11.5. Статична пам’ять

Статична пам’ять – SRAM (Static Random Access Memory) здатна зберігати інформацію в статичному режимі, тобто скільки завгодно довго за відсутності обігу (але за наявності живлячої напруги). Але це не єдина її перевага. SRAM має більш високу швидкодію, ніж DRAM, і може працювати на тій же частоті, що й сучасні процесори.

Елементи статичної пам’яті реалізуються на тригерах – елементах з двома стійкими станами. Швидкодія та енергоспоживання статичної пам’яті визначаються технологією виготовлення та схемотехнікою запам’ятовуючих осередків.

Час доступу в пам’яті SRAM - не більший 2 нс; це означає, що така пам’ять може працювати синхронно з процесорами на частоті 500 МГц і вище. Однак для зберігання кожного біта в конструкції SRAM використовується кластер з шести транзисторів. Використання транзисторів без будь-яких конденсаторів означає, що немає необхідності у регенерації. Адже якщо немає конденсаторів, то і заряди не втрачаються. Поки подається живлення, SRAM буде пам’ятати те, що збережено.

У порівнянні з DRAM швидкодія SRAM набагато вища, але щільність її набагато нижча, а ціна досить висока. Більш низька щільність означає, що мікросхеми SRAM мають великі габарити, хоча їх інформаційний об’єм набагато менший. Велике число транзисторів і їх кластерезоване розміщення не тільки збільшує габарити мікросхем SRAM, але і значно підвищує вартість технологічного процесу в порівнянні з аналогічними параметрами для мікросхем DRAM. Наприклад, об’єм модуля DRAM може дорівнювати 64 Мбайт або більше, в той час як об’єм модуля SRAM приблизно того ж розміру становить лише 2 Мбайт, причому їх вартість буде однаковою. Таким чином, габарити SRAM в середньому в 30 разів перевищують розміри DRAM, те ж саме можна сказати і про вартість. Все це не дозволяє використовувати пам’ять типу SRAM в якості оперативної пам’яті в персональних комп’ютерах.

Незважаючи на це, розробники все таки застосовують пам’ять типу SRAM для підвищення ефективності ПК. Але щоб уникнути значного підвищення вартості, встановлюється тільки невеликий обсяг високошвидкісної пам’яті SRAM, яка використовується як кеш-пам’ять. Кеш-пам’ять працює на тактових частотах, близьких або навіть рівних тактовим частотам процесора, причому зазвичай саме ця пам’ять безпосередньо використовується процесором при читанні та записі. Під час операцій читання дані у високошвидкісну кеш-пам’ять заздалегідь записуються з оперативної пам’яті з низькою швидкодією, тобто з DRAM.

11.6. Інші види пам’яті

Узагальнене поняття незалежної пам’яті (NV Storage) включає будь-який пристрій, що зберігає записані дані навіть за відсутності живлячої напруги (на відміну від статичної і динамічної напівпровідникової пам’яті). Існує безліч типів незалежної пам’яті: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory, FRAM, що розрізняються за своїми споживацькими властивостями, обумовленими способом побудови запам’ятовуючих осередків і сферами застосування. Запис інформації у незалежну пам’ять, названим програмуванням, звично істотно складніше та вимагає великих витрат часу і енергії, ніж зчитування.

Мікросхеми EEPROM невеликого об’єму широко застосовуються як незалежна пам’ять конфігурації різних адаптерів. Сучасні мікросхеми EEPROM мають досить складну внутрішню структуру, в яку входить управляючий автомат. Це дозволяє спростити зовнішній інтерфейс, роблячи можливим безпосереднє підключення до мікропроцесорної шини або іншого інтерфейсу та приховання специфічних (і непотрібних користувачу) допоміжних операцій типу стирання і верифікації. Мікросхеми EEPROM дозволяють прочитувати та перезаписувати (стирати) будь-який елемент пам’яті, але перезапис вимагає досить багато часу.

Флеш-пам’ять за визначенням відноситься до класу EEPROM (електричне стирання), але використовує особливу технологію побудови запам’ятовуючих осередків. Стирання у флеш-пам’яті виробляється відразу для цілої області осередків (блоками або повністю всієї мікросхеми). Для зберігання BIOS з’явилися мікросхеми флеш-пам’яті з інтерфейсом LPC, які отримали назву хаби (firmware hub).