S-RAM
S-RAM (Static RAM) — статическая оперативная память или кеш принципиально отличается от других видов памяти. Главная особенность и отличие от DRAM состоит в том, что для её сохранения не требуется постоянная регенерация. Время доступа SRAM 2 нс, что позволяет ей работать синхронно с процессором на частоте 500 МГц и выше. В итоге SRAM имеет более высокое быстродействие. Для хранения информации в SRAM не используются конденсаторы, поэтому этот тип памяти может хранить информацию до тех пор пока включен компьютер без постоянной регенерации.
Главный недостаток SRAM это крайне низкая плотность. В итоге при больших физических размерах она имеет крайне низкую ёмкость. К тому же использование транзисторов вместо конденсаторов и их кластерное размещение значительно увеличивает цену устройства. По этим причинам в РС используют только небольшой объём SRAM, которая используется в качестве кеш-памяти. При работе SRAM читает данные непосредственно из более медленной динамичной оперативной памяти. Эффективность кеш-памяти определяется количеством удачных обращений к ней процессора. А поскольку быстродействие SRAM сопоставимо с быстродействием процессора, то контролёр кеша может предугадать потребности процессора и предварительно загрузить необходимые данные. То есть если информацию процессор получил от кеш, такое обращение считается удачным. Если же этого не произошло, то процессор должен обращаться к DRAM и в этом случае ему приходится немного ждать. Продолжительность цикла современных процессоров не превышает 4 нс, а скорость оперативной памяти доходит до 60 нс. В итоге замедление может быть настолько ощутимым, словно процессор имеет тактовую частоту 16 МГц.
Чтобы повысить эффективность работы всей системы современные компьютеры оснащены двумя видами кеш-памяти. Кеш-память первого уровня (L1), или внутренний кеш, встроена в процессор. Кеш-память второго уровня (L2) долгое время устанавливали на системной плате рядом с разъёмом процессора и работала на одной с ним частоте. Начиная с Pentium Pro кеш-память второго уровня хоть и находится вне кристалла процессора, тем не менее является его частью и монтируется в одном с ним корпусе. А в самых последних моделях, кеш-память второго уровня, так же как и первого, является частью микросхемы процессора и работает на его частоте, половинной или трети.
