RAM Estática (SRAM)

La RAM estática almacena cada bit usando un latch de acoplamiento cruzado (6 transistores), reteniendo los datos mientras se mantenga la alimentación sin necesidad de refresco. La SRAM es el tipo más rápido de memoria semiconductora, lo que la hace ideal para cachés de CPU, archivos de registros y búferes en chip. Comprender la SRAM es fundamental para el diseño de sistemas de memoria.

Objectives

• Explicar la estructura de la celda SRAM 6T y cómo almacena un bit
• Describir las operaciones de lectura y escritura con líneas de palabra y líneas de bit
• Comprender las restricciones de estabilidad (perturbación de lectura, margen de escritura)
• Comparar SRAM con DRAM en términos de velocidad, densidad y costo
• Identificar las aplicaciones de SRAM en jerarquías de caché

Key Takeaways

• Celda SRAM 6T: inversores de acoplamiento cruzado + 2 transistores de acceso
• No necesita refresco (estática): los datos se mantienen mientras haya alimentación
• Memoria semiconductora más rápida (acceso de 1-10 ns)
• Menor densidad y mayor costo que la DRAM (6T vs 1T-1C por bit)
• Usada en cachés de CPU, archivos de registros y búferes en chip

Applications

• Caché de CPU (L1/L2/L3): La SRAM rápida almacena datos frecuentemente accedidos cerca del procesador.
• Archivos de Registros: Los registros de la CPU se implementan como arreglos SRAM pequeños y rápidos.
• Búferes de Red: Los búferes de paquetes en routers y switches usan SRAM por su velocidad.
• Configuración de FPGA: Los FPGA basados en SRAM almacenan la configuración en celdas SRAM.

Practice Problems

Problem 1: ¿Cuántos transistores requiere una SRAM de 64 KB (celdas 6T)?

Problem 2: ¿Por qué la SRAM es más rápida que la DRAM?

Problem 3: Durante una operación de lectura, ¿qué evita que la lectura destruya el valor almacenado?

Problem 4: Una CPU tiene 32 KB de caché L1 y 256 KB de caché L2. ¿Cuánta SRAM se necesita?