DRAM
Dram은 컴퓨터에서 메인 메모리(주기억장치, 휘발성 메모리)로 사용된다.
컴퓨터에서 프로그램이 돌아갈 때, 메인으로 사용하는 저장소인 것이다.
[DRAM]
DRAM Cell 구조.
[DRAM Cell 구조]
위와 같은 DRAM Cell 여러개가 모여 DRAM을 구성한다. 하나의 Cell은 하나의 비트를 저장한다.
그림에 나와 있는 것처럼, DRAM Cell은 하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터로 이루어져있다.
전자의 흐름을 물로 비유하면 동작원리를 이해하기 쉽다. 트랜지스터는 수문이고, 캐패시터는 양동이라고 생각하자.
메모리에 정보를 Write하는 경우, 우선 WL에 전압을 걸어 트랜지스터를 ON시키면 수문이 열린다. BL에 전압을 걸어주면 BL로부터 물이 들어와 양동이를 채울 수 있고, BL에 전압을 걸어주지 않으면 BL로 물을 빼내 양동이를 비울 수 있다. (캐패시터를 충,방전시킬 수 있다는 것.) 이 때, 양동이를 채우는 것은 1을 저장한 것이고, 양동이를 비우는 것은 0을 저장하는 것이다.
양동이에 5V에 해당하는 물을 채우면 1이 저장되는 것이라고 하자.
메모리를 Read하는 경우 우선 BL에는 2.5V의 전압을 걸어 물이 항상 흐르게 한다. 그리고 WL에 전압을 걸어 수문을 열면, BL을 통해 지나가는 물이 양동이로부터 물을 얻거나, 물을 양동이에게 빼앗길 수 있다. 양동이로부터 물을 얻은 경우는 1을 읽은 것이고, 물을 빼앗겨 물의 양이 줄어들면, 0을 읽은 것이 된다.
[Charge Sharing (출처 : “DRAM 소자 및 메모리 회로설계”, SK Hynix, Kyungwhan Kim)]
그림을 통해 더 자세히 설명하자면,
위 그림에서 크고 넓은 비이커는 BL에서 흘려주는 2.5V만큼의 물을 나타낸 것이고, 작고 얇은 실린더는 캐패시터(앞서 양동이로 비유한 것)에 저장된 5V(가득)또는 0V(텅 빈)만큼의 물을 나타낸 것이다.
실린더에 5V만큼의 물이 저장되어있는 경우 수문(트랜지스터)을 열면 비이커의 2.5V의 물이였던 것이 2.6V에서 2.7V정도의 물로 늘어날 것이고, 실린더의 물도 같은 수위가 될 것이다.
위 그림에서 가운데에 있는 회로를 보면, BL bar는 항상 2.5V의 전압이 걸려있고, BL에서 2.4V 나 2.6V가 나올테니 밑의 Amplifier에 의해 둘의 차이가 증폭되어 0V나 5V라는 신호를 내보낼 수 있다. 이렇게 0과 1을 읽게 된다.
이러한 동작원리를 Charge Sharing이라고 한다. 비이커와 실린더가 물을 공유하니까 이러한 이름이 붙은 것 같다.