DRAMとSRAMの違い：構造・速度・コスト・用途を比較
DRAMは1個のコンデンサに電荷として1ビットを記憶するので、小さく安く作れる一方、定期的なリフレッシュが必要です。SRAMはトランジスタで作るラッチに記憶するので、速くてリフレッシュも不要ですが、1ビットあたりの面積が大きくなります。そのため、大容量のメインメモリにはDRAM、小容量で高速なキャッシュにはSRAMが使われます。
| 項目 | DRAM | SRAM |
|---|---|---|
| 記憶の仕組み | 1個のトランジスタと1個のコンデンサ(1T1C)。コンデンサにたまった電荷の有無が0と1 | 通常は6個のトランジスタ(6T)。2つのインバータをたすき掛けにしたラッチと、2つのアクセストランジスタ |
| リフレッシュ | 必要。電荷が漏れるため、一定時間ごと(代表的には64 ms以内)に全行の読み出しと書き直しをする | 不要。電源が入っている限り、ラッチがデータを保持する |
| 電源を切ったとき | データは消える(揮発性) | データは消える(揮発性) |
| 1ビットあたりの面積 | 小さい(セル面積は約6F²。Fは最小加工寸法) | 大きい(DRAMの10倍以上になる) |
| 速度 | 遅め。行の選択(アクティベート)とプリチャージが必要で、アクセスには数十ナノ秒かかる | 速い。プロセッサ内のSRAMは、1ナノ秒前後(数クロック)でアクセスできる |
| 1ビットあたりのコスト | 低い | 高い(面積が大きいため) |
| 待機時の電力 | 待機中もリフレッシュが必要(セルフリフレッシュで抑える) | リフレッシュは不要だが、大きな配列ではトランジスタのリーク電流が積み重なる |
| 製造プロセス | 深い構造のコンデンサや高誘電率(high-k)膜を使う、専用のメモリ工場で作る | 標準的なロジックのCMOSプロセスで作れ、プロセッサと同じチップに載せられる |
| 代表的な容量 | 1チップで数Gbit〜数十Gbit | プロセッサの各キャッシュで、数KB〜数十MB |
| 主な用途 | メインメモリ(DDR、LPDDR)、グラフィックスメモリ(GDDR、HBM) | CPU・GPUのキャッシュ、レジスタファイル、チップ内の小さな高速バッファ |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。