Ein Überblick über die Optionsvielfalt bei SRAMs Der SRAM-Report 2004

SRAMs sind Speicher, die ihre Informationen so lange behalten, wie die Versorgungsspannung anliegt. Dass sie auf das einzelne Bit umgerechnet teurer sind als DRAMs, ist auf die Bauart der Speicherzelle zurückzuführen: Während eine SRAM-Zelle meist aus sechs Transistoren aufgebaut ist, besteht eine DRAM-Zelle aus einem einzigen Transistor und einem Kondensator. Da Kondensatoren die Eigenschaft haben, ihre gespeicherte Ladung mit der Zeit zu verlieren, müssen DRAMs in regelmäßigen Zeitabständen aufgefrischt werden, um ihre Daten zu behalten. Das ist bei SRAMs nicht der Fall.

Ein Überblick über die Optionsvielfalt bei SRAMs

SRAMs sind Speicher, die ihre Informationen so lange behalten, wie die Versorgungsspannung anliegt. Dass sie auf das einzelne Bit umgerechnet teurer sind als DRAMs, ist auf die Bauart der Speicherzelle zurückzuführen: Während eine SRAM-Zelle meist aus sechs Transistoren aufgebaut ist, besteht eine DRAM-Zelle aus einem einzigen Transistor und einem Kondensator. Da Kondensatoren die Eigenschaft haben, ihre gespeicherte Ladung mit der Zeit zu verlieren, müssen DRAMs in regelmäßigen Zeitabständen aufgefrischt werden, um ihre Daten zu behalten. Das ist bei SRAMs nicht der Fall.

SRAM-Bausteine (Static Random Access Memories) werden mit unterschiedlichen Architekturen angeboten, die jeweils auf eine bestimmte Anwendung ausgerichtet sind. Dieser Artikel gibt einen Überblick über das SRAM-Angebot und beschreibt in kurzer Form, welche SRAM-Architekturen für die einzelnen Anwendungen am besten geeignet sind.

SRAMs im Allgemeinen

SRAMs lassen sich zunächst grob in zwei Gruppen einteilen: synchrone und asynchrone SRAMs. Bei synchronen SRAMs werden sämtliche Speicher-Transaktionen (Read, Write, Deselect usw.) durch einen von außen angelegten Takt ausgelöst. All diese Transaktionen basieren auf dem Zustand der Eingangssignale in dem Moment, in dem eine Taktflanke (meist die steigende Taktflanke) registriert wird. Bei asynchronen SRAMs dagegen gibt es keinen Takteingang, sondern der Speicherbaustein wartet am Eingang auf Befehle des Controllers und führt diese aus, sobald sie erkannt wurden.

Welcher SRAM-Typ für eine Anwendung am besten geeignet ist, hängt von mehreren Faktoren ab, zu denen unter anderem die Leistungsaufnahme, die Bandbreite, die Dichte und das Häufigkeitsverhältnis zwischen Lese- und Schreibzugriffen gehört. Um unterschiedlichen Systemanforderungen gerecht zu werden, wird eine Vielzahl von synchronen und asynchronen SRAMs angeboten, die in den nachfolgenden Abschnitten vorgestellt werden.

Synchrone SRAMs

Synchrone SRAMs kamen Ende der 80er Jahre auf und waren zunächst für Level-2-Cache-Applikationen in leistungsfähigen Workstations und Servern vorgesehen. Mitte der 90er Jahre fanden sie dann Eingang in weniger spezielle Anwendungen wie etwa Level-2-Caches von PCs. Seit dieser Zeit werden synchrone SRAMs in einer breiten Palette von Applikationen eingesetzt, z.B. in leistungsfähigen Netzwerken, wo sie routinemäßig als Datenpuffer, „Scratchpad“-Speicher, für Queue-Management-Funktionen und als Statistik-Puffer dienen.

Synchrone SRAMs gibt es in den unterschiedlichsten Ausprägungen. Bild 1 gibt einen Überblick über die gängigsten Varianten.