RAM (Random Access Memory) เป็นหน่วยความจำที่ต้องการพลังงานคงที่เพื่อเก็บรักษาข้อมูล หากแหล่งจ่ายไฟถูกตัดขาด ข้อมูลจะหายไป นั่นคือเหตุผลที่เรียกว่า Volatile Memory (หน่วยความจำนิรันดร์) มี RAM 2 ประเภทคือ Static RAM (SRAM) และ Dynamic RAM (DRAM) แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียต่างกัน นี่คือคู่มือครบถ้วน ความแตกต่างระหว่าง SRAM และ DRAM อันไหนดีกว่า ทำไม DRAM ต้อง Refresh หลายพันครั้ง?
ความแตกต่างระหว่าง SRAM และ DRAM
Static RAM และ Dynamic RAM ต่างกันในหลายบริบท เช่น ความเร็ว, ความจุ ฯลฯ ความแตกต่างเหล่านี้เกิดจากเทคนิคที่ใช้เก็บข้อมูลที่แตกต่างกัน DRAM ใช้ Transistor ตัวเดียวและ Capacitor ตัวเดียวสำหรับ Memory Cell แต่ละตัว ในขณะที่ Memory Cell ของ SRAM ใช้ Array ของ Transistor 6 ตัว DRAM ต้องการ Refresh ในขณะที่ SRAM ไม่ต้อง Refresh Memory Cell
ตารางเปรียบเทียบ SRAM vs DRAM
| Dynamic RAM (DRAM) | Static RAM (SRAM) | |
|---|---|---|
| บทนำ | Dynamic Random-Access Memory เป็นประเภทหนึ่งของ RAM ที่เก็บแต่ละบิตของข้อมูลใน Capacitor แยกกันภายใน Integrated Circuit | Static Random-Access Memory เป็นหน่วยความจำ Semiconductor ที่ใช้ Bistable Latching Circuitry เก็บแต่ละบิต คำว่า Static แยกมันจาก DRAM ซึ่งต้อง Refresh เป็นระยะ |
| การประยุกต์ใช้ทั่วไป | Main Memory ในคอมพิวเตอร์ (เช่น DDR3) ไม่สำหรับเก็บข้อมูลระยะยาว | L2 และ L3 Cache ใน CPU |
| ขนาดทั่วไป | 1GB ถึง 2GB ในสมาร์ทโฟน/แท็บเล็ต; 4GB ถึง 16GB ในแล็ปท็อป | 1MB ถึง 16MB |
| ตำแหน่งที่ตั้ง | อยู่บน Motherboard | อยู่บน Processor หรือระหว่าง Processor และ Main Memory |
นิยาม SRAM และ DRAM
DRAM ย่อมาจาก Dynamic Random Access Memory ใช้ נרחבת (widely) เป็น Main Memory สำหรับระบบ คอมพิวเตอร์ DRAM ใช้ 1 Transistor และ 1 Capacitor เก็บ 1 บิต หมายความว่า Memory Cell แต่ละตัวในชิป DRAM เก็บ 1 บิตข้อมูล ประกอบด้วย Transistor และ Capacitor Transistor ทำหน้าที่เป็น Switch ให้ Control Circuitry บนชิปหน่วยความจำอ่าน Capacitor หรือเปลี่ยนสถานะ ในขณะที่ Capacitor รับผิดชอบเก็บบิตข้อมูลในรูปแบบ 1 หรือ 0
ตามที่เรารู้ Capacitor เหมือนภาชนะที่เก็บอิเล็กตรอน เมื่อภาชนะเต็ม แสดง 1 ขณะที่ภาชนะว่างเปล่าจากอิเล็กตรอน แสดง 0 อย่างไรก็ตาม Capacitor มีการรั่วไหล (Leakage) ทำให้สูญเสียประจุ และ "ภาชนะ" กลายเป็นว่างเปล่าหลังไม่กี่ Milliseconds เพื่อให้ชิป DRAM ทำงานได้ CPU หรือ Memory Controller ต้องชาร์จ Capacitor ที่เต็มไปด้วยอิเล็กตรอน (แสดง 1) ก่อนที่จะปลดประจุ เพื่อเก็บรักษาข้อมูล ในการทำเช่นนี้ Memory Controller อ่านข้อมูลแล้วเขียนใหม่ เรียกว่า Refreshing และเกิดขึ้นหลายพันครั้งต่อวินาทีในชิป DRAM เนื่องจากต้อง Refresh ข้อมูลตลอดเวลา ซึ่งใช้เวลา DRAM จึงช้ากว่า
การประยุกต์ใช้ DRAM ที่พบบ่อยที่สุด เช่น DDR3 คือ Volatile Storage สำหรับคอมพิวเตอร์ แม้ไม่เร็วเท่า SRAM DRAM ยังคงเร็วมาก และเชื่อมต่อ CPU Bus ได้โดยตรง ขนาดทั่วไปของ DRAM ประมาณ 1-2GB ในสมาร์ทโฟน/แท็บเล็ต และ 4-16GB ในแล็ปท็อป
SRAM ย่อมาจาก Static Random Access Memory ใช้สร้างหน่วยความจำที่เร็วมากเรียกว่า Cache Memory SRAM ใช้ 6 Transistors เก็บ 1 บิต และเร็วกว่า DRAM มาก Static RAM ใช้เทคโนโลยีที่ต่างจาก DRAM อย่างสมบูรณ์ ใน Static RAM รูปแบบ Flip-Flop เก็บแต่ละบิตของหน่วยความจำ Flip-Flop สำหรับ Memory Cell ใช้ 4 หรือ 6 Transistors พร้อมสายไฟ แต่ไม่เคยต้อง Refresh นี่ทำให้ Static RAM เร็วกว่า Dynamic RAM อย่างมีนัยสำคัญ ต่างจาก DRAM ที่เก็บบิตใน Cell ที่ประกอบด้วย Capacitor และ Transistor SRAM ไม่ต้อง Refresh เป็นระยะ
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีชิ้นส่วนมากกว่า Memory Cell แบบ Static จึงใช้พื้นที่บนชิปมากกว่า Dynamic Memory Cell มาก ดังนั้นคุณได้หน่วยความจำต่อชิปน้อยลง และนั่นทำให้ Static RAM แพงกว่ามาก
มันเร็วกว่า: เพราะ SRAM ไม่ต้อง Refresh จึงเร็วกว่าปกติ Average Access Time ของ DRAM ประมาณ 60 Nanoseconds ในขณะที่ SRAM ให้ Access Time ได้ต่ำถึง 10 Nanoseconds
การประยุกต์ใช้ SRAM ที่พบบ่อยที่สุดคือการทำหน้าที่เป็น Cache สำหรับ Processor (CPU) ในข้อกำหนดของ Processor นี้ระบุว่าเป็น L2 Cache หรือ L3 Cache ประสิทธิภาพ SRAM เร็วมาก แต SRAM แพง ดังนั้นค่าทั่วไปของ L2 และ L3 Cache คือ 1MB ถึง 8MB
ความเร็ว SRAM vs DRAM
SRAM เร็วกว่า DRAM ทั่วไป เนื่องจากไม่มี Refresh Cycles เนื่องจาก Memory Cell ของ SRAM ประกอบด้วย 6 Transistors ไม่เหมือน DRAM Memory Cell ที่ประกอบด้วย 1 Transistor และ 1 Capacitor ต้นทุนต่อ Memory Cell จึงสูงกว่าใน SRAM เมื่อเทียบกับ DRAM
หวังว่าตอนนี้คุณเข้าใจ ความแตกต่างระหว่าง SRAM และ DRAM แล้ว และสำคัญคือเหตุผลที่ต้อง Refresh RAM หลายร้อยครั้งใน Clock Cycle หากยังมีข้อสงสัยหรือข้อเสนอแนะ สามารถอภิปรายในความคิดเห็นได้
อ่านเพิ่มเติม
- เปรียบเทียบความเร็วและประสิทธิภาพ SSD vs HDD
- ความแตกต่างระหว่าง Windows 10 และ Processor 32-Bit และ 64-Bit
- เปรียบเทียบ Intel Core i3 vs i5 vs i7 ควรซื้อตัวไหน?
- VPN และ Proxy ต่างกันยังไง และทำงานอย่างไร?
- ความแตกต่างระหว่างโปรโตคอล IPv4 และ IPv6? อธิบาย 2019
