動態隨機存取記憶體

動態隨機存取記憶體（dynamic random-access memory, DRAM，中國大陸作動態隨機存儲器，又稱動態RAM^[1]，台灣作動態隨機存取記憶體），是一種半導體記憶體，通常被用作主記憶體，用於儲存運行中的程式和數據。在DRAM中，每個記憶單元由一個電容和一個電晶體組成，主要的作用原理是利用電容內儲存電荷的多寡來代表一個二進制位元（bit）是1還是0。與大部分的隨機存取記憶體（RAM）一樣，存在DRAM中的資料會在電力切斷以後很快消失，因此它屬於一種揮發性記憶體（volatile memory）裝置。

由於電晶體會有漏電流的現象，導致電容上所儲存的電荷數量並不足以正確的判別數據，進而導致數據毀損。因此對於DRAM來說，周期性地充電是一個不可避免的條件。由於這種需要定時重新整理的特性，因此被稱為「動態」記憶體。相對來說，靜態記憶體（SRAM）只要存入數據後，即使不重新整理也不會遺失記憶。

DRAM與靜態隨機存取記憶體（Static random-access memory，SRAM）相比，具有更高的密度和較低的成本，因為其每一個位元的資料都只需一個電容跟一個電晶體來處理，而SRAM上一個位元通常需要六個電晶體。正因這緣故，DRAM擁有非常高的密度，單位體積的容量較高，成本也較低。但相反的，DRAM也有存取速度較慢，耗電量較大的缺點。為了進一步提高速度，人們開發了同步（synchronous）DRAM或SDRAM，操作與外部時鐘同步，以實現高速執行。如今，DRAM一般都指SDRAM。^[2]

由於動態隨機存取記憶體具有較高的密度和較低的成本，因此它被廣泛應用於個人電腦、伺服器、智能電話和其他計算機系統中。但是，由於其重新整理操作和其他諸多因素，動態隨機存取記憶體的效能和可靠性有時會受到影響。因此，在設計和實現計算機系統時，需要考慮適當的記憶體架構和控制策略，以確保高效的運行和穩定性。

動態隨機存取記憶體通常被組織成一系列的記憶體晶片，這些晶片可以通過總線或其他互連技術進行連接。每個記憶體晶片可以包含數百萬到幾十億個記憶單元。由於DRAM儲存器需要重新整理操作，因此通常需要使用一些控制電路，例如記憶體控制器或記憶體介面控制器，以管理儲存器操作，如讀取、寫入、重新整理等。

工作原理

DRAM讀操作舉例，在簡單的4x4矩陣上

DRAM通常以一個電容和一個電晶體為一個單元排成二維矩陣，左圖所示是一個4×4的矩陣。基本的操作機制分為讀(Read)和寫(Write)，讀的時候先讓Bitline(BL)先充電到操作電壓的一半，然後再把電晶體打開讓BL和電容產生電荷共用的現象，若內部儲存的值為1，則BL的電壓會被電荷共用抬高到高於操作電壓的一半，反之，若內部儲存的值為0，則會把BL的電壓拉低到低於操作電壓的一半，得到了BL的電壓後，再經過放大器來判別出內部的值為0和1。寫的時候會把電晶體打開，若要寫1時則把BL電壓抬高到操作電壓使電容上儲存著操作電壓，若要寫0時則把BL降低到0伏特使電容內部沒有電荷。

相關條目

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• 動態隨機記憶體價格操縱
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  • DDR SDRAM
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  • DDR5 SDRAM

參考文獻

1. 教育部教育考試院．全國電腦等級考試二級教程：公共基礎知識 [M]．北京：高等教育出版社, 2022 (2023-05): 7-8.
2. High-bandwidth memory interface. New York: Springer. 2013. ISBN 978-3-319-02380-9. 缺少或|title=為空 (幫助)