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❒ 靜態隨機存取記憶體(SRAM：Static RAM)
以6個電晶體(MOS)來儲存1個位元(1bit)的資料，而且使用時「不需要」週期性地補充電源來保持記憶的內容，故稱為「靜態(Static)」。SRAM的構造較複雜(6個電晶體儲存1個位元的資料)，不使用電容所以存取速度較快，但是成本也較高，因此一般都製作成對容量要求較低但是對速度要求較高的記憶體，例如：中央處理器(CPU)內建256KB、512KB、1MB的「快取記憶體(Cache memory)」，一般都是使用SRAM。

❒ 動態隨機存取記憶體(DRAM：Dynamic RAM)
以1個電晶體(MOS)加上1個電容(Capacitor)來儲存1個位元(1bit)的資料，而且使用時「需要」週期性地補充電源來保持記憶的內容，故稱為「動態(Dynamic)」。DRAM構造較簡單(1個電晶體加上1個電容)，由於電容充電放電需要較長的時間造成存取速度較慢，但是成本也較低，因此一般製作成對容量要求較高但是對速度要求較低的記憶體，例如：個人電腦主機板通常使用1GB以上的DDR-SDRAM就是屬於一種DRAM。由於CPU的速度愈來愈快，傳統DRAM的速度已經無法滿足要求，因此目前都改良成SDRAM或DDR-SDRAM等兩種型式來使用。

❒ 同步動態隨機存取記憶體(SDRAM：Synchronous DRAM)
中央處理器(CPU)與主機板上的主記憶體(SDRAM)存取資料時的「工作時脈(Clock)」相同，故稱為「同步(Synchronous)」。由於CPU在存取資料時不需要「等待(Wait)」因此效率較高，SDRAM的存取速度較DRAM快，所以早期電腦主機板上都是使用SDRAM來取代傳統的DRAM，而目前只有少數工業電腦仍然使用SDRAM。知識力www.ansforce.com。

CPU 與SDRAM是利用石英振盪器所產生的「時脈(Clock)」來進行同步的動作，我們將石英振盪器連接到SDRAM的某一個金屬接腳(Pin)，如＜圖一(a)＞所示，做為SDRAM讀取資料時的標準時間，石英振盪器所產生的時脈如＜圖一(b)＞所示，其實就是電壓大小在1V(伏特)與0V之間不停地變化。
➤上升邊緣(Rising edge)：當電壓由0V變成1V時形成一個「上升邊緣」。
➤下降邊緣(Falling edge)：當電壓由1V變成0V時形成一個「下降邊緣」。

圖一　時脈的「上升邊緣」與「下降邊緣」。

當SDRAM讀到一個「上升邊緣」時將資料傳送到CPU；相反地，當SDRAM讀到一個「上升邊緣」時也可能將資料由CPU接收進來，也就是CPU與SDRAM「同時(同步)」進行傳送或接收的動作，至於是傳送還是接收，一般會有另外一支金屬接腳(Pin)來決定，在此不再詳細討論。

SDRAM是在時脈的「上升邊緣」存取資料，也就是在時脈電壓上升時存取資料，電壓下降時則不存取資料，所以一個時脈週期只能讀取1位元(bit)的資料，如＜圖二(a)＞所示，雖然傳送到SDRAM的資料電壓一直在改變，但是經由與時脈電壓「上升邊緣」同步後，可以確定SDRAM讀取的數位資料是「010(讀取3位元)」。知識力www.ansforce.com。

圖二　SDRAM與DDR配合時脈存取資料。

SDRAM配合處理器(CPU)的外頻而有不同的規格，例如：SDRAM-200的工作頻率為200MHz，資料傳輸率為1.6GB/s，如＜表一＞所示。

表一　各種同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)比較表。

❒ 二倍資料速度－同步動態隨機存取記憶體(DDR-SDRAM)
一個時脈週期可以讀取2位元(bit)的資料，工作速度比SDRAM快二倍，故稱為「二倍資料速度(DDR：Double Data Rate)」，而且DDR只需要將SDRAM的電路少量修改，成本增加不多就可以得到兩倍的資料存取速度，因此一上市就立刻取代SDRAM成為主流產品。

DDR是在時脈的「上升邊緣」與「下降邊緣」均可存取資料，也就是在時脈電壓上升時存取資料，電壓下降時也可以存取資料，所以一個時脈週期可以讀取2位元(bit)的資料，如＜圖二(b)＞所示，雖然傳送到DDR的資料電壓一直在改變，但是經由與時脈電壓「上升邊緣」和「下降邊緣」同步後，可以確定DDR讀取的數位資料是「011101(讀取6位元)」，顯然相同時間存取速度恰好是SDRAM的兩倍。DDR配合處理器(CPU)的外頻而有不同的規格，例如：DDR-400的工作頻率為200MHz，但是資料傳輸率為3.2GB/s，恰好比SDRAM-200快二倍，如＜表一＞所示，DDR的工作頻率最高可達350MHz(DDR-700)。
➤DDR2：由於個人電腦的CPU運算速度愈來愈快，因此科學家們開發出速度更快的DDR2與DDR3，增加許多新的功能來提升存取速度，由於原理複雜在此不再詳細描述。基本上DDR2的資料存取速度是SDRAM的4倍，例如：DDR2-800的工作頻率為200MHz，但是資料傳輸率可達6.4GB/s，恰好比SDRAM-200快四倍，如＜表一＞所示，DDR2的工作頻率最高可達300MHz(DDR2-1200)。
➤DDR3：DDR3的資料存取速度是SDRAM的8倍，例如：DDR3-1600的工作頻率為200MHz，但是資料傳輸率可達12.8GB/s，恰好比SDRAM-200快八倍，如＜表一＞所示，DDR3的工作頻率最高可達275MHz(DDR3-2200)。
➤DDR4：DDR4的資料存取速度是SDRAM的16倍，例如：DDR4-3200的工作頻率為200MHz，但是資料傳輸率高達25.6GB/s，恰好比SDRAM-200快十六倍，如＜表一＞所示。

此外，＜表一＞可以看出DDR的發展過程，工作電壓愈來愈低，由SDRAM的3.3V降低到DDR4的1.2V；數據速率與資料傳輸率愈來愈快，其中「T/s」代表「Transfer per second」，就是每秒傳送多少次，由於資料寬度是64bit，每一次可以傳送64bit(8Byte)的資料，所以DDR4的數據速率為3.2GT/s，則其資料傳輸率為3.2GT/s x 8Byte=25.6GB/s。DDR的外觀如＜圖三＞所示，DDR、DDR2、DDR3的構造相似，只有接腳中央的缺口處略有不同，以避免使用者安裝錯誤。

圖三　二倍資料速度－同步動態隨機存取記憶體(DDR-SDRAM)的外觀。
資料來源：Martini on https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8941276、
https://archive.org/details/ddr-ddr2-ddr3-ddr4。

❒ 行動用－二倍資料速度－同步動態隨機存取記憶體(MDDR：Mobile DDR)
MDDR又稱為「低功率－二倍資料速度－同步動態隨機存取記憶體(LPDDR：Low Power DDR)」是DDR的一種，主要是降低工作電壓來達到省電的目的，例如：MDDR的工作電壓從原本DDR的2.5V降低到1.8V，MDDR2的工作電壓從原本DDR的1.8V降低到1.2V，可以應用在手持式電子產品，包括：平板電腦、智慧型手機等。

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【延伸閱讀】其他詳細內容請參考「積體電路與微機電產業，全華圖書公司」。＜我要買書＞