动态随机存储器

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动态随机存储器，又称动态RAM^[1]（dynamic random-access memory, DRAM，中国大陆作动态随机存储器，又称动态RAM^[1]，台湾作动态随机存取记忆体），是一种半导体存储器，通常被用作主存储器，用于存储运行中的程序和数据。在DRAM中，每个记忆单元由一个电容和一个晶体管组成，主要的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制位元（bit）是1还是0。与大部分的随机存储器（RAM）一样，存在DRAM中的资料会在电力切断以后很快消失，因此它属于一种易失性存储器（volatile memory）装置。

由于晶体管会有漏电流的现象，导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确的判别数据，进而导致数据毁损。因此对于DRAM来说，周期性地充电是一个不可避免的条件。由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态”存储器。相对来说，静态存储器（SRAM）只要存入数据后，即使不刷新也不会丢失记忆。

DRAM与静态随机存储器（Static random-access memory，SRAM）相比，具有更高的密度和较低的成本，因为其每一个位元的资料都只需一个电容跟一个晶体管来处理，而SRAM上一个位元通常需要六个晶体管。正因这缘故，DRAM拥有非常高的密度，单位体积的容量较高，成本也较低。但相反的，DRAM也有存取速度较慢，耗电量较大的缺点。为了进一步提高速度，人们开发了同步（synchronous）DRAM或SDRAM，操作与外部时钟同步，以实现高速运行。如今，DRAM一般都指SDRAM。^[2]

由于动态随机存储器具有较高的密度和较低的成本，因此它被广泛应用于个人电脑、伺服器、智能电话和其他电脑系统中。但是，由于其刷新操作和其他诸多因素，动态随机存储器的性能和可靠性有时会受到影响。因此，在设计和实现电脑系统时，需要考虑适当的存储器架构和控制策略，以确保高效的运行和稳定性。

动态随机存储器通常被组织成一系列的存储器晶片，这些晶片可以通过总线或其他互连技术进行连接。每个存储器晶片可以包含数百万到几十亿个记忆单元。由于DRAM存储器需要刷新操作，因此通常需要使用一些控制电路，例如存储器控制器或存储器接口控制器，以管理存储器操作，如读取、写入、刷新等。

DRAM通常以一个电容和一个晶体管为一个单元排成二维矩阵，左图所示是一个4×4的矩阵。基本的操作机制分为读(Read)和写(Write)，读的时候先让Bitline(BL)先充电到操作电压的一半，然后再把晶体管打开让BL和电容产生电荷共享的现象，若内部存储的值为1，则BL的电压会被电荷共享抬高到高于操作电压的一半，反之，若内部存储的值为0，则会把BL的电压拉低到低于操作电压的一半，得到了BL的电压后，再经过放大器来判别出内部的值为0和1。写的时候会把晶体管打开，若要写1时则把BL电压抬高到操作电压使电容上存储著操作电压，若要写0时则把BL降低到0伏特使电容内部没有电荷。

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