메모리 - SRAM이란? 구조 및 원리

 

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 SRAM에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

1. SRAM이란?

 

Static Random Access Memory의 약자로 플립플롭 방식의 메모리 장치를 가지고 있는 RAM입니다.

DRAM과 마찬가지로 전원이 공급되는 동안만 내용을 기억하고 있습니다.

SRAM은 플립플롭 방식의 메모리 셀을 가지고 있기 때문에 

DRAM처럼 Refresh를 계속 해줄 필요가 없습니다.

즉, 전원이 공급되는 한 계속 기록된 데이터가 지워지지 않습니다.

 

하지만 회로가 비교적 복잡하여 집적도가 낮으며 가격이 비싸다는 단점이 있습니다.

따라서 소용량의 메모리나 캐시메모리에 주로 사용됩니다.

 

SRAM의 전력 소모는 클럭 주파수에 따라 많이 달라집니다.

고속 SRAM 같은 경우는 DRAM보다 훨씬 전력 소모가 큽니다.

 

 

2. SRAM의 구조

 

먼저 간단하게 SRAM의 구조를 나타내면 아래와 같습니다.

비트가 두 쌍의 인버터에 저장이 되며 인버터 두개가 붙은 플립플롭 구조라는 것을 알 수 있습니다.

 

예를 들어서 Bit Line에 High 라는 신호가 들어오게 될 경우

인버터를 통해서 1과 0이 값을 계속 유지할 수 있습니다.

 

인버터의 모습을 아래와 같이 TR의 구조로 나타낼 수 있습니다.

 

한 개의 bit를 저장하기 위해 그림과 같이 여섯 개의 트랜지스터가 필요합니다.

그래서 DRAM에 비해 집적도도 낮고 가격도 더 비쌀 수 밖에 없습니다.

 

 

3. SRAM의 동작 원리

 

1) Write

 

우선 WL에 1을 입력하여 해당 셀을 선택하도록 합니다.

그 후 BL에 1 Not BL에 0을 입력하면 위의 그림과 같이 전원이 들어가 있는 한

계속 같은 상태를 유지하게 됩니다.

이 상태에서 WL를 0으로 만들면 두 TR은 Off가 되어 새로운 데이터가 들어가지 않습니다.

즉, 0과 1이라는 데이터가 계속 유지하고 있는 것입니다.

DRAM과 달리 주기적으로 Refresh를 해줄 필요가 없습니다.

 

 

2) Read

 

읽는 방식은 비교적 더 간단합니다.

셀을 선택하기 위해 WL에 1의 입력을 주게 됩니다.

그러면 양쪽의 TR이 On이 되어 인버터의 출력이 각각의 비트라인으로 나가게 됩니다.

그 데이터를 읽어주면 되는 것입니다.

 

 

4. SRAM의 용도

 

SRAM의 중요한 특징 중 하나라고 하면

메모리 용량은 작지만 반응 속도가 매우 빠르다는 점입니다.

그래서 속도를 중요시하는 부분에서 많이 사용됩니다.

특히 컴퓨터의 캐쉬 메모리로 많이 사용이 되며 디지털 신호처리 회로등에도 사용이 됩니다.

 

 

저는 아직 DRAM과 SRAM을 직접 다뤄 본 경험은 없습니다.

하지만 곧 생길 예정입니다.

나중에 직접 메모리 접근까지 해보고 그 과정에 대해서 이야기 해보도록 하겠습니다.