存儲器（5）動態RAM刷新

動態RAM刷新

動態RAM刷新原因：電容容易漏電，需要對電容充電刷新，防止信息丟失。

刷新與行地址有關，與列地址沒有關系，每一次刷新的是這一行上所有基本單元電路的信息

 

一、集中式刷新（刷新時間集中在一起）

• 刷新周期：每一次刷新一行基本存儲電路，所有的電容都要刷新一次的時間。2ms刷新周期：指在2ms內所有的所有的電容都要刷新一遍
• 存取周期：指CPU對DRAM進行讀寫需要的時間周期。

原理：以128*128矩陣為例對集中刷新來說，在2ms的刷新周期內，可以分為 讀寫或維持階段，刷新階段，其中，刷新階段共需要128*0.5 = 64us，該階段進行所有電容的刷新，這一階段內CPU或其它外設不能讀寫，只能等待，稱為死區時間；讀寫或維持階段有剩下的1936us，該階段可以進行CPU或者其它外設的讀寫操作。

問題：存在死區，浪費CPU的性能

 

二、分散式刷新 （存取周期為1us）

在這里存取周期含義發生改變 

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

每一個t_M后刷新一行基本存儲電路，無死區

 

 

問題：

1. 2ms內被刷新15.6次，過度刷新
2. 沒有死區，但是存取周期加長，降低芯片性能

 

 

 

三、異步刷新（分散刷新和集中刷新相結合）

原理：對128*128的存儲芯片（存取周期為0.5s），需要刷新128次，將2ms的刷新周期分為128份，每一份為15.6us，在這15.6us內，對某一行進行刷新，刷新所需的0.5us可以安排在中間，也可以安排在最后，那么對於這15.6us來說，就是集中式刷新；但對於整個2ms來說，就是分散式刷新。

效果：這種方式每隔2ms電容刷新一次，在15.6us內死區時間為0.5us，安排得好就可以避免死區，從而提高系統性能。

 

 

 

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動態RAM和靜態RAM的比較

 

注：

• 一、集成度：DRAM每一個單元只有一個電容，一個晶體管；SRAM每一個單元包含6個晶體管
• 二、芯片引腳：DRAM行地址和列地址可以分別傳送（單管動態RAM），從而將地址線的條數減少為原來的一半；SRAM考慮性能需要比較快，因此不分別傳送
• 三、功耗：DRAM需要刷新充放電；SRAM雙穩態觸發器有三個管子一直處於導通狀態，功耗高
• 四、速度：DRAM需要充放電讀寫信息；SRAM通過觸發器讀寫，速度快

 

綜上，SRAM由於速度快，價格功耗較高，作為主存性價比不高，因此將其作為在主存和CPU之間的緩存；DRAM用作主存。