SRAM, DRAM là gì? So sánh sự khác biệt giữa SRAM và DRAM

Trong hệ thống máy tính hiện đại, bộ nhớ đóng vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của hệ thống. Hai loại bộ nhớ phổ biến và quan trọng nhất là SRAM (Static Random Access Memory) và DRAM (Dynamic Random Access Memory). Mặc dù cả hai đều là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, nhưng chúng có cấu trúc, tính chất và ứng dụng rất khác nhau. Việc hiểu rõ sự khác biệt giữa SRAM và DRAM là rất quan trọng, không chỉ đối với các kỹ sư phần cứng mà còn đối với những người đam mê công nghệ.

1. SRAM, DRAM là gì?

Trước khi tìm hiểu về sự khác biệt giữa SRAM và DRAM, bạn cần biết SRAM và DRAM là gì? Hiểu rõ khái niệm cụ thể, bạn sẽ thấy được sự khác biệt cơ bản giữa chúng.

1. SRAM (Static Random Access Memory)

SRAM là một loại bộ nhớ bán dẫn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ truy xuất nhanh, ít tiêu tốn năng lượng và không cần làm mới dữ liệu liên tục. Đúng như tên gọi “Static” (tĩnh), bộ nhớ SRAM giữ dữ liệu của mình mà không cần làm mới liên tục. Mỗi bit dữ liệu trong bộ nhớ SRAM được lưu trữ trong một mạch flip-flop, với sự kết hợp của các transistor. Điều này giúp dữ liệu được lưu trữ ổn định cho đến khi có sự thay đổi.

Cấu trúc của SRAM

Bộ nhớ SRAM được xây dựng từ các tế bào lưu trữ có chứa 4 đến 6 transistor. Một tế bào SRAM có thể giữ một bit dữ liệu (0 hoặc 1) mà không cần phải làm mới. Cấu trúc này là lý do khiến SRAM nhanh chóng, nhưng cũng đồng thời làm tăng chi phí và diện tích của bộ nhớ so với DRAM.

Ưu điểm của SRAM:

• Tốc độ cao: SRAM có tốc độ truy xuất nhanh, rất lý tưởng cho các ứng dụng cần bộ nhớ truy xuất nhanh, như bộ nhớ cache của vi xử lý.
• Không cần làm mới: Dữ liệu trong SRAM được giữ ổn định mà không cần phải làm mới thường xuyên, điều này làm giảm độ trễ và tăng hiệu suất.
• Tiêu thụ năng lượng thấp hơn: Mặc dù không tiết kiệm năng lượng như DRAM, nhưng SRAM tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các bộ nhớ động khác trong nhiều trường hợp.

Nhược điểm của SRAM:

• Diện tích lớn và chi phí cao: Mỗi tế bào bộ nhớ SRAM yêu cầu nhiều transistor hơn, vì vậy cần diện tích lớn hơn và chi phí sản xuất cao hơn.
• Dung lượng hạn chế: Vì mỗi tế bào yêu cầu nhiều transistor, việc xây dựng bộ nhớ SRAM có dung lượng lớn là không hiệu quả về mặt chi phí.

2. DRAM (Dynamic Random Access Memory)

Khác với SRAM, DRAM là bộ nhớ bán dẫn cần phải làm mới dữ liệu thường xuyên. Bộ nhớ DRAM lưu trữ mỗi bit dữ liệu trong một tụ điện, và mỗi tế bào DRAM bao gồm một tụ điện và một transistor. Tụ điện này dễ dàng bị mất điện tích, vì vậy cần phải được làm mới liên tục để giữ dữ liệu.

Cấu trúc của DRAM

Cấu trúc đơn giản của DRAM, chỉ gồm một transistor và một tụ điện trong mỗi tế bào bộ nhớ, là lý do tại sao DRAM có thể sản xuất với dung lượng lớn và chi phí thấp hơn so với SRAM. Tuy nhiên, vì tụ điện dễ bị mất điện tích, bộ nhớ DRAM cần phải được làm mới liên tục (thường là mỗi vài mili giây).

Ưu điểm của DRAM:

• Chi phí thấp: Vì mỗi tế bào bộ nhớ DRAM chỉ cần một transistor và một tụ điện, nên chi phí sản xuất DRAM thấp hơn rất nhiều so với SRAM.
• Dung lượng lớn: Với cấu trúc đơn giản, DRAM có thể được sản xuất với dung lượng lớn, lý tưởng cho các ứng dụng cần bộ nhớ với dung lượng lớn như bộ nhớ chính trong máy tính.
• Tiết kiệm diện tích: DRAM chiếm ít diện tích trên chip, giúp giảm chi phí và diện tích tổng thể của bộ nhớ.

Nhược điểm của DRAM:

• Tốc độ thấp hơn: So với SRAM, DRAM có tốc độ truy xuất dữ liệu chậm hơn, vì dữ liệu phải được làm mới liên tục và thời gian truy cập cũng lâu hơn.
• Cần làm mới: Một trong những yếu tố chính làm cho DRAM chậm hơn là yêu cầu làm mới thường xuyên để duy trì dữ liệu. Điều này tạo ra độ trễ và làm giảm hiệu suất tổng thể của hệ thống.
• Tiêu thụ năng lượng cao hơn: Mặc dù tiết kiệm chi phí, nhưng DRAM tiêu thụ nhiều năng lượng hơn vì cần phải làm mới dữ liệu liên tục.

>>> Xem thêm: Tầm quan trọng của bộ nhớ chính – main memory của máy tính

Phạm Thị Thanh Ngọc