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常见问题

SRAM在新一代IoT和可穿戴嵌入式设计中的作用

更新时间  2021-06-22 14:55 阅读
本文摘要:90年代中期,英特尔要求将SRAM集成到自己的处理器中,给全球独立的SRAM供应商带来了灾难。仅次于的SRAM市场(PC cache),一夜之间就消失了,只剩下几个细分市场。SRAM的高性能内存(面试时间短,待机功耗低)的价值主张,由于其价格和容量容差较高(目前最小容量为288Mb)而受到高度限制。 因为SRAM每个单元有四到六个晶体管,无法与DRAM和内存竞争(这两个内存每个单元只有一个晶体管);每个单元的晶体管越多,电路板的容量和成本就越低。

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90年代中期,英特尔要求将SRAM集成到自己的处理器中,给全球独立的SRAM供应商带来了灾难。仅次于的SRAM市场(PC cache),一夜之间就消失了,只剩下几个细分市场。SRAM的高性能内存(面试时间短,待机功耗低)的价值主张,由于其价格和容量容差较高(目前最小容量为288Mb)而受到高度限制。

因为SRAM每个单元有四到六个晶体管,无法与DRAM和内存竞争(这两个内存每个单元只有一个晶体管);每个单元的晶体管越多,电路板的容量和成本就越低。因此,对于拥有98%市场份额的传统存储应用来说,静态随机存取存储器是一个不切实际的解决方案。自从英特尔开始绘制静态随机存取存储器以来,大多数静态随机存取存储器供应商已经进行了适当的调整,或者重新开放工厂,或者丰富了静态随机存取存储器之外的其他产品组合。

SRAM的应用发生变化,排斥高性能的特殊应用,主要包括工业、汽车、国防等领域。从2002年到2013年,静态随机存取存储器市场的平均年填充增长率(CAGR)为-13%。然而,现在指出这项技术已经奄奄一息还为时过早。其实由于各种因素,未来几年,我们也不指望看到多年被冷落的SRAM卷土重来。

在本文中,我们将探讨使静态随机存储器重获新生的技术变革,以及使其满足未来市场需求的静态随机存储器技术的发展趋势。SRAM回归主流嵌入式设计SRAM回归主流设计的威力非常耐人寻味,试图取代SRAM的趋势又突然发生。英特尔要求对SRAM进行映射,这在当时是一个非常明智的决定。

静态随机存取存储器不仅更具成本效益,而且是最先进的解决方案。相比于外部的SRAM,嵌入式SRAM的存取时间更为突出。应该说,访问时间是缓存最关键的因素。

从那以后,处理器变得更强大、更小。随着处理器功能的日益强大,它们拒绝大幅提高缓存的性能。但与此同时,随着每一代新技术节点的出现,大大降低嵌入式缓存的容量成为一个更加困难的挑战。

静态随机存取存储器采用六晶体管架构(逻辑区域通常为四个晶体管/单元)。这意味着随着工艺节点的增加,每平方厘米的晶体管数量不会极高。

如此高的晶体管容量可能会导致许多问题,包括:硬错误复发的概率降低:随着工艺技术从130纳米增加到22纳米,硬错误率预计将快速增加7倍。输出减少:由于晶体管容量减小,加位单元大大增加,SRAM面积更容易不受工艺变化引起的缺陷影响。

这个缺陷不会降低处理器芯片的总输出。降低功耗:如果静态随机存取存储器位单元的大小必须与逻辑位单元的大小完全相同,静态随机存取存储器晶体管的大小必须增加到大于逻辑晶体管的大小。但晶体管尺寸的增大并不会导致溢出电流减小,最终导致待机功耗降低。有两种方法可以解决这个问题。

一种方法是在处理器或片上系统中对静态随机存取存储器区域和逻辑区域使用不同的技术节点。但这样做的后果是,大部分处理器区域都包含在静态随机存取存储器中。如果是,那么增加处理器芯片的原因就无法正式成立。

另一种方法是将静态随机存取存储器与处理器或控制器分开。一些技术创新实际上减缓了这种替代方案的建设。


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