2ms的刷新周期内，可以分为 读写或维持阶段，刷新阶段，其中，刷新阶段共需要128*0.5 = 64us，该阶段进行所有电容的刷新，这一阶段内CPU或其它外设不能读写，只能等待，称为死区时间；读写或维持阶段有剩下的1936us，该阶段可以进行CPU或者其它外设的读写操作。

问题：存在死区，浪费CPU的性能

 

二、分散式刷新 （存取周期为1us）

在这里存取周期含义发生改变 

存取周期（1us） = 读写周期（0.5us）+ 刷新周期（0.5us）即  t_c = t_M + t_R

每一个t_M后刷新一行基本存储电路，无死区

 

 

问题：

1. 2ms内被刷新15.6次，过度刷新
2. 没有死区，但是存取周期加长，降低芯片性能

 

 

 

三、异步刷新（分散刷新和集中刷新相结合）

原理：对128*128的存储芯片（存取周期为0.5s），需要刷新128次，将2ms的刷新周期分为128份，每一份为15.6us，在这15.6us内，对某一行进行刷新，刷新所需的0.5us可以安排在中间，也可以安排在最后，那么对于这15.6us来说，就是集中式刷新；但对于整个2ms来说，就是分散式刷新。

效果：这种方式每隔2ms电容刷新一次，在15.6us内死区时间为0.5us，安排得好就可以避免死区，从而提高系统性能。

 

 

 

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动态RAM和静态RAM的比较

 

注：

• 一、集成度：DRAM每一个单元只有一个电容，一个晶体管；SRAM每一个单元包含6个晶体管
• 二、芯片引脚：DRAM行地址和列地址可以分别传送（单管动态RAM），从而将地址线的条数减少为原来的一半；SRAM考虑性能需要比较快，因此不分别传送
• 三、功耗：DRAM需要刷新充放电；SRAM双稳态触发器有三个管子一直处于导通状态，功耗高
• 四、速度：DRAM需要充放电读写信息；SRAM通过触发器读写，速度快

 

综上，SRAM由于速度快，价格功耗较高，作为主存性价比不高，因此将其作为在主存和CPU之间的缓存；DRAM用作主存。