DRAM (dynamic RAM)

Das Dynamic RAM (DRAM) stammt aus dem Jahre 1966. Es handelt sich um einen dynamischen Schreib-/Lesespeicher mit relativ kurzen Zugriffszeiten, der als Arbeitsspeicher in Personal Computern (PC) und Workstations in der Nähe der Zentraleinheit eingesetzt wird.

Das Speicherprinzip von DRAMs basiert auf der Ladung von MOS-Kondensatoren, die über Schalttransistoren angesprochen werden. Eine DRAM-Speicherzelle besteht also lediglich aus einem Transistor und einem Kondensator. Die Ladung des MOS-Kondensators repräsentiert die Information. Die Ansteuerung der einzelnen Speicherzellen zum Zwecke der Ladungsspeicherung und zum Auslesen der Ladung erfolgt zeilen- und spaltenweise über separate Wort- und Bitleitungen.

Aufbau einer DRAM-Bitzelle

Aufbau einer DRAM-Bitzelle

Da sich Kondensatoren aber entladen und damit ihre Speicherladung verlieren, müssen sie regelmäßig nachgeladen werden. Diese Speicheraktualisierung erfolgt in zyklischer Abfolge von wenigen Millisekunden durch das Refresh. Beim Refresh werden die Informationen in periodischen Zeitabständen aus dem DRAM zeilenweise ausgelesen und die gelesenen Informationen ohne Änderung wieder in den Speicher geschrieben. Nachteilig ist bei dieser Prozedur die Beeinträchtigung der Performance, die sich in einer etwas längeren Zugriffszeit ausdrückt. Als Vorteile sind die hohe Informationsdichte und die geringe Leistungsaufnahme sowie die damit verbundene geringere Wärmeentwicklung zu nennen .

Vergleich von verschiedenen RAM-Technologien

Vergleich von verschiedenen RAM-Technologien

DRAMs arbeiten mit 8-Bit-Bussen, die Zugriffszeit ist extrem kurz und beträgt nur einige Nanosekunden, die Taktrate liegt zwischen 4,77 MHz und 40 MHz. DRAMs gibt es auch mit DDR-Technik, der Double Date Rate, bei der die Flanken des Taktsignals die Ein- und Auslesevorgänge synchronisieren, was zu einer Verdoppelung der Datentransferrate führt.

Vom Aufbau her besteht ein DRAM aus einer Speichermatrix, einem Array aus vielen DRAM-Speicherelementen. Bei einer Speicherkapazität von 4 Megabyte (MB) besteht das Array aus 4 Millionen, exakt aus vier mal 1.048. 576 Speicherelementen. Zwischenzeitlich gibt es DRAM-Chips mit Speicherkapazitäten von vielen Gigabyte (GB). Aufgebaut sind entsprechende Packages als 3D-ICs in Stapelbauweise, bei denen zehn und mehr DRAM-Chips übereinander gestapelt und mit Drahtbondierung oder Silizium-Durchkontaktierungen miteinander verbunden werden.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Dynamisches RAM
Englisch: dynamic RAM - DRAM
Veröffentlicht: 29.04.2020
Wörter: 316
Tags: RAMs
Links: 3D-IC (three-dimensional integrated circuit), 576 Zeilen, ASP (Arbeitsspeicher), Array, CPU (central processing unit)