存储器层次结构2

随机访问存储器：

 随机访问存储器分为两类：静态和动态的。静态RAM（SRAM）比动态RAM（DRAM）更快，但也贵很多。SRAM用来作为高速缓存存储器，既可以在CPU芯片上，也可以在片下。DRAM用来作为主存以及图形系统的帧缓冲区。

1.静态RAM

 SRAM将每个位存储在一个双稳态的存储器单元里。每个单元是用一个六晶体管电路来实现的。这个电路属性：它可以无限期地保持在两个不同的电压配置或状态之一。其他任何状态都是不稳定的——从不稳定状态开始，电路会迅速地转移到两个稳定状态中的一个。这样一个存储器单元累死倒转的钟摆。

 当钟摆倾斜到最左边或最右边时，它是稳定的。原则上，钟摆也能在垂直的位置无限期地保持平衡，但这个状态是亚稳态的——最细微的扰动也能使它倒下，一旦倒下就永远不会恢复到垂直的位置。

由于SRAM存储器单元的双稳定特性，只要有电，它就会永远地保持它的值。即使有干扰来扰乱电压，当干扰消除时，电路就会恢复到稳定值。

2.动态RAM

 DRAM将每个位存储为对一个电容的充电。DRAM存储器可以制造得非常密集——每个单元由一个电容和访问晶体管组成。与SRAM不同，DRAM存储器单元对干扰特别敏感。当电容的电压扰乱之后，它就永远不会恢复了。暴露在光线下会导致电容电压改变。

 很多原因会导致漏电，使得DRAM单元在10~100毫秒时间内失去电荷。幸运的是，计算机运行的时钟周期是以纳秒来衡量的，所以相对而言这个保持时间是比较长的。内存系统必须周期性地读出，然后重写来刷新内存每一位。有些系统会使用纠错码，其中计算机的字会被多编码几个位，这样一来，电路可以发现并纠正一个字中任何单个的错误位。

 SRAM和DRAM存储器的特性。只要有电，SRAM就会保持不变。与DRAM不同，它不需要刷新。SRAM存取比DRAM快。SRAM对诸如光和电噪声这样的干扰不敏感。代价是SRAM单元比DRAM单元使用更多的晶体管，因而密集度低，而且更贵，功率更大。