选择适合的SRAM存储器的技巧

SRAM(静态随机存取存储器)是一种只要在供电条件下便能够存储数据的存储器件，而且是大多数高性能系统的一个关键部分。SRAM存储器具有众多的架构，各针对一种特定的应用。本文旨在对目前市面上现有的SRAM做全面评述，并简要说明就某些特定用途而言，哪类SRAM存储器是其最佳选择。 SRAM从高层次上可以划分为两个大类：即同步型和异步型。同步型SRAM采用一个输入时钟来启动至存储器的所有事务处理(读、写、取消选定等)。而异步型SRAM则并不具备时钟输入，且必须监视输入以获取来自控制器的命令。一旦识别出某条命令，这些器件将立即加以执行。

与某一特定应用相适应的最佳SRAM的选择取决于多个因素，其中包括功率限制、带宽要求、密度以及读/写操作模式等。可满足不同系统要求的同步型和异步型SRAM多种多样，本文将逐一加以说明。

各种同步型SRAM比较

同步型SRAM存储器于上个世纪80年代后期首度面市，最初是面向具有极高性能的工作站和服务器中的第二级(L2)高速缓冲存储器应用。进入上个世纪90年代中期之后，它又在较为主流的应用 (包括个人电脑中的第二级高速缓冲存储器)中寻觅到了自己的用武之地。自那以后，在包括高性能网络在内的众多应用的设计中，同步型SRAM大行其道(在这些应用中，它们通常被用于数据缓冲器、高速暂存器、队列管理功能和统计缓冲器)。

同步型SRAM存储器又可以采用多种不同的架构。下文将对某些“主流”的器件做简要说明。

1：标准同步型SRAM

标准同步型SRAM是被“主流应用”所接纳的第一种同步型SRAM。这些器件虽然主要面向PC L2高速缓冲存储器应用，但也渗透到了非PC应用领域中，比如网络、电信、数字信号处理(DSP)以及医疗和测试设备。其中，标准同步型SRAM存储器具有两种基本格式：流水线型和直通型。两者之间的差异是：直通型SRAM仅在输入端上具有寄存器，当地址和控制输入被捕获且一个读存取操作被启动时，数据将被允许“直接流”至输出端。当用户对初始延迟的重要性考虑超过对持续带宽的考究时，人们往往优先采用直通型架构。“流水线型”同步SRAM同时拥有一个输入寄存器和一个输出寄存器。流水线型SRAM所提供的工作频率和带宽通常高于直通型SRAM。因此，在需求较高宽带，而对初始延迟不是很敏感时，人们常常优先采用流水线型SRAM。

2：NoBLTM(无总线延迟)型SRAM

有些应用不允许“等待状态”。比如网络应用中“等待状态”有可能对性能产生严重的影响。为解决该问题，赛普拉斯公司推出了无总线延迟 (NoBL)型SRAM存储器。NoBL型SRAM与标准同步型SRAM很相似，但是拥有附加的片上逻辑电路，旨在完全消除标准同步型SRAM系列所需的 “等待状态”。通过消除这些“等待状态”，此类SRAM能够实现100%的总线利用率(丝毫不受读/写模式的影响)。该功能极大地改善了存储器性能，尤其是当存在频繁的读/写操作变换时。

NoBL型SRAM存储器也存在两种版本：直通型和流水线型。直通型NoBL SRAM始终具有一个单周期偏移，而NoBL流水线型SRAM则保持了一个双周期偏移。

3：四倍数据速率(QDRTM)型SRAM

尽管推出了NoBL型架构并使性能较之标准同步型SRAM有所改善，但某些系统对性能有着更高的要求。于是，赛普拉斯、Renesas、 IDT、NEC和三星等几家公司联合开发出了QDR型SRAM。QDR架构旨在满足那些要求低延迟且所需带宽明显高于NoBL型架构提供能力的“高带宽需求型”系统的需要。QDR型SRAM存储器与NoBL型SRAM最为显著的差异之一是前者的读端口和写端口是分开的。这些端口可独立工作，并支持并行的读和写事务处理。QDR型SRAM存储器能够以DDR传输速率(2倍)来支持两项同时出现的事务处理，四倍数据速率(QDR)的名称便是由此得来的。