1T-SRAM -1T-SRAM

1T-SRAM je technologie pseudostatické paměti s náhodným přístupem (PSRAM) představená společností MoSys, Inc. , která nabízí alternativu s vysokou hustotou k tradiční statické paměti s náhodným přístupem (SRAM) v aplikacích vestavěné paměti. Mosys používá jednotranzistorovou paměťovou buňku (bitovou buňku), jako je dynamická paměť s náhodným přístupem (DRAM), ale obklopuje bitovou buňku řídicími obvody, díky nimž je paměť funkčně ekvivalentní SRAM (řadič skrývá všechny operace specifické pro DRAM, jako je přednabíjení a obnovit). 1T-SRAM (a PSRAM obecně) má standardní jednocyklové rozhraní SRAM a jeví se okolní logice stejně jako SRAM.

Díky své jednotranzistorové bitové buňce je 1T-SRAM menší než konvenční (šestitranzistorová nebo "6T") SRAM a velikostí a hustotou se blíží vestavěné DRAM ( eDRAM ). Zároveň má 1T-SRAM výkon srovnatelný s SRAM při multimegabitových hustotách, spotřebuje méně energie než eDRAM a vyrábí se standardním logickým procesem CMOS jako konvenční SRAM.

MoSys prodává 1T-SRAM jako fyzickou IP pro vestavěné (on-die) použití v aplikacích System-on-a-chip (SOC). Je k dispozici pro různé slévárenské procesy, včetně Chartered, SMIC, TSMC a UMC. Někteří inženýři používají termíny 1T-SRAM a „embedded DRAM“ zaměnitelně, protože některé slévárny poskytují 1T-SRAM od MoSys jako „eDRAM“. Jiné slévárny však poskytují 1T-SRAM jako odlišnou nabídku.

Technika

1T SRAM je postavena jako pole malých bank (typicky 128 řádků × 256 bitů/řádek, celkem 32 kilobitů ) spojených s mezipamětí SRAM velikosti banky a inteligentním řadičem. I když je ve srovnání s běžnou DRAM prostorově neefektivní, krátké řádky slov umožňují mnohem vyšší rychlosti, takže pole může provést plný smysl a předběžné nabití (cyklus RAS) na každý přístup a poskytuje vysokorychlostní náhodný přístup. Každý přístup je do jedné banky, což umožňuje současné obnovení nepoužívaných bank. Každý řádek načtený z aktivní banky se navíc zkopíruje do mezipaměti SRAM o velikosti banky . V případě opakovaných přístupů do jedné banky, které by neumožnily čas na obnovovací cykly, jsou dvě možnosti: buď jsou přístupy všechny do různých řádků, v takovém případě se všechny řádky obnoví automaticky, nebo se k některým řádkům přistupuje opakovaně. V druhém případě mezipaměť poskytuje data a poskytuje čas na obnovení nevyužitého řádku aktivní banky.

Existují čtyři generace 1T-SRAM:

Originál 1T-SRAM

Přibližně poloviční velikost 6T-SRAM, méně než poloviční výkon.

1T-SRAM-M

Varianta s nižší spotřebou energie v pohotovostním režimu, pro aplikace jako jsou mobilní telefony.

1T-SRAM-R

Zahrnuje ECC pro nižší míru měkkých chyb . Aby se zabránilo plošnému postihu, používá menší bitové buňky, které mají ze své podstaty vyšší chybovost, ale ECC to více než vynahrazuje.

1T-SRAM-Q

Tato verze se „čtyřnásobnou hustotou“ používá mírně nestandardní výrobní proces k výrobě menšího složeného kondenzátoru, což umožňuje opět snížit velikost paměti na polovinu oproti 1T-SRAM-R. To mírně zvyšuje náklady na výrobu waferů, ale neinterferuje s výrobou logických tranzistorů tak, jak to dělá konvenční konstrukce kondenzátorů DRAM.

Srovnání s jinými technologiemi vestavěných pamětí

1T-SRAM má rychlost srovnatelnou s 6T-SRAM (při multimegabitových hustotách). Je výrazně rychlejší než eDRAM a varianta „čtyřnásobné hustoty“ je jen o něco větší (uvádí se 10–15 %). U většiny slévárenských procesů vyžadují návrhy s eDRAM další (a nákladné) masky a kroky zpracování, které kompenzují náklady na větší matrici 1T-SRAM. Některé z těchto kroků také vyžadují velmi vysoké teploty a musí k nim dojít po vytvoření logických tranzistorů, což může vést k jejich poškození.

1T-SRAM je k dispozici také ve formě zařízení (IC). Nintendo GameCube byl první systém videohry, který používal 1T-SRAM jako primární (hlavní) paměťové úložiště; GameCube má několik vyhrazených zařízení 1T-SRAM. 1T-SRAM je také použit v nástupci GameCube, konzole Wii společnosti Nintendo .

Všimněte si, že to není totéž jako 1T DRAM , což je "bezkondenzátorová" buňka DRAM postavená pomocí parazitního kanálového kondenzátoru SOI tranzistorů spíše než diskrétního kondenzátoru.

MoSys tvrdí následující velikosti pro pole 1T-SRAM:

Viz také

US Patent 7,146,454 "Hiding refresh in 1T-SRAM Architecture"* (od Cypress Semiconductor ) popisuje podobný systém pro skrytí obnovy DRAM pomocí mezipaměti SRAM.

Reference

• Glaskowsky, Peter N. (1999-09-13). „MoSys vysvětluje technologii 1T-SRAM: Jedinečná architektura skrývá osvěžení, díky čemuž DRAM funguje jako SRAM“ (PDF) . Zpráva o mikroprocesoru . 13 (12) . Získáno 2007-10-06 .
• Jones, Mark-Eric (2003-10-14). 1T-SRAM-Q: Technologie Quad-Density otěží spirálovité požadavky na paměť (PDF) (zpráva). Společnost MoSys, Inc. Získáno 2007-10-06 .
• Domovská stránka MoSys
• Patent US 6 256 248 ukazuje pole DRAM v srdci 1T-SRAM.
• US Patent 6,487,135 používá termín "1T DRAM" k popisu vnitřností 1T-SRAM.
• Mládež, Techfor (2002-12-16). "Makra 1-T SRAM jsou předkonfigurována pro rychlou integraci do návrhů SoC" . Archivováno z originálu dne 20.07.2019 . Staženo 21.08.2020 .
• Cataldo, Anthony (2002-12-16). "NEC, Mosys tlačí hranice vestavěné DRAM" . EE Times . ISSN  0192-1541 . Získáno 2007-10-06 .