SRAM contre DRAM

La RAM, ou mémoire à accès aléatoire, est une sorte de mémoire d'ordinateur dans laquelle n'importe quel octet de mémoire est accessible sans avoir à accéder aux octets précédents également. La RAM est un support volatile pour stocker des données numériques, ce qui signifie que l'appareil doit être allumé pour que la RAM fonctionne. La DRAM, ou RAM dynamique, est la RAM la plus utilisée par les consommateurs. DDR3 est un exemple de DRAM.

La SRAM, ou RAM statique, offre de meilleures performances que la DRAM car la DRAM doit être actualisée périodiquement lorsqu'elle est utilisée, contrairement à la SRAM. Cependant, la SRAM est plus chère et moins dense que la DRAM, donc les tailles de SRAM sont des ordres de grandeur inférieurs à la DRAM.

Tableau de comparaison

Mémoire dynamique à accès aléatoire par rapport au tableau comparatif de la mémoire à accès aléatoire statique
Mémoire dynamique à accès aléatoire Mémoire statique à accès aléatoire
Introduction (de Wikipedia)La mémoire dynamique à accès aléatoire est un type de mémoire à accès aléatoire qui stocke chaque bit de données dans un condensateur séparé au sein d'un circuit intégré.La mémoire statique à accès aléatoire est un type de mémoire à semi-conducteur qui utilise un circuit de verrouillage bistable pour stocker chaque bit. Le terme statique le différencie de la RAM dynamique (DRAM) qui doit être périodiquement actualisée.
Applications typiquesMémoire principale dans un ordinateur (par exemple DDR3). Pas pour un stockage à long terme.Cache L2 et L3 dans un CPU
Tailles typiques1 Go à 2 Go dans les smartphones et les tablettes; 4 Go à 16 Go dans les ordinateurs portables1 Mo à 16 Mo
Lieu où présentPrésent sur la carte mère.Présent sur les processeurs ou entre le processeur et la mémoire principale.

Différents types de mémoire expliqués

La vidéo suivante explique les différents types de mémoire utilisés dans un ordinateur - DRAM, SRAM (comme celles utilisées dans le cache L2 d'un processeur) et flash NAND (par exemple utilisé dans un SSD).

La structure et la fonction

Les structures des deux types de RAM sont responsables de leurs principales caractéristiques ainsi que de leurs avantages et inconvénients respectifs. Pour une explication technique et approfondie du fonctionnement de la DRAM et de la SRAM, consultez cette conférence d'ingénierie de l'Université de Virginie.

RAM dynamique (DRAM)

Chaque cellule mémoire d'une puce DRAM contient un bit de données et est composée d'un transistor et d'un condensateur. Le transistor fonctionne comme un interrupteur qui permet aux circuits de commande de la puce de mémoire de lire le condensateur ou de changer son état, tandis que le condensateur est responsable de la conservation du bit de données sous la forme d'un 1 ou d'un 0.

En termes de fonction, un condensateur est comme un conteneur qui stocke des électrons. Lorsque ce conteneur est plein, il désigne un 1, tandis qu'un conteneur vide d'électrons désigne un 0. Cependant, les condensateurs ont une fuite qui leur fait perdre cette charge, et en conséquence, le «conteneur» devient vide après seulement quelques millisecondes.

Ainsi, pour qu'une puce DRAM fonctionne, le CPU ou le contrôleur de mémoire doit recharger les condensateurs qui sont remplis d'électrons (et donc indiquer un 1) avant de se décharger afin de conserver les données. Pour ce faire, le contrôleur de mémoire lit les données puis les réécrit. Ceci est appelé rafraîchissement et se produit des milliers de fois par seconde dans une puce DRAM. C'est également là que le «Dynamic» dans la RAM dynamique provient, car il fait référence à l'actualisation nécessaire pour conserver les données.

En raison de la nécessité d'actualiser constamment les données, ce qui prend du temps, la DRAM est plus lente.

RAM statique (SRAM)

La RAM statique, d'autre part, utilise des bascules, qui peuvent être dans l'un des deux états stables que les circuits de support peuvent lire comme un 1 ou un 0. Une bascule, tout en nécessitant six transistors, a l'avantage de n'ayant pas besoin d'être rafraîchi. L'absence de besoin d'actualiser constamment rend la SRAM plus rapide que la DRAM; cependant, parce que SRAM a besoin de plus de pièces et de câblage, une cellule SRAM occupe plus d'espace sur une puce qu'une cellule DRAM. Ainsi, SRAM est plus cher, non seulement parce qu'il y a moins de mémoire par puce (moins dense) mais aussi parce qu'ils sont plus difficiles à fabriquer.

La vitesse

Étant donné que SRAM n'a pas besoin d'être actualisé, il est généralement plus rapide. Le temps d'accès moyen de la DRAM est d'environ 60 nanosecondes, tandis que la SRAM peut donner des temps d'accès aussi bas que 10 nanosecondes.

Capacité et densité

En raison de sa structure, SRAM a besoin de plus de transistors que de DRAM pour stocker une certaine quantité de données. Alors qu'un module DRAM ne nécessite qu'un transistor et un condensateur pour stocker chaque bit de données, SRAM a besoin de 6 transistors. Étant donné que le nombre de transistors dans un module de mémoire détermine sa capacité, pour un nombre similaire de transistors, un module DRAM peut avoir jusqu'à 6 fois plus de capacité qu'un module SRAM.

Consommation d'énergie

En règle générale, un module SRAM consomme moins d'énergie qu'un module DRAM. En effet, la SRAM ne nécessite qu'un petit courant constant tandis que la DRAM nécessite des rafales de puissance toutes les quelques millisecondes pour se rafraîchir. Ce courant de rafraîchissement est supérieur de plusieurs ordres de grandeur au faible courant de veille SRAM. Ainsi, SRAM est utilisé dans la plupart des équipements portables et fonctionnant sur batterie.

Cependant, la consommation d'énergie de la SRAM dépend de la fréquence à laquelle elle est accédée. Lorsque la SRAM est utilisée à un rythme plus lent, elle consomme une puissance presque négligeable lorsqu'elle est au ralenti. En revanche, à des fréquences plus élevées, la SRAM peut consommer autant d'énergie que la DRAM.

Prix

SRAM est beaucoup plus cher que DRAM. Un gigaoctet de cache SRAM coûte environ 5000 $, tandis qu'un gigaoctet de DRAM coûte entre 20 $ et 75 $. Étant donné que la SRAM utilise des bascules, qui peuvent être composées de 6 transistors au maximum, la SRAM a besoin de plus de transistors pour stocker 1 bit que la DRAM, qui n'utilise qu'un seul transistor et un seul condensateur. Ainsi, pour la même quantité de mémoire, SRAM nécessite un nombre de transistors plus élevé, ce qui augmente le coût de production.

Applications

Types de mémoire d'ordinateur

Comme toute RAM, la DRAM et la SRAM sont volatiles et ne peuvent donc pas être utilisées pour stocker des données "permanentes" telles que des systèmes d'exploitation ou des fichiers de données comme des images et des feuilles de calcul.

L'application la plus courante de SRAM est de servir de cache pour le processeur (CPU). Dans les spécifications du processeur, cela est répertorié comme cache L2 ou cache L3. Les performances SRAM sont vraiment rapides mais SRAM est chère, donc les valeurs typiques des caches L2 et L3 sont de 1 Mo à 8 Mo.

L'application DRAM la plus courante - comme la DDR3 - est le stockage volatile pour les ordinateurs. Bien qu'elle ne soit pas aussi rapide que SRAM, la DRAM est toujours très rapide et peut se connecter directement au bus CPU. Les tailles typiques de DRAM sont d'environ 1 à 2 Go dans les smartphones et les tablettes et de 4 à 16 Go dans les ordinateurs portables.

Articles Connexes