SRAM DRAM SDRAM DDR2 LPDDR2 PSRAM RLDRAM的区别和联系

最新推荐文章于 2025-02-19 18:01:13 发布
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分类专栏： SoC设计 文章标签： DRAM SDRAM LPDDR2
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本文详细对比了SRAM和DRAM的工作原理、面积、价格及应用场景，深入探讨了SDRAM、DDR、LPDDR、PSRAM及RLDRAM等各类DRAM的特性与区别，适合硬件工程师和电子爱好者阅读。

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目录

 

SRAM和DRAM

 工作原理

面积

价格

行列地址复用

应用场景

SDRAM和DDR LPDDR

SDRAM

DDR系列

LPDDR系列

PSRAM 和 SPI/QPI/OPI PSRAM

RLDRAM

 

SRAM和DRAM

SRAM，静态随机存取存储器，不需要刷新。速度快，面积大。

DRAM，动态随机存取存储器，需要实时刷新来保持数据。价格便宜，一般用于大容量产品。

左图，SRAM存储单元                                                          右图，DRAM存储单元

 工作原理

SRAM的存储单元是交叉耦合的两个反相器（T1-T3和T2-T4），靠双稳态实现数据锁存，不需要刷新。

DRAM的存储单元是一个晶体管+一个电容，数据以电平为载体保存在电容上。因为电容会漏电，因而需要实时刷新。

面积

存储1bit数据，SRAM要6个晶体管，DRAM只要1个晶体管+1个电容，SRAM面积是DRAM的4~5倍。

价格

芯片面积决定芯片价格，同容量的SRAM价格更贵。

行列地址复用

实际存储芯片内部是一个二维矩阵，按照行地址和列地址来定位访问的存储单元。

对于容量小的SRAM，地址位宽不大，行地址、列地址同时输入

对于容量大的DRAM，地址位宽也大，芯片引脚数不够，需要行地址、列地址依次输入

应用场景

SRAM一般用于片内，作为CPU的Cache

DRAM一般用于片外，作为系统的Memory

SDRAM和DDR LPDDR

SDRAM

SDRAM，同步DRAM，内核都是1T+1C的存储单元。因为其同步接口的特点，方便数据读取，广泛应用于内存场景。真正的（异步）DRAM已经不多见了。

通常DRAM是异步接口，可以随时响应控制输入的变化。而SDRAM是同步接口，与系统总线时钟严格同步，其本质目的是为了提高读写速度。

SDRAM是多bank结构，而DRAM是不分bank的，这是两者结构上最大的不同点。

分bank的好处：SDRAM内部分成两个以上的bank，选中的bank在进行读写时，没有被选中的bank便可以预充电，做必要的准备工作。当下一个时钟周期选中它时，就无需等待而即可直接读取，大大提高了存储器的访问速度。

DDR系列

DDR/DDR2/DDR3其全称应该是 DDR/DDR2/DDR3 SDRAM，说明它们都是在SDRAM下面的分类，2/3代表了第几代，一般是频率提升、数据吞吐率提升的版本。应用于电脑内存条等场景。

DDR的常见分类

 

DDR2/DDR3接口示意图

LPDDR系列

LPDDR/LPDDR2/LPDDR3其全称应该是 LPDDR/DDR2/DDR3 SDRAM，它们也是SDRAM下面的分类，LP代表了Low Power，关注低功耗场景，一般应用于移动设备，如手机、Pad等场景。这种设备上往往空间受限，因而接口pin脚数量有限，接口也比DDR有所简化。

LPDDR2接口示意图

PSRAM 和 SPI/QPI/OPI PSRAM

PSRAM，伪SRAM，其实也是DRAM的一种，只不过接口上伪装成了SRAM的样子：给出地址、读、写命令，就可以实现存取，不需要SDRAM那样复杂的控制器和刷新机制，不需要地址拆分成行列地址。

常见于2G基带数据缓存，一般以SiP的形式封装在片内（不同于SDRAM是独立在PCB上的）。如今由于物联网的兴起，PSRAM的小型化、低功耗优势得以体现，因而分化出SPI/QPI/OPI（单线/四线/八线串行接口） PSRAM。

SPI PSRAM: 8-pin SOP封装，最高速率可以达到104MHz, 具有片选CS、CLK、SI、SO 4个信号脚。

QPI PSRAM: 8-pin SOP封装，最高速率104MHz, 有额外的3个双向数据管脚，由此带宽峰值可以达到416Mbps。

OPI PSRAM: 24 脚封装，有8个串行数据线，最高时钟频率达到133MHz，最高带宽可以达到133x8 x2=2.128Gbps。这里x2是因为它可以实现DDR，以提高数据带宽。

PSRAM接口示意图

RLDRAM

RLDRAM，低延迟DRAM。是一种改进的DRAM，专门改善了延迟，提高了数据带宽。也有类似SRAM的接口，地址无需拆分为行地址和列地址，提高了访问速度。

常见于网络应用，如交换机等，能更好地满足数据速率的要求。

RLDRAM接口示意图
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