SDRAM = זכרון גישה אקראית דינמי סינכרוני
כדי להבין מהו זיכרון SDRAM , ראשית יש להבין מה הוא זכרון גישה אקראית (RAM), ההבדלים בין DRAM (זכרון גישה אקראית דינמי) ו SRAM (זכרון גישה אקראית סטטי) ולבסוף, את ההבדלים בין DRAM סינכרוני לבין DRAM אסינכרוני.
'זיכרון אקראי' הוא דרך אחסון מידע. כיום הוא בצורת מעגלים משולבים המאפשרים לאחסן מידע ולגשת אליו בכל סדר שהוא. "אקראי" מתייחס לרעיון שניתן לגשת לכל פיסת מידע אקראית שנבחרת בזמן קבוע ללא תלות במיקומה והאם היא קשורה לפיסת המידע הקודמת.
'זיכרון אקראי סטטי' (SRAM) עובד על פי עקרון של מתג דולק או כבוי ודורש 2 עד 4 טרנסיסטורים כדי לאחסן כל ביט של מידע (לביט יש שני מצבים, דולק או כבוי והוא יחידת האחסון הקטנה ביותר המהווה תא זיכרון אחד).
'זיכרון אקראי דינמי' (DRAM), לעומת זאת, מבוסס על יכולתו של קבל לשמור מטען ודורש רק טרנסיסטור אחד לכול ביט. בגלל שתאי ה DRAM קטנים מאלה של ה SRAM, יצרנים יכולים להכניס יותר זכרון לאותו הגודל וכך להפחית את העלות לכול ביט. היות שקבלים אמיתיים דולפים, האינפורמציה דועכת אלא אם הקבל מרוענן באופן מחזורי. דרישת רענון זו היא הסיבה שהזיכרון הינו דינמי בניגוד ל SRAM וזכרונות סטטיים אחרים.
 | כדי להבין כיצד פועל תא זיכרון דינמי, בואו נדמיין דלי עם חורים בתחתית. תא זיכרון דינמי הוא פשוט קבל עם מטען כלשהו. אם תא הזיכרון טעון במלואו אנו מדמיינים את דלי מלא במים. בדיוק כמו שהמים זולגים מהדלי, כך גם המטען זולג מהקבל. כעת, נאמר שכאשר הדלי מלא מים הוא מייצג '1 לוגי' וכאשר הוא ריק הוא מייצג '0 לוגי'. כדי לשמור על הערך בתא הזיכרון, אנחנו צריכים לעבור מידי פעם על כל הדלאים ולמלא מים באלו שעוד נשאר בהם מים, כדי שימשיכו לייצג '1 לוגי'. פעולה זו נקראת 'רענון'. אם נגיע למצב שמאחד הדלאים זלגו כל המים נאבד את המידע שהיה שמור בו. לכן בזיכרון דינמי עלינו לבצע רענון בכל פרק זמן מסויים. פרק זמן זה צריך להיות קצר מפרק הזמן שלוקח לדלאים להתרוקן. |
זיכרון דינמי משתמש במנגנון רענון במטרה לשמר את המטען וכך את המידע המאוחסן בו, בעוד שזיכרון סטטי לא צריך לרענן כי הוא משתמש בדליים יקרים יותר אשר לא דולפים. כשאנו רוצים לקרוא מהזיכרון, עלינו לקבוע עבור כל תא בזיכרון האם הוא מייצג '1לוגי' או '0 לוגי'. מכיוון שהדלאים דולפים עלינו למדוד את כמות המים המדוייקת ועל פיה להחליט האם מדובר ב-'1 לוגי' או '0 לוגי'. יש גובה מים מסויים שמעליו זה יהיה '1 לוגי' ומתחתיו זה יחשב '0 לוגי'. לזיכרון הדינמי רכיב אנלוגי המודד את רמת המתח. לרכיב זה לוקח יותר זמן מאשר לרכיב הדיגיטלי המקביל הנמצא בזיכרון סטטי. לכן זיכרון דינמי איטי יותר מזיכרון סטטי. היתרון הוא שבזיכרון דינמי ניתן להכניס יותר תאי זיכרון בעלות נמוכה יותר. אם לא נרענן את הזיכרון בתדירות המתאימה או שהרענון יופרע, אנחנו נאבד את המידע בזכרון. לכן אנו נאלצים לעצור את פעילות הזיכרון כל פרק זמן מסויים כדי לבצע רענון. |
יחידה בסיסית של DRAM |
זיכרון SDRAM הינו זיכרון DRAM שהוא גם סינכרוני, כלומר מסונכרן עם אותו שעון של ה-bus של המחשב.
ל-DRAM הקלאסי יש ממשק אסינכרוני, מה שאומר שהוא מגיב במהירות המרבית לשינויים באותות הבקרה. ל-SDRAM יש ממשק סינכרוני, מה שאומר שהוא ממתין לאות שעון לפני שהוא מגיב לאותות בקרה וכך הוא מסונכרן עם ה bus של המחשב. שעון זה מניע מכונת מצבים סופית המנהלת pipelining להוראות נכנסות. הדבר מאפשר תבניות פעולה מורכבות יותר מאלה של ה DRAM הבלתי סינכרוני, מה שמאפשר מהירות עבודה גבוהה יותר.
Pipelining פירושו שניתן לקבל הוראות חדשות לפני שמסתיים הטיפול בקודמות.
בכתיבה ב Pipeline ניתן לשלוח פקודת כתיבה נוספת ישירות לאחר פקודת כתיבה בלא להמתין שהמידע ייכתב למערך הזכרון.
בקריאה ב Pipeline המידע הנדרש מגיע מספר מחזורים קבוע לאחר פקודת הקריאה ובמהלך מחזורי שעון אלה ניתן לשלוח פקודות נוספות. (מספר מחזורי ההשהייה ידוע כ Latency והינו שיקול חשוב כאשר בוחרים SDRAM למחשב).
