Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động (DRAM hay RAM động) là một loại bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên lưu mỗi bit dữ liệu trong một tụ điện riêng biệt trên một mạch tích hợp. Vì những tụ điện bị rò điện tích nên thông tin sẽ bị mất dần trừ khi dữ liệu được nạp lại đều đặn. Đây là điểm khác biệt so với RAM tĩnh. Ưu điểm của DRAM là có cấu trúc đơn giản: chỉ cần một transistor và một tụ điện cho mỗi bit trong khi cần sáu transistor đối với SRAM. Điều này cho phép DRAM lưu trữ với mật độ cao. Vì DRAM mất dữ liệu khi không có điện nên nó thuộc loại thiết bị nhớ tạm thời.
DRAM được ý tưởng bởi tiến sỹ Robert Dennard tại Trung tâm điều tra và nghiên cứu Thomas J. Watson IBM vào năm 1966 và được cấp văn bằng bản quyền trí tuệ năm 1968. Tụ điện đã được sử dụng trong những sơ đồ bộ nhớ đời đầu như : drum của Atanasoff-Berry Computer, ống Williams và ống Selectron .Vào năm 1969, Honeywell nhu yếu Intel sản xuất cho họ bộ nhớ DRAM sử dụng một cell 3 transistor mà họ vừa tăng trưởng. Nó đã trở thành Intel 1102 ( 1024×1 ) vào đầu những năm 1970. Tuy nhiên 1102 gặp nhiều lỗi, điều đó khiến Intel mở màn thao tác trên những mẫu phong cách thiết kế có nâng cấp cải tiến của riêng họ ( việc này được triển khai bí hiểm nhằm mục đích tránh động chạm tới Honeywell ). Chính điều này đã dẫn tới sự sinh ra của DRAM thương mại tiên phong có cell 1 transistor – Intel 1103 ( 1024×1 ) vào tháng 10 năm 1970 ( mặc dầu có chút yếu tố vì số lượng tiêu thụ thấp, mãi đến bản sửa đổi thứ 5 ) .
Bộ nhớ DRAM đầu tiên có nhiều địa chỉ hàng/cột là Mostek MK4096 (4096×1) năm 1973.
RAM động nghĩa là gì? – Wikipedia tiếng Việt
Bạn đang đọc: RAM động nghĩa là gì? – Wikipedia tiếng ViệtNguyên lý hoạt động giải trí
Nguyên lý của phương pháp đọc Ram, đơn giàn 4 bằng 4 mảng .DRAM thường được sắp xếp trong một mảng hình chữ nhật của một phần dự trữ gồm có một tụ điện và transistor cho mỗi bit tài liệu. Hình bên phải là một ví dụ đơn thuần với ma trận 4×4. Một số ma trận DRAM có tới hàng nghìn phần .Các đường ngang nối dài với mỗi hàng được gọi là đường nối. Mỗi cột của những phần được tạo thành từ hai bit – dòng, mỗi dòng liên kết với toàn bộ những phần tàng trữ khác trong cột ( hình minh họa bên phải không gồm có chi tiết cụ thể quan trọng này ). Nó thường được gọi là ” + ” và – đường bit ” ” .
Hoạt động đọc một bit tài liệu từ một phần tàng trữ Dram
Các bộ khuếch đại bị ngắt kết nốiCác dòng bit được sạc sẵn để cân bằng điện áp giữa mức cao và mức thấp. Các dòng bit thì đối xứng để giữ sự cân bằng điện dung, do đó tại thời điểm này điện áp được cân bằng.Mạch tích điện được tắt. Bởi vì dòng bit tương đối dài, nó ko có đủ điện dung để cân bằng điện áp được sạc sắn trong một khoảng thời gian.Sau đó, dòng nối của hàng muốn được kết nối cao hơn với tụ điện của tế bào lưu trữ. Điều này tạo transistor bán dẫn, chuyển điện tích từ tế bào lưu trữ tới dòng nối liên kết hoặc từ dòng nối lien kết tới tế bào lưu trữ (nếu giá trị lưu trữ là 0). Điện dung của dòng nối thì cao hơn nhiều so với điện dung trong tế bào lưu trữ,điện áp trên dòng nối tăng từ từ nếu tụ điện của tế bào lưu trữ không tích điện, và giảm nhẹ nếu tế bào lưu trữ có tích điện. Khi một dòng nối khác sẽ có một hiệu điện áp giữa hai dòng nối.Bộ khuếch đại bây giờ được kết nối với những cặp dòng nối. Thông tin phản hồi tích cực xuất hiện từ biến tần kết nối, do đó bộ khuếch đại hiệu điện áp nhỏ giữa dòng bit lẻ và thậm chí là hàng dòng bit của một cột cho đến khi một dòng bit đầy khi điện áp thấp nhất và cái khác thì điện áp cao nhất. Khi điều này xảy ra, hàng ” mở ra “(tế bào dữ liệu đã sẵn sàng).Tất cả tế bào lưu trữ trong một hàng mở được cảm nhận cùng lúc, và kết quả bộ khuếch đại cảm giác được chốt. Địa chỉ cột sau đó chọn bit chốt để kết nối với dữ liệu bus bên ngoài. Đọc sự khác nhau của những cột trong cùng một hàng có thể biểu hiện mà không cần hàng mở gián đoạn, bởi vì khi một hàng mở, tất cả dữ liệu đã cảm nhận và chốt.Trong khi đọc những cột trong một hàng mở đang thực hiện, dòng điện đang chảy ngược lên dòng bit từ kết quả của bộ khuếch đại và tế bào lưu trữ đang tích điện. Điều này làm mới điện trong tế bào lưu trữ bằng phương pháp tăng điện áp trong tụ điện nếu nó có điện ban đầu, hoặc giữ cho không có điện nếu nó trống. Ghi chú là bởi vì chiều dài của dòng bit có một độ trễ khá dài để tích điện trở lại tụ điện tế bào. Nó cần một khoảng thời gian trước khi kết thúc của bộ khuếch đại cảm nhận, và do đó có sự trùng với một hoặc nhiều cột.Khi đọc xong tất cả những cột trong một hàng mở hiện tại, dòng nối được tắt để ngắt kết nối với tụ điện tế bào lưu trữ từ dòng bit. Bộ khuếch đại cảm nhận được tắt đi, và dòng bit được tích điện trở lại.
Ghi vào bộ nhớ
Để giữ tài liệu, một hàng được mở và một bộ khuếch đại cảm nhận của cột cho sẵn thì trong thời điểm tạm thời buộc phải tăng hoặc giảm điện áp, do đó gây ra dòng bit để tích điện hoặc không tích điện một tụ điện tế bào tàng trữ để ham muốn giá trị. Do thông tin phản hồi tích cực của bộ khuếch đại, nó sẽ giữ một dòng bit điện áp không thay đổi thậm chí còn sau khi buộc điện áp được gỡ bỏ. Trong khi ghi lên một tế bào đơn cử, tổng thể cột trong một hàng sẽ cảm nhận cùng lúc giống như lúc đọc, mặc dầu chỉ có điện tích một tụ điện tế bào tàng trữ của cột được biến hóa, nhưng toàn bộ cột sẽ được làm mới .
Tốc độ làm mới
Thông thường, những xí nghiệp sản xuất chỉ định mỗi hàng phải có tụ điện tế bào tàng trữ của nó được làm mới mỗi 64 ms hoặc ít hơn, như được định nghĩa bởi JEDEC. Làm mới được cung ứng trong mỗi DRAM điều khiển và tinh chỉnh tự động hóa làm mới định kỳ, mà không có ứng dụng hoặc phần cứng hoàn toàn có thể thực thi. Điều này làm cho mạch tinh chỉnh và điều khiển thêm phức tạp, nhưng điểm yếu kém là nó nặng bởi thực tiễn là DRAM rẻ hơn nhiều so với tế bào tàng trữ and mỗi tế bào tàng trữ thì đơn thuần, DRAM có nhiều dung tích trên mỗi đơn vị chức năng mặt phẳng hơn SRAM .
Phát hiện và sửa lỗi
Điện và từ tính là nguyên do gây tác động ảnh hưởng bên trong mạng lưới hệ thống máy tính hoàn toàn có thể dẫn đến một vài đơn vị chức năng tài liệu của DRAM phát sinh quy đổi thành trạng thái ngược lại. Phần lớn những lỗi nhỏ trong những vi giải quyết và xử lý DRAM xảy ra như một hậu quả của bức xạ nền, hầu hết là những neutron từ những tia vũ trụ, nó hoàn toàn có thể biến hóa thành phần của một hay nhiều tế bào tàng trữ hoặc gây cản trở những cho những mạch điện thường sử dụng để ghi hay truy xuất tài liệu. Những nghiên cứu và điều tra gần đây cho thấy sự đổi khác lớn về tỉ lệ lỗi về rối loạn dữ kiện với hơn 7 Lever khác nhau, khoanh vùng phạm vi từ 1 bit lỗi / giờ / gigabyte đến 1 bit lỗi / thế kỷ / gigabyte .Vấn đề hoàn toàn có thể được giảm thiểu bằng phương pháp sử dụng bộ nhớ dư và tăng thêm mạng lưới hệ thống mạch điện, sử dụng phương pháp này hoàn toàn có thể tìm và sửa được những lỗi hiện có. Trong hầu hết những trường hợp, sự phát hiện và sửa lỗi hài hòa và hợp lý được dẫn chứng bằng bộ trấn áp bộ nhớ, nó hoàn toàn có thể tách hoặc nhóm những mạch vào một CPU ; đôi lúc, những nhu yếu hài hòa và hợp lý được thực thi một phương pháp rõ ràng trong những vi giải quyết và xử lý và mô-đun của DRAM, được cho phép triển khai tính năng của bộ nhớ EEC thay cho những mạng lưới hệ thống EEC không đủ năng lực khác. Phần dữ liệu thêm được sử dụng để ghi lại tương ứng và được cho phép những tài liệu mất đi được kiến thiết xây dựng lại bằng mã sửa lỗi ( EEC ). Sự tương ứng này được cho phép phát hiện tổng thể những lỗi đơn tài liệu. Những mã sửa lỗi thông dụng nhất, 1 mã SECDEC Hamming, được cho phép một lỗi đơn tài liệu được thay thế sửa chữa, và trong một thông số kỹ thuật thường thì, với một 1 bit tài liệu thêm vào, lỗi đôi tài liệu được tìm ra .
Một bộ điều khiển bộ nhớ ECC khả dụng được sử dụng trong nhiều máy tính cá nhân hiện nay có thể phát hiện và sửa một lỗi đơn dữ liệu mỗi 64-bit,và phát hiện(nhưng không sửa)lỗi 2 bits mỗi 64-bit. Một vài hệ thống cũng “lọc” những lỗi này,bằng phương pháp sửa phiên bản hiện tại trở lại bộ nhớ. Phần nhận biết ECC của một vài máy tính và ECC nhận biết của hệ thống,như Linux,cho phép đếm số lần phát hiện và sửa lỗi bộ nhớ,giúp hệ thống có thể nhận dạng và thay thế mô-đun bộ nhớ bị hỏng.
Ghi
Các dạng của DRAM ( RAM động )
Vì nguyên do kinh tế tài chính, hầu hết bộ nhớ trong máy tính hay những thiết bị chơi game không cầm tay như PlayStation, Xbox thường đều nằm trong RAM động ( DRAM ). Trong khi đó thì những phần khác của máy tính thì bộ nhớ đều hầu hết chứa trong SRAMHầu hết hình dạng của DRAM là hộp nhựa chữ nhật màu đen bằng epoxy
Dạng cơ bản
DRAM được sản xuất dưới dạng một mạch điện tích hợp gắn với vành bên ngoài bằng nhựa có chân sắt kẽm kim loại để liên kết và trấn áp những loại tín hiệu. Khi mới sử dụng, DRAM dạng mạch tích hợp thường được setup thẳng vào mạch chủ hay mạch lan rộng ra ISA nhưng về sau nó được thiết kết thành những chip đa tác dụng ( DIMMs, SIMMs, …. ). Một vài mẫu chính như
DRAM Chip
Dạng hai đường kẻ song song ( DIP )
Mẫu bộ nhớ DRAMPin đơn (SIPP)Bộ nhớ đơn (SIMM)Bộ nhớ đôi (DIMM)Bộ nhớ Rambus (RIMM). Gần như tương tự với bộ nhớ DIMM nhưng được gọi la RIMM và số lượng ô nhớ của nóBộ nhớ đôi dạng nhỏ (SO-DIMM).Bằng một nữa dung lượng của DIMMBộ nhớ đôi Rambus dạng nhỏ (SO-RIMM). Cũng tương tự như RIMM nhưng nhỏ hơn RIMM, thường được sử dụng trong laptopMẫu RAM có ngăn xếp và không có ngăn xếp RAM có ngăn xếp gồm hai chip RAM đặt chồng lên nhau. Nó sẽ giúp những mẫu RAM lớn có thể hoạt động dù xài những tấm siliocon mỏng và rẻ. RAM có ngăn xếp sử dụng nhiều năng lượng hơn và có xu hướng nóng hơn khi sử dụng so với loại RAM không có ngăn xếpRAM ngăn xếp đang ngày càng được ít sử dụng bởi hiện nay TSV ra đời vớ nhiều chức năng, chứa nhiều dữ liệu và chạy nhanh hơn
Các mẫu RAM thông dụng
DIP 16-pin (DRAM chip)SIPP 30-pin (thường sử dụng cho FPRAM)SIMM 30-pin (thường sử dụng cho FPRAM)SIMM 72-pin (thường xuất dữ liệu ra DRAM (EDO DRAM) nhưng FPRAM thì không được sử dụng phổ biến)DIMM 168-pin (SDRAM)DIMM 184-pin (DDR SDRAM)RIMM 184-pin (RDRAM)DIMM 240-pin (DDR2 SDRAM and DDR3 SDRAM)DIMM 288-pin (DDR4 SDRAM)
Các mẫu SO-DIMM DRAM :
72-pin (32-bit)144-pin (64-bit) sử dụng cho SO-DIMM SDRAM200-pin (72-bit) sử dụng cho SO-DIMM DDR SDRAM và SO-DIMM DDR2 SDRAM204-pin (64-bit) sử dụng cho SO-DIMM DDR3 SDRAM260-pin sử dụng cho SO-DIMM DDR4 SDRAM
Độ lớn bộ nhớ của DRAM
Bộ nhớ của DRAM luôn ở dưới dạng lũy thừa của hai. Chẳng hạn SDRAM DIMM chứa 512 MiB (mebibytes) =512 × 220 bytes = 229 bytes = 536,870,912 bytes. Hay 2 GB SDRAM module chứa 2 GiB (gibibytes) = 2 × 230 bytes = 231 bytes = 2,147,483,648 bytes.
Mặc dù RAM động thường được sử dụng khi phân phối nặng lượng và hay biến hóa sau một khoảng chừng thời hạn ngắn ( thường là 64 ms ) nhưng những tụ điện trong RAM động thường có xu thế nhớ tài liệu trong một khoảng chừng thời hạn lâu hơn và với một nhiệt độ thấp. Dưới 1 số ít điều kiện kèm theo hầu hết tài liệu trong DRAM hoàn toàn có thể được Phục hồi mặc dầu nó được không được làm mới trong một vài phút .Chức năng này hoàn toàn có thể đánh lừa những mạng lưới hệ thống bảo mật thông tin và Phục hồi tài liệu chứa trong bộ nhớ mặc dầu cho rằng tài liệu đó đã bị xóa ( như do yếu tố cúp điện nếu tất cả chúng ta khởi động lại máy làm nguội con chip đồng thời chuyển đến một máy tính khác ). Một cuộc tiến công như vậy hoàn toàn có thể đánh lừa việc mã hóa của mạng lưới hệ thống trong máy. Chẳng hạn như những nguồn mở TrueCrypt, Microsoft’s BitLocker Drive Encryption và Apple’s FileVault. Những cuộc tiến công như vậy được gọi là ” khởi động và làm nguội ” .
So sánh với những loại bộ nhớ khác
Loại Mất dữ liệukhi mất điện Khả năng ghi Cỡ xoá Xoánhiều lần Tốc độ Giá thành (theo byte) SRAM Có Có Byte Không giới hạn Nhanh Đắt
DRAM Có Có Byte Không giới hạn Vừa phải Vừa phải
Masked ROM Không Không Không sẵn sàng Không sẵn sàng Nhanh Không đắt
PROM Không Một lần, yêu cầu thiết bị chuyên dụng Không sẵn sàng Không sẵn sàng Nhanh Vừa phải
EPROM Không Có, nhưng cần thiết bị chuyên dụng Toàn bộ Giới hạn Nhanh Vừa phải
EEPROM Không Có Byte Giới hạn Nhanh cho đọc, chậm cho xoá và ghi Đắt
Flash Không Có Sector Giới hạn Nhanh cho đọc, chậm cho xoá/ghi Vừa phải
NVRAM Không Có Byte Không giới hạn Nhanh Đắt