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DRAM核心设计的新旧存取技术差异

作者: 来源: 2017-11-14 11:18:21 阅读 我要评论

区块空间的最大年夜置魅正比于数据接收器的┞符体效能,正比于那在储存单位内部的电容量(C_storage),反比于金属导线的寄生电容,反比于金属导线的总阻抗值,反比于电流路径之中的动态总泄漏电流(i_DTLC),这涵意等于每当有一储存阵列正在存取刹那就会根据各储存单位的储存电压值而动态地变更。经由电容器的电荷分压定律而能算出正在攫取数据刹那那在位元线上的电压值,亦即“V_BL(@reading)”,数学方程式如后,个中,“V_BL(@reading)”是那在位元线上的差别电压值,“V_precharge”是预充电的电压值,这电压值袈溱差动式储存阵列是1/2V_dd,在单端式储存阵列是0:

储存电压的差别

在进入这段的主题之前要先清跋扈定义以下的名词:“电源电压(V_dd)”是位于储存单位之外的供给电压,也就是向着数字逻辑电路而供给正电压的电源;“储存电压(V_storage)”是位于储存单位之内用于接收电压值并且尽量保持其所对应的逻辑准位来供给攫取时代的数据值;“辨别电压(V_discerning)”是数据接收器在攫取时代或更新时代可以或许对最渺小的电压变更而辨别数据值的极限值;“最小杂讯界线(V_margin〡MIN)”是数据接收器在攫取时代或更新时代内受到各类杂讯的干扰时也可以或许辨别数据值的最小界线电压值,这些杂讯包含电源杂讯以及切换杂讯;“最小差别电压(ΔV〡MIN))”等于辨别电压加上最小杂讯界线,是在攫取时代或更新时代可以或许在受到杂讯干扰刹那也能被数据接收器辨别数据值的最小储存电压,这电压也会影响更新时光的极限值。别的,“单位电压(V_cell)”是笔者揭橥有关SRAM的存取技巧时所提出的一种供给电压,这用处不合于储存电压。

图4出现差动式储存阵列以及单端式储存阵列的储存电压,并且突显在单一储存单位之中的差别。为了忽视不合的储存阵列在存取技巧上的差别,所以这电压波形图所对应到的硬体电路就是单一储存单元。换言之,这是设定在雷同的制程参数、电容量以及泄漏电流来比较关于储存电压的差别。

电晶体的┞发极电压(V_t)会使得储存电压低于电源电压,如不雅逐渐增长电晶体的┞发极电压则可使得储存电压逐渐趋近电源电压。差动式储存阵列为了去除闸极电压,于是在存取时代之内会令字组线的电压值至少达到电源电压加上闸极电压,使得最大年夜的储存电压等于电源电压。单端式储存阵列除了可经由上述的增压办法来达到同样的效不雅之外,尚可经由多闸极电压的制程技巧来应用高闸极电压的电晶体,如斯还能减小泄漏电流。对于减小泄漏电流的电路也能应用三阱制程(triple-well process)来设计列解码器的输出驱动器,如斯即可令字组线以负电压截止电晶体。

图4的电压波形图是出现去除闸极电压的影响而形成的工作状况。在写入时代之内,差动式储存阵列的储存电压会先达到预充电的电压值,然后达到所被写入的电压值;然而,单端式储存阵列没有预充电的电压值。在保持时代之内,差动式储存阵列的储存电压会逐渐趋近半倍的电源电压值;然而,单端式储存阵列是逐渐趋近最小的电压值,亦即接地电压值。由此看出单端式储存阵列的更新时光大年夜约是差动式储存阵列的二倍。

图5是为了突显差动式储存阵列与单端式储存阵列之间的效益差别,所以这电压波形图出现参加闸极电压所形成的影响。在写入时代之内,最大年夜的储存电压值低于电源电压值,这影响了差动式储存阵列的电压对称性。在保持时代之内,对于差动式储存阵列的储存电压,放电曲线比充电曲线更快达到半倍的电源电压值,使得更新时光被迫缩短。由此看出单端式储存阵列的更新时光跨越差动式储存阵列的二倍。

经由上述的分析而得知一些会影响时光的身分,个中,泄漏电流是重要身分,并且正比于工作温度。关于在差动式储存阵列内部单一单位的泄漏时光(tDleakage)以及在单端式储存阵列内部单一单位的泄漏时光(tSleakage)可由以下的数学方程式来表达,个中,“t_zeroing”代表单端式储存单位在每次对储存电压履行归零的时光,亦即启动主动保持功能的时光:

因为每当有一储存阵列正在存取刹那就会影响内部各储存单位的更新时光,所以其余储存单位受到这一存取功课而被缩短了更新时光就名为紧缩时光。差动式储存阵列的紧缩时光(σtDshrink)以及单端式储存阵列的紧缩时光(σtSshrink)可由以下的数学方程式来表达,个中,“t_precharge”代表预充电时光,“t_rdvwr”代表攫取或写入时光,“t_rewrite”代表回写时光:

关于各类储存阵列在工作中的动态更新时光(σt_refresh@working)可由以下的数学方程式来表达,并且动态更新时光不合于设计上的更新时光,个中,“T_access”代表履行存取功课的次数:

图4:储存单位(不带Vt)的储存电压比较


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本文标题:DRAM核心设计的新旧存取技术差异

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关键词: 探索发现

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