DRAM이란? (2) Generation, Structure

 

2023.07.05 - [Knowledge] - DRAM이란? (1) 기본동작 Read, Write, Refresh

DRAM이란? (1) 기본동작 Read, Write, Refresh

DRAM Generation

RAM: Random-Access Memo

SDRAM: Synchronous Dynamic Random-Access Memory

SDR: Single Data Rate

DDR: Double Data Rate

LPDDR: Low Power Double Data Rate

GDDR: Graphics Double Data Rate

DRAM structure

 

Sense Amplifier

최근의 DRAM 디바이스에서 sense amplifier는 일반적으로 세 가지의 기능을 수행합니다.

첫 번째는 액세스 트랜지스터가 켜지고 저장 커패시터의 전하가 비트라인상에 놓였을 때 발생하는 작은 전압의 변화를 감지하고 분리된 비트라인에 공급되는 기준 전압과 비트라인상의 전압을 비교하고 이 차이를 최대로 증폭시켜 저장된 값을 0 또는 1로 인식될 수 있게 합니다.

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두 번째 기능은 비트라인상의 전압을 감지하고 증폭시킨 후 셀의 값을 다시 저장하는 것입니다. 액세스 트랜지스터가 켜지는 것은 저장 커패시터가 비트라인과 저장된 전하를 공유하도록 합니다. DRAM의 읽기 작업(저장 셀로부터 전하를 공유하는 과정)은 커패시터가 전하를 방전하게 합니다. 전하 공유 과정이 일어난 후 저장 셀의 전압과 비트라인의 전압은 거의 같아지고, 이 전압 값은 다른 리드 동작에서는 사용하지 못합니다. 결과적으로 sense amplifier 감지와 증폭 동작이 수행된 후 증폭된 전압 값을 저장 셀에 복원시켜야만 합니다.

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세 번째 기능은 임시 데이터 저장소로 활용되는 것입니다. 즉, 저장 셀에 저장된 데이터 값이 감지되고 증폭된 후 sense amplifier는 DRAM 어레이가 다른 과정들을 위해 충전되고 준비될 때까지 감지한 데이터 값을 가지고 있게 됩니다. 이러한 방법으로 셀의 같은 로우에 있는 데이터는 반복된 로우 액세스 신호 없이 sense amplifier로부터 데이터를 읽을 수 있게 됩니다. 이러한 역할을 보자면 sense amplifier 어레이는 데이터의 전체 로우를 임시 저장하는 로우 버퍼의 역할을 수행한다고 말할 수도 있습니다. 물론 이런 방식으로 동작하게 된다면 sense amplifier는 대기 전력 이상의 추가적인 전력을 소모하게 됩니다.

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메모리 컨트롤러의 효과적인 sense amplifier 동작 관리는 성능과 전력 소모 사이에서 최적의 트레이드 오프를 찾는 아주 중요한 일이라고 볼 수 있습니다.