DRAM
La Memoria de Acceso Aleatorio, mas frecuentemente conocida como RAM, es un componente común que cada PC necesita. Los usuarios que construyan una nueva computadora siempre necesitan comprarla, y aquellos con hardware desactualizado usualmente necesitan actualizarlo, como una manera sencilla de mejorar el rendimiento. La RAM puede ser también encontrada en una variedad de productos como smartphones, tabletas, tarjetas de vídeo y mas, aunque en esos casos, esta usualmente soldada a una tarjeta madre y puede ser reemplazada.La RAM, como la mayoría de las cosas, esta hecha en un fabrica, pero no cualquier fabrica. Equipos extremadamente complejos son requeridos para fabricar los chips y debido a que impurezas dentro o sobre el silicon puede causar defectos, el ambiente debe estar extremadamente limpio. También esta el problema de programar las maquinas, una tarea la cual por si misma requiere habilidades significativas de ingeniería.
Y hay mas que solo la RAM por si misma. La memoria debe estar adherida a ya sea una tarjeta de circuito impreso o a la tarjeta madre del producto que se enviara. La tarjeta de circuito impreso debe estar también producida en un ambiente limpio por medio de una maquina de extrema precisión, que a su vez necesita de entrenamiento y ser operada apropiadamente, ya que un pequeño error de soldadura podría resultar en miles de chips defectuosos. Y finalmente una vez ensamblado, el producto final debe ser probado y luego puesto en el producto que se enviara.
Lo que tenemos entonces, es la receta para costos de inicio extremadamente altos. El equipo de producción opera desde cientos de miles a cientos de millones por maquina, y una fabrica podría incluir docenas o cientos de ellos. Luego estos deben ser puestos un ambiente seguro y limpio, lo que significa que solo las mejores industrias harán este trabajo. Y finalmente, un equipo de ingenieros debe ser contratado para supervisar la producción, y su valioso conocimiento no es barato.
Si alguna vez te has preguntado porque muchas de las compañías mundiales de diseño de hardware (como AMD, ARM y NVDIA) no producen sus propios chips, bueno, este es el porque. El costo extremo de comenzar la producción significa que no hay una tienda de producción independiente de RAMs, y a diferencia de otras industrias, la linea de operación de producción puede solo durar de tres a cinco años. Un cambio en el estándar o una nueva tecnología de producción usualmente fuerza a los manofacturadores a cambiar su equipo o comprar maquinas totalmente nuevas.
SRAM
Conocida como memoria cache, es un componente que almacena información para futuras referencias y que esta pueda ser servida rápidamente. La información almacenada en la cache puede ser el resultado de un computo anterior, o el duplicado de información almacenada en otra parte. Un hit de cache ocurre cuando la información que se pide puede ser encontrada en la cache, mientras que un miss de cache ocurre cuando no. Los hits de cache puede ser servidos mediante la lectura de datos desde la cache, lo cual es mas rápido que re computar un resultado o leer desde un almacenamiento mas lento, por lo tanto, mientras mas peticiones puedan ser servidas desde la cache, el rendimiento del sistema sera mejor.
Pare ser costo-efectivas y hacer uso eficiente de los datos, las caches son relativamente pequeñas. Sin embargo, las caches se han probado por si mismas en muchas áreas de la computación porque los patrones de accesos en aplicaciones típicas de computadoras exhiben la referencia de ubicación. Mas aun, los patrones de accesos exhiben localidad temporal si los datos se piden de nuevo después de que se pidieron recientemente, mientras localidad espacial se refiere a peticiones de datos almacenados físicamente cerca a los datos que ya han sido pedidos.
Una celda tipica de SRAM esta hecha de seis MOSFETs. Cada bit en una SRAM esta almacenado en cuatro transistores que forman dos parejas de inversores cruzados. Esta celda de almacenamiento tiene dos estados estables los cuales son usados para denotar 0 y 1. Dos transistores de accesos adicionales sirven para controlar el acceso a una celda de almacenamiento durante operaciones de lectura o escritura. En adición a dichos seis transistores, otros tipos de chips de SRAM usan 4, 8, 10 o mas transistores por bit. SRAM de cuatro transistores es lo mas común en dispositivos que utilizan una sola SRAM, implementado en un proceso especial con una capa extra de polysilicon, permitiendo la instalación de resistores de alta resistencia. La principal desventaja de utilizar 4T SRAM es el incremento de poder estático debido al constante flujo de corriente a través de uno de los transistores instalados.
Esto es a veces usado para implementar mas de un puerto de lectura o escritura, el cual puede ser útil en ciertos tipos de memoria de vídeo y archivos de registros implementados con circuiteria SRAM de multi puerto.
Generalmente, mientras menos transistores sean necesitados por celda, mas pequeña puede ser la celda. Dado que el costo de procesar una oblea de silicon es relativamente fijo, usar celdas mas pequeñas y por lo tanto empacar mas bits en una oblea reduce el costo por bit de memoria.
El acceso a la celda esta permitido por la linea de palabra, el cual controla los dos transistores de acceso, los cuales, en turno, controlan ya sea que la celda deba ser conectada a las lineas de bit. Ellos están acostumbrados a transferir datos para tanto operaciones de lectura o escritura. Aunque no es estrictamente necesario el tener dos lineas de bit, tanto la señal y su inverso son tipicamente proporcionados en orden para mejorar los margenes de ruidos.
Durante el proceso de lectura, las lineas de bit son activamente llevadas a alto o bajo por los inversiones en la celda de SRAM. Esto mejora el ancho de banda de la SRAM en comparación a las DRAMs. En una DRAM, la linea de bit esta conectada a los capacitores de almacenamiento y el compartimiento de carga causa que el bit de linea oscilar hacia arriba o hacia abajo. La estructura simétrica de las SRAMs también permite el señalamiento diferencial, el cual hace que pequeñas oscilaciones de voltajes sean detectables con mayor facilidad. Otra diferencia con DRAM que contribuye a hacer SRAM mas rápido es que los chips comerciales aceptan todas los bits de dirección al mismo tiempo. En comparación, DRAMs de mercancía mantiene la dirección multiplicada en dos mitades, por ejemplo, bits mas altos seguidos por bits mas bajos, sobre el mismo paquete de pins con el fin de mantener su tamaño y costo bajo.
