SRAM DRAM SDRAM DDR2 LPDDR2 PSRAM RLDRAM的区别和联系

时间:2024-03-26 11:49:53

 

SRAM和DRAM

SRAM,静态随机存取存储器,不需要刷新。速度快,面积大。

DRAM,动态随机存取存储器,需要实时刷新来保持数据。价格便宜,一般用于大容量产品。

SRAM DRAM SDRAM DDR2 LPDDR2 PSRAM RLDRAM的区别和联系
左图,SRAM存储单元                                                          右图,DRAM存储单元

 工作原理

SRAM的存储单元是交叉耦合的两个反相器(T1-T3和T2-T4),靠双稳态实现数据锁存,不需要刷新。

DRAM的存储单元是一个晶体管+一个电容,数据以电平为载体保存在电容上。因为电容会漏电,因而需要实时刷新。

面积

存储1bit数据,SRAM要6个晶体管,DRAM只要1个晶体管+1个电容,SRAM面积是DRAM的4~5倍。

价格

芯片面积决定芯片价格,同容量的SRAM价格更贵。

行列地址复用

实际存储芯片内部是一个二维矩阵,按照行地址和列地址来定位访问的存储单元。

对于容量小的SRAM,地址位宽不大,行地址、列地址同时输入

对于容量大的DRAM,地址位宽也大,芯片引脚数不够,需要行地址、列地址依次输入

应用场景

SRAM一般用于片内,作为CPU的Cache

DRAM一般用于片外,作为系统的Memory

SDRAM和DDR LPDDR

SDRAM

SDRAM,同步DRAM,内核都是1T+1C的存储单元。因为其同步接口的特点,方便数据读取,广泛应用于内存场景。真正的(异步)DRAM已经不多见了。

通常DRAM是异步接口,可以随时响应控制输入的变化。而SDRAM是同步接口,与系统总线时钟严格同步,其本质目的是为了提高读写速度。

SDRAM是多bank结构,而DRAM是不分bank的,这是两者结构上最大的不同点。

分bank的好处:SDRAM内部分成两个以上的bank,选中的bank在进行读写时,没有被选中的bank便可以预充电,做必要的准备工作。当下一个时钟周期选中它时,就无需等待而即可直接读取,大大提高了存储器的访问速度。

DDR系列

DDR/DDR2/DDR3其全称应该是 DDR/DDR2/DDR3 SDRAM,说明它们都是在SDRAM下面的分类,2/3代表了第几代,一般是频率提升、数据吞吐率提升的版本。应用于电脑内存条等场景。

SRAM DRAM SDRAM DDR2 LPDDR2 PSRAM RLDRAM的区别和联系
DDR的常见分类

 

SRAM DRAM SDRAM DDR2 LPDDR2 PSRAM RLDRAM的区别和联系
DDR2/DDR3接口示意图

LPDDR系列

LPDDR/LPDDR2/LPDDR3其全称应该是 LPDDR/DDR2/DDR3 SDRAM,它们也是SDRAM下面的分类,LP代表了Low Power,关注低功耗场景,一般应用于移动设备,如手机、Pad等场景。这种设备上往往空间受限,因而接口pin脚数量有限,接口也比DDR有所简化。

SRAM DRAM SDRAM DDR2 LPDDR2 PSRAM RLDRAM的区别和联系
LPDDR2接口示意图

PSRAM 和 SPI/QPI/OPI PSRAM

PSRAM,伪SRAM,其实也是DRAM的一种,只不过接口上伪装成了SRAM的样子:给出地址、读、写命令,就可以实现存取,不需要SDRAM那样复杂的控制器和刷新机制,不需要地址拆分成行列地址。

常见于2G基带数据缓存,一般以SiP的形式封装在片内(不同于SDRAM是独立在PCB上的)。如今由于物联网的兴起,PSRAM的小型化、低功耗优势得以体现,因而分化出SPI/QPI/OPI(单线/四线/八线串行接口) PSRAM。

SPI PSRAM: 8-pin SOP封装,最高速率可以达到104MHz, 具有片选CS、CLK、SI、SO 4个信号脚。

QPI PSRAM: 8-pin SOP封装,最高速率104MHz, 有额外的3个双向数据管脚,由此带宽峰值可以达到416Mbps。

OPI PSRAM: 24 脚封装,有8个串行数据线,最高时钟频率达到133MHz,最高带宽可以达到133x8 x2=2.128Gbps。这里x2是因为它可以实现DDR,以提高数据带宽。

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PSRAM接口示意图

RLDRAM

RLDRAM,低延迟DRAM。是一种改进的DRAM,专门改善了延迟,提高了数据带宽。也有类似SRAM的接口,地址无需拆分为行地址和列地址,提高了访问速度。

常见于网络应用,如交换机等,能更好地满足数据速率的要求。

SRAM DRAM SDRAM DDR2 LPDDR2 PSRAM RLDRAM的区别和联系
RLDRAM接口示意图