¿Por qué es tan lenta la DRAM?

Las DRAM son una de las memorias más rápidas en nuestros dispositivos electrónicos, y son lentas solo en comparación con las SRAM.

En las DRAM, los datos se almacenan en forma de bits, 1 bit se almacena con la ayuda de un transistor y un condensador conectado de la siguiente manera:

Ahora los datos se almacenan en el condensador C1 en forma de diferentes cargas, digamos Q1 y Q2, para significar ‘1’ y ‘0’ respectivamente. (Muchas DRAM tienen Q1 o Q2 como 0, de modo que sin cargo significa un estado ‘1’ o ‘0’). Siempre que desee acceder a los datos (leídos de la memoria), aplicamos algo de voltaje en la puerta de T1 y leemos la carga presente en C1. El condensador ideal almacenaría esta carga indefinidamente. Sin embargo, en realidad, estos condensadores tienen fugas y, por lo tanto, pierden las cargas almacenadas en ellos después de un tiempo, lo que hace que la diferencia entre Q1 y Q2 sea menor y, por lo tanto, la lectura sea más difícil.

Esto requiere un proceso llamado ‘actualizar’ en las DRAM, lo que significa que primero lee lo que está escrito en la celda y luego escribe los mismos datos nuevamente para dar cuenta de la carga filtrada. La necesidad de esta actualización constante en las DRAM hace que sea una memoria más lenta que las SRAM.

Como dice Shane, la DRAM es realmente rápida, dada su estructura y ubicación en el sistema. Algunos detalles específicos que hacen que sea la velocidad que es:

  • DRAM generalmente está fuera de chip. Esto significa que se debe atravesar un bus estrecho relativamente lento para una transacción. Se podrían usar canales más amplios y rápidos, incluso canales unidireccionales punto a punto, pero eso costaría más (incluso en potencia).
  • El protocolo DRAM tiene múltiples fases para una sola transacción, donde el controlador de memoria de la CPU tiene que esperar cuentas de reloj específicas, etc. Esto podría mejorarse haciendo que el protocolo sea de un nivel ligeramente más alto (tipo de LBA para DRAM) y permitiendo que las transacciones se intercalen .
  • La operación DRAM requiere una decodificación de fila, lectura paralela de muchos bits, luego una decodificación / selección de columna. Dado que la lectura es relativamente lenta, el protocolo trata la fila de lectura como un caché (los accesos sucesivos dentro de una fila cuestan menos, ya que omiten la selección de fila y la lectura). Sin embargo, el almacenamiento en caché siempre es una apuesta: si su patrón de acceso no está de acuerdo con estos supuestos, pasará mucho tiempo haciendo la transacción completa.
  • El protocolo también optimiza las ráfagas, lo que tiene sentido porque la CPU solo accede a la memoria para leer o escribir líneas de caché (generalmente 64B). Irónicamente, la DRAM normalmente tiene un ancho de 128b (16B), por lo que con DDR, una ráfaga es solo 4 transferencias, casi demasiado corta para que valga la pena.

Hay muchas cosas que podrían hacer que la DRAM sea más rápida, al menos en algunos casos, pero perjudicaría el rendimiento en otros casos. Direccionamiento lógico, transacciones intercaladas / fuera de orden, tal vez una operación de reducción a cero, etc. La industria también parece extremadamente reacia al riesgo y algo traumatizada por las debacles pasadas.

Curiosamente, las deficiencias de DRAM son un problema importante para los extremos más bajos y más altos de la informática: los esfuerzos de Exascale, por ejemplo, necesitan disminuir drásticamente la cantidad de energía consumida por las operaciones de memoria. Sin embargo, no está claro si hay suficiente impulso del medio (mercado de masas) para impulsar los cambios.

DRAM significa la memoria dinámica de acceso aleatorio. DRAM es la RAM que debe actualizarse miles de veces en un ciclo de reloj. La razón se debe a la arquitectura de la DRAM.

DRAM y sus tipos

El tamaño y la velocidad de la DRAM es menor que la SRAM.

Ahora si hablamos de los tipos de DRAM. Hay principalmente dos tipos de DRAM.

1. DRAM asincrónica

2. DRAM sincrónico (SDRAM)

En DRAM asincrónica, el reloj no se da a cada bit de memoria al mismo tiempo, por lo tanto, consume más tiempo para dar la salida (esta condición se llama demora).

Mientras que en la DRAM sincrónica, el reloj se da en común a todas las celdas de bits de memoria. Debido a que todas las celdas de bits están operativas al mismo tiempo y no se produce ningún retraso

Además, la SDRAM se divide en dos tipos.

1. Velocidad de datos única SDRAM

2. Doble velocidad de datos SDRAM (DDR SDRAM)

Ahora, en la RAM de velocidad de datos única, los datos solo se transfieren cuando el pulso del reloj muestra 1. Mientras que en la velocidad de datos doble, los datos se transfieren tanto en el pulso de reloj cero como en uno. Esto concluye que DDR SDRAM envía el doble de la cantidad de datos en cada pulso de reloj en comparación con SDRAM.

Ahora las SDRAM no se han utilizado ahora, estamos usando las SDRAM DDR ya que son más rápidas, más baratas y confiables.

Ahora las SDRAM DDR se clasifican según su generación diferente.

La generación diferente es

1. DDR1 SDRAM

2. SDRAM DDR2

3 3. DDR3 SDRAM

4 4. DDR4 SDRAM

DDR SDRAM significa memoria de acceso aleatorio dinámico sincrónico de velocidad de datos doble 1. Esta fue la primera RAM introducida en la categoría de doble velocidad de datos.

DRAM y sus tipos

¿Lento en relación a qué? DRAM es más rápido que el disco debido a la proximidad a los procesadores y la falta de partes móviles. Es más lento que SRAM porque está optimizado para el tamaño, no para la velocidad. Cada bit es básicamente un condensador de transistor único y el diseño físico aprovecha ese hecho. SRAM generalmente requiere 3-6 transistores y relativamente más espacio.