SRAM (Static Random Access Memory)
Was ist SRAM (Static Random Access Memory)?
SRAM (Static Random Access Memory) ist eine Art von RAM, der die Datenbits im Memory behält, solange er mit Strom versorgt wird. Im Gegensatz zu dynamischem RAM (DRAM), das ständig aufgefrischt werden muss, ist dies bei SRAM nicht erforderlich, was zu einer besseren Leistung und einem geringeren Stromverbrauch führt. Allerdings ist SRAM auch teurer als DRAM und benötigt viel mehr Platz.
SRAM wird in der Regel für den Cache-Speicher eines Computers verwendet, zum Beispiel für den L2- oder L3-Cache eines Prozessors. Für den Hauptspeicher eines Computers wird es aufgrund seiner Kosten und Größe nicht verwendet. Die meisten Computer verwenden stattdessen DRAM, da dieser eine höhere Speicherdichte bei geringeren Kosten pro Megabyte (MB) unterstützt. SRAM wird jedoch häufig für andere Zwecke verwendet. So kann es beispielsweise Teil eines RAM-Digital-Analog-Wandlers (RAMDAC) in der Video- oder Grafikkarte eines Computers sein. Er kann auch in einem Festplattenlaufwerk als Puffer-Cache, in einem Peripheriegerät wie einem Drucker oder LCD-Display oder in einem Netzwerkgerät wie einem Router oder Switch verwendet werden.
SRAM ist auch in anderen Geräten zu finden. So werden SRAM-Chips häufig in Mobiltelefonen, Wearables und anderen Geräten der Unterhaltungselektronik eingesetzt. Sie können auch in medizinische Produkte eingebettet sein, die von Hörgeräten bis hin zu Body Area Networks reichen, die mehrere in den Körper eingebettete Geräte umfassen. Darüber hinaus wird SRAM in Spielzeug, Haushaltsgeräten, Automobilen, Industrieanlagen und einer Vielzahl von IoT-Geräten eingesetzt.
Statischer RAM vs. dynamischer RAM
Sowohl SRAM als auch DRAM gehören zu den flüchtigen Speichern, das heißt sie verlieren ihre Daten, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Trotz dieser Ähnlichkeit unterscheiden sie sich in wichtigen Punkten. Ein großer Teil dieses Unterschieds liegt in ihrem Aufbau. SRAM verwendet eine Flip-Flop-Schaltung, um jedes Datenbit zu speichern. Die Schaltung liefert zwei stabile Zustände, die als 1 oder 0 gelesen werden. Um diese Zustände zu unterstützen, benötigt die Schaltung sechs Transistoren, vier zum Speichern des Bits und zwei zur Steuerung des Zugriffs auf die Zelle. Wegen all dieser Transistoren hat ein SRAM-Chip eine viel geringere Kapazität als ein DRAM-Chip vergleichbarer Größe.
Ein DRAM benötigt nur einen Transistor und einen Kondensator, um ein Bit zu speichern. Der Kondensator enthält die Elektronen, die bestimmen, ob das Bit eine 0 oder eine 1 ist. Der Transistor fungiert als Schalter zum Auslesen und Ändern des Zustands des Kondensators. Leider neigen DRAM-Kondensatoren dazu, Elektronen abzugeben und ihre Ladung zu verlieren, so dass sie in regelmäßigen Abständen aufgefrischt werden müssen, um ihre Daten zu behalten, was die Zugriffsgeschwindigkeit beeinträchtigen und den Stromverbrauch erhöhen kann.
Aufgrund der unterschiedlichen Architekturen ist SRAM in der Regel leistungsfähiger und verbraucht weniger Strom, vor allem, wenn es sich im Leerlauf befindet (idle). Es kann jedoch nicht so viele Daten wie DRAM speichern und ist teurer. In der folgenden Tabelle sind einige der Hauptunterschiede zwischen SRAM und DRAM aufgeführt.
Sowohl SRAM als auch DRAM sind den meisten heutigen nichtflüchtigen Speichern weit überlegen, selbst der neuesten Generation von Flash-Laufwerken und Storage Class Memory (CSM) wie Intel Optane. Computersysteme werden wahrscheinlich noch einige Zeit auf SRAM und DRAM angewiesen sein, auch wenn derzeit intensiv an Alternativen für Memory und Storage geforscht wird.
Bis dahin bieten SRAM und DRAM sowohl Vor- als auch Nachteile, die sie für bestimmte Anwendungsfälle am besten geeignet machen. Aus diesem Grund wird DRAM für den Arbeitsspeicher eines Computers und SRAM für den Cache verwendet, der die schnellstmöglichen Zugriffsgeschwindigkeiten erfordert. SRAM kann für jede Art von Gerät eingesetzt werden, bei dem Leistung und Stromverbrauch von größter Bedeutung sind.
