Mémoire SRAM : RAM statique

Tutoriel sur la mémoire à semi-conducteurs comprend :
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Types de mémoire : DRAM EEPROM Flash FRAM MRAM Mémoire à changement de phase SDRAM SRAM

La SRAM ou mémoire vive statique est une forme de mémoire à semi-conducteurs largement utilisée dans l’électronique, les microprocesseurs et les applications informatiques générales. Cette forme de mémoire à semi-conducteurs tire son nom du fait que les données y sont conservées de manière statique, et n’ont pas besoin d’être mises à jour dynamiquement comme dans le cas de la mémoire DRAM. Bien que les données dans la mémoire SRAM n’aient pas besoin d’être rafraîchies dynamiquement, elles sont toujours volatiles, ce qui signifie que lorsque l’alimentation est retirée du dispositif de mémoire, les données ne sont pas conservées et disparaissent.

Les bases de la SRAM

La SRAM – mémoire vive statique – présente deux caractéristiques essentielles qui la distinguent des autres types de mémoire disponibles :

• Les données sont conservées de manière statique : Cela signifie que les données sont maintenues dans la mémoire à semi-conducteurs sans qu’il soit nécessaire de les rafraîchir tant que l’alimentation est appliquée à la mémoire.
• La mémoire SRAM est une forme de mémoire à accès aléatoire : Une mémoire à accès aléatoire est une mémoire dans laquelle les emplacements de la mémoire à semi-conducteurs peuvent être écrits ou lus dans n’importe quel ordre, indépendamment du dernier emplacement de mémoire auquel on a accédé.

Le circuit d’une cellule de mémoire SRAM individuelle comprend typiquement quatre transistors configurés comme deux inverseurs à couplage croisé. Dans ce format, le circuit a deux états stables, et ceux-ci correspondent aux états logiques « 0 » et « 1 ». En plus des quatre transistors de la cellule de mémoire de base, deux transistors supplémentaires sont nécessaires pour contrôler l’accès à la cellule de mémoire pendant les opérations de lecture et d’écriture. Cela fait un total de six transistors, ce qui donne ce que l’on appelle une cellule de mémoire 6T. Parfois, des transistors supplémentaires sont utilisés pour obtenir des cellules de mémoire de 8T ou 10T. Ces transistors supplémentaires sont utilisés pour des fonctions telles que la mise en œuvre de ports supplémentaires dans un fichier de registre, etc. pour la mémoire SRAM.

Bien que n’importe quel dispositif de commutation à trois bornes puisse être utilisé dans une SRAM, les MOSFET et en particulier la technologie CMOS sont normalement utilisés pour garantir l’obtention de très faibles niveaux de consommation d’énergie. Les mémoires à semi-conducteurs s’étendant à de très grandes dimensions, chaque cellule doit atteindre des niveaux très bas de consommation d’énergie pour garantir que la puce globale ne dissipe pas trop d’énergie.

Fonctionnement de la cellule de mémoire SRAM

Le fonctionnement de la cellule de mémoire SRAM est relativement simple. Lorsque la cellule est sélectionnée, la valeur à écrire est stockée dans les bascules à couplage croisé. Les cellules sont disposées en matrice, chaque cellule étant adressable individuellement. La plupart des mémoires SRAM sélectionnent une rangée entière de cellules à la fois, et lisent le contenu de toutes les cellules de la rangée le long des lignes de colonnes.

Bien qu’il ne soit pas nécessaire d’avoir deux lignes de bits, en utilisant le signal et son inverse, c’est une pratique normale qui améliore les marges de bruit et améliore l’intégrité des données. Les deux lignes de bits sont passées à deux ports d’entrée sur un comparateur pour permettre d’accéder aux avantages du mode de données différentielles, et les petites oscillations de tension présentes peuvent être détectées plus précisément.

L’accès à la cellule de mémoire SRAM est activé par la ligne de mot. Celle-ci commande les deux transistors de contrôle d’accès qui contrôlent si la cellule doit être connectée aux lignes de bits. Ces deux lignes sont utilisées pour transférer les données pour les opérations de lecture et d’écriture.

Applications de la mémoire SRAM

Il existe de nombreux types de mémoire à semi-conducteurs disponibles de nos jours. Des choix doivent être faits concernant le type de mémoire correct pour une application donnée. Les deux types les plus utilisés sont probablement la mémoire DRAM et la mémoire SRAM, qui sont toutes deux utilisées dans les processeurs et les ordinateurs. De ces deux types de mémoire, la SRAM est un peu plus chère que la DRAM. Cependant, la SRAM est plus rapide et consomme moins d’énergie, surtout lorsqu’elle est inactive. En outre, la mémoire SRAM est plus facile à contrôler que la DRAM, car les cycles de rafraîchissement ne doivent pas être pris en compte, et la façon dont on accède à la SRAM est plus exactement un accès aléatoire. Un autre avantage de la SRAM est qu’elle est plus dense que la DRAM.

En raison de ces paramètres, la mémoire SRAM est utilisée lorsque la vitesse ou la faible puissance sont des considérations. Sa densité plus élevée et sa structure moins compliquée la prêtent également à une utilisation dans des scénarios de mémoire à semi-conducteurs où une mémoire de haute capacité est utilisée, comme dans le cas de la mémoire de travail au sein des ordinateurs.

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