什麼是刷新周期？

在您的計算機中，可能有兩種類型的 RAM 類內存。只有一種被稱為RAM：系統內存或系統RAM。這類 RAM 稱為 DRAM。在本課程中，您可能還擁有一些集成了 DRAM 的 SSD。顯卡上的 VRAM 也是 DRAM 的一個子集。您將在實際的 CPU 和 GPU 上使用不同類型的 RAM。SRAM 用於片上緩存。

SRAM 速度很快。然而，就每平方厘米的千兆字節而言，它並不是特別密集，這也是其價格高昂的原因。DRAM 比較慢。但是，它具有更高的存儲密度並且更便宜。出於這個原因，SRAM 在處理器芯片上少量用作高速存儲器，而 DRAM 則用於更大的內存池，如上文所述。

SRAM 和 DRAM 之間的區別在它們的實際結構中是顯而易見的。SRAM 使用四到六個晶體管，而 DRAM 使用單個晶體管和一個電容器。這就是存儲密度比較的用武之地。DRAM 中的部件更少，從而使每個存儲單元更小。

然而，設計差異還有另一個影響，一個大到足以成為兩者名義上的命名因素。SRAM中的S代表Static，而DRAM中的D代表Dynamic。這表示 SRAM 可以無限期地保留其內容，而 DRAM 則需要定期刷新。

注意：這假設有一個恆定的電源可用。SRAM 仍然是易失性存儲器，如果斷電，它所保存的數據也會丟失。就像動態隨機存取存儲器一樣。

什麼是內存刷新？

DRAM 的電路級架構意味著存儲單元的電荷會隨著時間衰減。每個存儲單元都必須定期刷新，以允許 DRAM 長時間存儲數據。有一些重要的事情需要了解。首先是刷新時無法訪問內存。這也意味著性能會受到 DRAM 單元需要刷新的頻率的限制。

通常，DRAM 單元每 64 毫秒刷新一次，儘管這在高溫下會減半。每行單元格都獨立刷新，以防止這種情況同時發生，每 64 毫秒造成一次明顯的停頓。

當 RAM 模塊執行其他阻止其讀取或寫入內存的操作（例如傳輸讀取數據）時，內存控制器也會巧妙地安排刷新周期的發生時間。值得慶幸的是，刷新單元格所需的時間量很小，通常為 75 或 120 納秒。這意味著 DRAM 芯片花費大約 0.4% 到 5% 的時間來執行刷新操作。

如何刷新 DRAM

關於從 DRAM 讀取數據，您可能不知道的是它具有破壞性。從存儲單元讀取數據會破壞該數據。為了向用戶隱藏這一點，每個讀取操作都會讀取和傳輸數據，並將相同的數據寫回到存儲單元中，稱為預充電。不幸的是，不能依賴標準讀取事件來命中每個使用的 DRAM 行，因此需要特定的刷新操作。

刷新操作沒有那麼複雜。事實上，由於它尋求一次刷新整行，而不是讀取行中的特定列，因此刷新行的信號也更小且更有效。刷新過程將數據讀入讀出放大​​器並直接讀回單元而不是相對較慢的輸出緩衝器。

這一切都是自動發生的。內存控制器在 CPU 不知情的情況下管理這一切。

異常值

DRAM 電荷確實會衰減，但研究表明，DRAM 單元之間的速率差異很大，即使在單個芯片上也是如此。最高百分比左右的人可能能夠將他們的數據保存長達 50 秒，而無需在標準溫度下刷新。90%可以存儲數據10秒，99%可以存儲3秒，99.9%可以存儲1秒。

不幸的是，一些離群值需要更頻繁地刷新。即使是最壞的情況，DRAM 刷新時間也很短。這種選擇確實確保不會丟失任何數據，但它也會影響電源使用和性能。

一些研究人員提出了分析和合併 RAM 單元的替代方法，並且更��歡使用具有更好衰減時間的方法。這將改善功耗，尤其適用於低功耗電池供電設備。然而，它也會導致 RAM 性能水平的變化。

此外，還必須考慮基於溫度的衰減時間變化。更糟糕的是，一些電池只是偶爾會失去電荷保持性能，這意味著過度依賴它有時會導致假定好的存儲單元變壞，需要定期重新裝箱.

結論

刷新周期是 DRAM 模塊中存儲單元被刷新的過程。這是必要的，因為 DRAM 的電路設計會導致電荷衰減。定期刷新存儲單元可防止數據丟失。SRAM 不需要刷新，因為它的電路設計不會導致電荷流失。

注意：刷新周期也可以指用戶或組織對硬件的定期更新。