SRAM、TCAM


SRAM、TCAM

  静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)是随机存取存储器的一种。所谓的“静态”,是指这种存储器只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持。相对之下,动态随机存取存储器(DRAM)里面所储存的数据就需要周期性地更新。然而,当电力供应停止时,SRAM储存的数据还是会消失(被称为volatile memory),这与在断电后还能储存资料的ROM或闪存是不同的。SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。而DRAM(Dynamic Random Access Memory)每隔一段时间,要刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此SRAM具有较高的性能,但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,功耗较DRAM大 [1] ,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,但是SRAM却需要很大的体积。同样面积的硅片可以做出更大容量的DRAM,因此SRAM显得更贵。SRAM主要用于二级高速缓存(Level2 Cache)。它利用晶体管来存储数据。与DRAM相比,SRAM的速度快,但在相同面积中SRAM的容量要比其他类型的内存小。


  TCAM (ternary content addressable memory)是一种三态内容寻址存储器,主要用于快速查找ACL、路由等表项。特点:

  1. TCAM 表内所有条目都可以并行访问,比如,如果你有100条ACL,TCAM能一次就能对比这100条ACL进行对比操作,过去如果有100条ACL的话,需要第一条ACL对比完后再对比第二条,然后第三条,直至N条,效率很明显没有TCAM高。
  2. TCAM成本比较高,存储空间的单位价格高于普通的sram,而且耗能也远远高于sram

  相关用途主要有:

  1. Ethernet Switching设备中的二层MAC地址、ARP/RARP解析和三层IP路由表项的存储和查找;
  2. Emerging Protocols and functions方面的MPLS label表项的存储和查找;

  应用:
  传统的表项查找方法有很多,主要有:线型查找法、二叉树查找法、哈希表查找等,这些查找方法都是基于SRAM的软件查找方法,共同特点是查找速度慢。线型查找法需要遍历表中的所有表项;二叉树查找法需要遍历树中大多数节点,而且查找速度受树的深度影响较大;哈希表查找法是软件查找中较快的一种方法,它是根据设定的哈希函数H(key)和处理冲突方法将一组关键字映象到一个有限的地址区间上,并以关键字在地址区间中的象作为记录在表中的存储位置,这种表称为哈希表或散列,所得存储位置称为哈希地址或散列地址。虽然哈希表查找法相对来说比较快,但还是满足不了高速实时通信系统(如40G/100G POS)的极速查找需求。 基于硬件的TCAM查找法正是在这种背景下提出的,用此方法进行查找时,整个表项空间的所有数据在同一时刻被查询,查找速度不受表项空间数据大小影响,每个时钟周期完成一次查找,平均查找速度是基于SRAM算法查找的6倍,最好情况下,能达到128倍。
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