¿Cuántos condensadores hay en una sola RAM?

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Solo una pregunta simple,

En enlace se dice que cada bit de datos en RAM / DRAM se almacena en un solo par de transistores y condensadores en la memoria celular.

Entonces, digamos que la memoria RAM tiene 4 GB de memoria, lo que significa que puede almacenar alrededor de 4billionx8bit = 32billion bit de datos.

Lo que quiero preguntar es si es cierto que hay al menos 32 mil millones de capacitores en una sola DRAM de 4GB. ¿Y es posible colocar 32 mil millones de capacitores que pueden caber en una sola placa de tamaño RAM? o simplemente estoy equivocado?

    

3 respuestas

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Sí, realmente tienen tantos condensadores en un área tan pequeña.

Hay dos tecnologías dominantes para hacer esto: DRAM de capacitor apiladas y DRAM de capacitor de zanja.

Los condensadores apilados básicamente usan una cantidad de capas de metal y aislante para construir un condensador de capacidad razonable en un área de superficie pequeña.

Las DRAM de condensadores de zanja básicamente graban una "zanja" (una profunda en forma de V) en el silicio, el depósito una capa de metal, otra de aislante y otra de metal.

De cualquier manera, terminas con una capacitancia relativamente grande para el área de la superficie. Sin embargo, la capacitancia es todavía bastante pequeña para la mayoría de los estándares normales. Por ejemplo, a partir de 2017, una DRAM de Samsung tiene una capacitancia alrededor de 7.4 fF por celda .

Para obtener resultados significativos de una capacitancia tan pequeña, la mayoría de las DRAM tienen en realidad algunos condensadores extra además de los utilizados para el almacenamiento.

Para leer una celda, carga una de estas celdas de repuesto (una que está físicamente cerca de la celda que desea leer) con aproximadamente la mitad de la carga que usaría para almacenar un 1 en una celda de memoria normal. Una forma fácil de hacerlo es utilizar dos celdas de condensador juntas, por lo que la alimentación del mismo impulso y la duración del impulso de carga en ellas da como resultado la mitad de la carga en el condensador.

Luego vuelve a leer los valores de la celda de reserva y de la celda de memoria y los introduce en un amplificador diferencial (el "amplificador de detección"). Esto ayuda a cancelar el ruido de modo más común en las líneas de bits, por lo que la señal que sale del amplificador de detección es un valor alto o bajo bastante limpio, con una inmunidad al ruido sustancialmente mejor (y, a partir de ello, una confiabilidad mejorada) en comparación con solo leer el voltaje de el condensador por si mismo.

Además, una DRAM típica tendrá algunos bancos de memoria adicionales. Cuando el chip se está probando en la fábrica, pueden encontrar que uno de los bancos de memoria normales tiene un defecto. Si es así, el chip normalmente incluirá algunos fusibles (o antifusibles) que pueden quemarse para sustituir un banco de repuesto por uno defectuoso, por lo que un chip aún puede cumplir con las especificaciones, a pesar de un defecto o dos.

Por lo tanto, un chip DRAM normalmente tendrá incluso más condensadores de los que obtiene al calcular su tamaño según lo que está calificado para mantener (aunque, con toda honestidad, el aumento es bastante pequeño, al menos como porcentaje, aunque con algo como una memoria de 32 GB, incluso un pequeño porcentaje equivale a un número absoluto que es bastante grande).

Como nota final: un chip DRAM debe tener una buena cantidad de circuitos (decodificadores, amplificadores de detección, etc.) además de las propias células DRAM. Como regla general muy simple, imagina que las celdas reales ocupan aproximadamente la mitad del área del chip y los circuitos asociados en la otra mitad.

    
respondido por el Jerry Coffin
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Sí, eso es correcto.

¡Los condensadores son MUY pequeños!

    
respondido por el Dave Tweed
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Vale la pena mencionar que una de las variables clave que determina la cantidad de capacitancia que tiene un capacitor es la inversa de la distancia entre las "placas".

Es decir, si la mitad de la distancia entre las placas, duplica la capacitancia.

Cuando escala las cosas al nivel del chip, la distancia se vuelve increíblemente pequeña en comparación con su típico capacitor discreto.

Como tal, es posible crear condensadores viables en tamaños nM que se ajusten a sus miles de millones en un chip de silicio.

    
respondido por el Trevor_G

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