雙端口SRAM如何提高系統(tǒng)的整體性能-創(chuàng)新互聯(lián)

SRAM 以其高速、靜態(tài)的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字設(shè)備中，多被用作不同部件之間的緩沖，尤其在計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)中扮演著重要的角色，即嵌入到CPU 內(nèi)部的高速緩存（Cache）。計(jì)算機(jī)的處理速度在高速增長(zhǎng)，為了提供足夠的數(shù)據(jù)緩存能力，隨著集成電路制造工藝的發(fā)展，嵌入式 SRAM  的存儲(chǔ)單元的面積也在以約0.5 倍每代的速度減小，在45 nm 工藝節(jié)點(diǎn)嵌入式SRAM 的密度已可以達(dá)到150 Mb/cm2。雙端口SRAM（Dual-Port SRAM, DP-SRAM）憑借其兩個(gè)端口可以同時(shí)進(jìn)行讀寫的能力在SRAM 領(lǐng)域占有重要的一席之地，尤其在多核、實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。
 
由于功耗的限制，片上系統(tǒng)（System on Chip, SoC）不能無限制地通過提高系統(tǒng)頻率來提升性能，而是利用并行計(jì)算來獲得更高的系統(tǒng)運(yùn)算能力，因而多核乃至眾核處理器得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。但同時(shí)這也意味著存儲(chǔ)器的存取次數(shù)大幅增加，存儲(chǔ)器的性能會(huì)成為系統(tǒng)的瓶頸，遇到了所謂的內(nèi)存墻（Memory Wall），因此對(duì)兩個(gè)以上端口可以同時(shí)進(jìn)行讀寫操作的雙端口甚至多端口存儲(chǔ)器的需求在不斷增加。同時(shí)，隨著智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)消費(fèi)電子產(chǎn)品的普及和發(fā)展，人們對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的要求日益提高，這對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、吞吐率等都提出了越來越高的要求。
 
雙端口SRAM 相較于單端口SRAM（Single-Port SRAM, SP-SRAM）有兩套獨(dú)立的讀寫端口，因而有更高的帶寬，尤其適用于上述系統(tǒng)中：雙端口SRAM 可以給多核系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、可靠、高效的通信方法，也可以為信號(hào)處理系統(tǒng)中提供更高的并行性，近年來國(guó)內(nèi)外發(fā)表的相關(guān)研究都多有其應(yīng)用。一個(gè)用于視頻壓縮的SoC 系統(tǒng)中有三個(gè)核，為了處理器間的同步和數(shù)據(jù)交換而不給AMBA系統(tǒng)總線增加負(fù)擔(dān)，用三個(gè)2 kB 的雙端口SRAM 將三個(gè)核兩兩相連，從而提高系統(tǒng)的整體性能。

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