Чому SRAM швидше, ніж DRAM?

У сучасних багатоядерних процесорах кеші процесорів ( L1,L2і L3) складаються SRAMзі зменшенням швидкості ( L2кеші мають більш високу швидкість SRAM, ніж L3кеші, що є компенсацією витрат). Основна причина використання SRAM- це його швидкісна перевага перед основною пам'яттю, яка використовується DRAM. Я хотів би зрозуміти, чому SRAMмає перевагу у швидкості DRAM?

— Гек
джерело

Взято із статті про HowStuffWorks (узагальнено):

Динамічна оперативна пам’ять:

Усередині мікросхеми динамічної оперативної пам’яті (DRAM) кожна комірка пам’яті зберігає один біт інформації і складається з двох частин: транзистора та конденсатора. Транзистор виконує функцію комутатора, який дозволяє схемі управління на мікросхемі пам'яті зчитувати конденсатор або змінювати його стан.

Потім у статті йдеться про порівняння конденсаторів на DRAM з відрами, де DRAM заповнений електронами для зберігання інформації (зберігання 1s). Ці електрони спорожняються при видаленні інформації (зберігання 0s). Проблема з конденсаторами полягає в тому, що вони протікають і досить швидко втрачають інформацію. Для того, щоб зберегти інформацію, зовнішнє джерело ( CPUабо Memory Controller) повинно зарядити всі конденсатори, що містять 1, перш ніж вони розряджаються.

Ця операція оновлення - це те, де динамічна ОЗУ отримала свою назву. Динамічну оперативну пам’ять потрібно динамічно оновлювати весь час, або вона забуває, що вона утримує. Мінусом усього цього освіжаючого є те, що це потребує часу і сповільнює пам’ять.

Статична ОЗП:

Статична ОЗУ використовує зовсім іншу технологію. У статичній оперативній пам’яті форма тригера утримує кожен біт пам'яті. Триггер для комірки пам'яті має 4 або 6 транзисторів разом з деякими проводками, але ніколи не повинен бути оновлений. Це робить статичну ОЗУ значно швидшою, ніж динамічна ОЗУ. Однак, оскільки вона має більше частин, статична комірка пам'яті займає набагато більше місця на мікросхемі, ніж динамічна комірка пам'яті. Тому ви отримуєте менше пам’яті на чіп, а це робить статичну ОЗУ набагато дорожчою.

Це досить цікава стаття, тому я б запропонував її прочитати. Я взяв найбільш відповідні пункти зі статті, щоб допомогти відповісти на ваше запитання.

— Ясс
джерело

Є деякі непорозуміння щодо DRAM та SRAM. DRAM оптимізовано для щільності (більша ємність), а SRAM оптимізовано для швидкості (затримка доступу). Отже, загалом SRAM швидше, ніж DRAM. Однак принципово можливо спроектувати DRAM швидше, ніж SRAM, але виробники DRAM цього не роблять, оскільки найважливішим фактором продажу для них є вартість за біт. Так вони знижують ціну за біт за рахунок швидкості. Багато людей неправильно розуміють цей важливий факт.

— aminfar

@aminfar: Ви сказали, що принципово можливо зробити DRAM швидше, ніж SRAM, але це буде дорого. Але SRAM вже дорогий. Чому тоді ми не бачимо DRAM, який використовується як кеш процесора?

— Тара

@Dudeson вони мають різні виробничі процеси та вимоги. Можливо, використання DRAM для процесорних кешів з хорошою затримкою доступу було б навіть дорожче, ніж SRAM. Окрім виготовлення, слід враховувати й інші речі, такі як оновлення.

— aminfar