RAM là bộ nhớ tạm thời của máy giúp lưu trữ thông tin hiện hành để CPU có thể truy xuất và xử lý. Hiện nay có 2 loại RAM chính đó là DRAM (RAM động) và SRAM (RAM tĩnh). Vậy ưu nhược điểm của từng loại RAM là gì, sự khác biệt giữa chúng như thế nào, hãy cùng bài viết tìm hiểu nhé.

1. SRAM là gì?

Miễn là được cung cấp nguồn, SRAM sẽ không bị mất dữ liệu. Không giống DRAM, SRAM không cần phải làm mới liên tục. Điều này sẽ làm cho RAM tĩnh có hiệu năng tốt hơn cũng như tiêu hao ít năng lượng hơn.

SRAM thường được sử dụng cho bộ nhớ cache của máy tính. Bạn có thể tìm thấy nó trong bộ đệm L2 hoặc L3 của CPU. Do vấn đề về giá thành cũng như kích thước, SRAM thường không được sử dụng làm bộ nhớ chính của PC. Tuy nhiên bạn có thể tìm thấy nó được sử dụng làm bộ đệm trong ổ đĩa, thiết bị ngoại vi như máy in, router hoặc switch.

Bạn có thể sử dụng SRAM vào nhiều mục đích, chẳng hạn như là một phần của bộ chuyển đổi số sang tương tự (digital-to-analog converter) của card đồ họa.

SRAM được sử dụng ở rất nhiều thiết bị, ví dụ như: điện thoại di động, máy tính bảng, đồng hồ thông minh, các thiết bị y tế, đồ chơi, thiết bị gia dụng, ô tô, thiết bị công nghiệp và IoT,…

Cấu trúc của SRAM

SRAM chủ yếu được sử dụng làm bộ nhớ cache cho CPU. Linh kiện bán dẫn này bao gồm bộ nhớ flip-flop và sử dụng mạch chốt ổn định để lưu từng bit dữ liệu. Dữ liệu được lưu trữ bằng 4 đến 6 ô nhớ bóng bán dẫn.

Khi được cung cấp năng lượng, mỗi ô (cell) nhớ lưu trữ một chữ số ở dạng nhị phân. Mặc dù có kích thước khá lớn, tuy nhiên SRAM lại cho tốc độ truy cập dữ liệu nhanh hơn.

Ưu điểm của SRAM

Cả RAM động và RAM tĩnh đều có ưu nhược điểm của chúng. Khi so sánh với DRAM thì SRAM có thời gian truy cập nhanh hơn tới 10 nano giây. Hơn thế nữa, RAM tĩnh không cần làm mới liên tục như RAM động.

SRAM cũng tiêu thụ ít điện năng hơn miễn là được cung cấp một dòng điện ổn định.

Nhược điểm của SRAM

Mặc dù có nhiều ưu điểm là thế, tuy nhiên SRAM cũng có nhược điểm. Giá thành của thanh RAM tĩnh đắt hơn và nó đòi hỏi nhiều không gian chip hơn. Mỗi chip có ít bộ nhớ cũng như khó sản xuất hơn.

Điện năng mà SRAM tiêu thụ phụ thuộc vào xung nhịp. Vì vậy, khi SRAM được sử dụng ở tốc độ chậm, nó sẽ tiêu thụ điện năng gần như không đáng kể. Tuy nhiên khi ở xung nhịp cao, RAM tĩnh sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Các loại SRAM

Hiện nay có 3 loại mô đun SRAM:

• Asynchronous static RAM (RAM tĩnh không đồng bộ): Đây là loại RAM tĩnh đầu tiên được tạo ra và thường được sử dụng cho các máy tính đời cũ.
• Synchronous burst static RAM: mặc dù có giá thành cao, tuy nhiên lại có tốc độ cực nhanh.
• Pipeline-burst static RAM SRAM: đây là loại RAM tĩnh được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Giá thành SRAM

Với tất cả các lợi ích về tốc độ và kích thước, không có gì ngạc nhiên khi SRAM đắt hơn nhiều so với DRAM. Do sử dụng flip-flops có thể được tạo thành từ tối đa 6 bóng bán dẫn, SRAM cần nhiều bóng bán dẫn hơn để lưu trữ 1 bit so với DRAM.

RAM động chỉ sử dụng duy nhất một bóng bán dẫn và tụ điện. Vì vậy SRAM yêu cầu số lượng bóng bán dẫn cao hơn cho cùng một lượng bộ nhớ. Điều này làm tăng chi phí sản xuất.

2. DRAM là gì?

DRAM (RAM động) là một loại bộ nhớ bán dẫn. Bạn có thể tìm thấy DRAM ở máy tính cá nhân hoặc Desktop, workstations, servers.

RAM cho phép bộ vi xử lý truy cập trực tiếp bất cứ phần nào của bộ nhớ. Thay vì phải truy cập dữ liệu từ ổ cứng, CPU sẽ lấy dữ liệu từ RAM và xử lý, giúp tăng hiệu năng của máy tính lên nhiều lần.

Cấu trúc của DRAM

DRAM được thiết kế dựa trên cấu trúc 1T1C, tức là 1 bóng bán dẫn và 1 tụ điện. Các ô nhớ được xếp trong một hình chữ nhật dạng lưới. Một điện áp được đặt vào bóng bán dẫn trong một ô DRAM.

Điện áp này sau đó được cung cấp một giá trị dữ liệu và được đặt trên một dòng bit. Sau khi hoàn thành, nó sẽ sạc tụ điện lưu trữ. Mỗi bit dữ liệu được lưu trữ trong một tụ điện.

Theo thời gian điện tích trong tụ điện có xu hướng phóng điện khi tắt bóng bán dẫn. Đó là lý do tại sao dữ liệu được lưu trữ trong tụ điện phải được làm mới trong mỗi 64 mili giây.

DRAM yêu cầu ít diện tích chip hơn bởi nó có ít linh kiện hơn. Do đó nó có dung lượng bộ nhớ tốt hơn SRAM.

Ưu điểm của DRAM

Có rất nhiều lợi ích khi sử dụng RAM động. Một trong những điều đáng chú ý nhất đó là chi phí. Thiết kế của DRAM cũng khá đơn giản, chỉ yêu cầu một bóng bán dẫn.

Hầu hết máy tính sử dụng DRAM bởi dung lượng bộ nhớ cao mà giá thành lại rẻ hơn nhiều so với RAM tĩnh. Khi đang chạy, bộ nhớ có thể được làm mới.

Nhược điểm của DRAM

Tốc độ chính là nhược điểm lớn nhất của RAM động so với RAM tĩnh. DRAM yêu cầu các đợt năng lượng cứ sau vài mili giây để làm mới, điều này gây tốn thời gian là làm giảm hiệu năng.

Một nhược điểm nữa của DRAM đó là nó cần năng lượng.Nnếu không được cấp nguồn, tất cả dữ liệu sẽ biến mất. DRAM cũng tiêu thụ điện năng lớn hơn so với SRAM.

Các lại DRAM

• Synchronous DRAM: Loại RAM này được sử dụng để đồng bộ tốc độ xung nhịp CPU với tốc độ bộ nhớ. Điều này cho phép bộ điều khiển bộ nhớ biết chu kỳ xung nhịp của CPU và cho phép CPU thực hiện nhiều hành động cùng lúc.
• Rambus DRAM: Loại RAM này hiện nay không còn được sử dụng nhiều nữa. Nó được sử dụng rộng rãi trong card đồ họa vào những năm 2000.
• Double Data Rate SDRAM: Loại RAM này có băng thông gấp đôi so với SDRAM.
• Fast Page Mode DRAM:  Loại RAM này cho hiệu năng cao hơn so với các loại DRAM khác bằng việc tập chung vào truy cập page nhanh chóng.
• Extended data out DRAM:  Loại RAM này cải thiện thời gian đọc từ bộ nhớ trên các bộ vi xử lý như Intel Pentium.

Giá thành DRAM

Giá thành của RAM động chắc chắn rẻ hơn nhiều so với RAM tĩnh. Một thanh SRAM dung lượng 1GB có giá $5000 trong khi DRAM chỉ có giá $50.

3. So sánh DRAM vs SRAM

	SRAM	DRAM
Giá thành	Đắt hơn	Rẻ hơn
Hiệu năng	Đọc và ghi dữ liệu nhanh hơn.	Đọc và ghi dữ liệu chậm hơn.
Mật độ	Mật độ thấp thơn	Mật độ cao hơn
Tiêu hao năng lượng	Tiêu hao ít năng lượng hơn	Sử dụng nhiêu điện năng hơn
Dung lượng bộ nhớ	Dung lượng bộ nhớ thấp	Dung lượng bộ nhớ cao
Biến động	Không cần làm mới	Cần làm mới
Vị trí	Vi xử lý hoặc giữa một CPU và bộ nhớ chính	Bo mạch chủ
Tuổi thọ dữ liệu	Lâu hơn	Ngắn