dram是什么意思

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导读
好吧,我们来聊聊DRAM究竟是什么。
说到电脑内存,很多人首先想到的是那些插在主板上的长长内存条。但你有没有想过,这些条子里到底装的是什么?它就是大名鼎鼎的DRAM。说到DRAM的定义,简单来说,它是一种半导体存储技术,主要用于电脑、服务器、移动设备等的主内存,目的是在CPU和速度更快但容量较低的缓存之间,提供大容量、成本效益较高的临时数据存储。换句话说,它是你电脑运行时,用来临时存放正在处理的数据和程序的地方之一,让处理器能够快速访问。
那么,一开始接触DRAM时,我们会自然地把它和另一个名字相似的技术——SRAM(静态随机存取存储器)放在一起比较。DRAM和SRAM都属于半导体随机存取存储器,都是易失性存储器(断电后数据丢失),但它们的设计方式大相径庭。通常,我们会说DRAM拥有更高的集成度,意味着在同样大小的芯片上可以存储更多的数据位,但这也带来了速度上的牺牲。另外,DRAM有个特殊的名字叫翻转位线;你会发现除了等待读取数据之外,在这两者之间运行“刷新”内存操作也是一个常态。
那么DRAM到底是怎么工作的呢?这是一个核心问题。DRAM中最基本的单位是组成存储单元的电容,每一个电容代表一个比特的数据。有电荷时(低电平)代表0,电荷泄漏后需要补充(代表或写入1)。听着好像很科学,实际上,这种结构非常简单,也容易导致电荷流失,一旦停止充电,数据就会丢失。 不过在这之前,先来了解下DRAM的存储单元结构。核心构成是“一个电容加一个晶体管”,这个组合负责存储一个比特的信息。所有我们说的“行(row)”和“列(column)”,就是这个电容和晶体管的逻辑排列,采用的是“横纵交叉”方式寻址。读取数据时,需要选中对应的行和列,通过比较读出晶体管的信号与位线的电压状态,来判断电容的电荷状态。请注意,在这个操作后,电容的电荷会被释放,因此我们读取DRAM数据时效率本来就比较低下。 与容易流失的电容特性相对应的工作机制是,DRAM需要持续不断地进行“刷新操作”。在数据被写入后,它会随着时间推移慢慢失去电荷,变成了所谓的“翻转位线”,需要在规定时间内重新访问那个存储单元,并写回正确的数据。这也就是说,即使你的CPU处于闲置状态,只要操作系统没关闭电脑(或者显卡驱动没进入超频模式),内存里的DRAM就会在后台默默无闻地定期刷新自己,以维持数据的准确性。
从实际应用角度来看,DRAM在现代计算机系统中扮演着极其关键的角色。你看到的那些插在主板内存插槽上的内存条(如DDR4、DDR5 SODIMM/UDIMM),几乎都使用了DRAM技术。主机内存容量的大小几乎被定义为电脑运行大型程序或游戏时,能够顺畅进行的基础——如果你运行的应用程序超过了当前内存容量,就会启动虚拟内存,这玩意儿是将部分硬盘空间当作伪内存使用,但这天啊,速度慢得可怜。
显卡拥有它自己的、也是用DRAM技术(虽然是一颗封装在GPU内部或者独显上的专用高速内存颗粒)构建的专用显存(也就是我们常说的VRAM),主要用来存放图像数据、纹理等等。 此外,虽然其容量比主内存慢,CPU缓存里的二级或甚至三级缓存也大量使用了SRAM技术,而DRAM则在现代系统的各个层级上继续扮演着基础内存的角色。
随着技术不断演进,DRAM的种类也随之繁多起来,可以分为静态DRAM(SDRAM)和早期版本的动态RAM(DRAM)。将这两者对比分析时,你会惊奇地发现,早期很多人提到的EDO DRAM、DDR SDRAM(被称为第四代或双倍数据速率SDRAM)、DDR2、DDR3、DDR4、DDR5就像是DRAM书架里的不同版本。通常另一个常见的分类方式是按照“每一代数据传输速率的增加”序列进行划分。 现在最新我们接触到的主流是DDR5规格,如果你还在看一些旧资料,也别忘却有针对移动设备的低功耗版本,它们被称为LPDDR(低功耗双倍数据速率)。从制作工艺上可以分成内置式(集成在GPU显存里)和外挂式(标准内存条)。可以说,各种不同类型的DRAM虽然速度、功耗、密度各不相同,但它们协同工作,构成了我们熟悉、依赖的电脑“脑内”大容量数据调度系统,让你可以流畅运行应用程序。
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