در سیستمهای رایانه ای از حافظه های مختلف و با فنآوری های متفاوتی استفاده می گردد . حافظه های "ايستا " ( Static ) و  "پويا" ( Daynamic ) ، دو نمونه متدوال در اين زمينه می باشند . هر رایانه ممکن است هم دارای حافظه static و هم dynamic باشد . از حافظه های فوق با توجه به تفاوت مشهود قيمت آنان با اهداف متفاوتی اسفاده می گردد . با بررسی نحوه عملکرد هر يک از تراشه های حافظه static و dynamic ، می توان به تفاوت های موجود و علت اختلاف قيمت آنان ، بيشتر واقف گرديد .

·      Dynamic RAM ، متداولترين نوع حافظه در حال حاضر محسوب می گردد . درون يک تراشه dynamic RAM ، هر سلول حافظه صرفا" يک بيت اطلاعات را در خود ذخيره نموده و از دو بخش اساسی تشکيل می گردد : يک ترانزيستور و يک خازن . به منظور ذخيره ميليون ها سلول حافظه بر روی يک تراشه از تعداد انبوهی ترانزيستور کوچک و خازن استفاده می گردد . خازن مسئوليت نگهداری صفر و يا يک را برعهده داشته و  ترانزيستور به منزله يک سوئيچ است که مدار کنترلی بر روی تراشه  را به منظور خواندن خازن و يا تفيير وضعيت آن ، مديريت می نمايد . خازن را می توان به منزله يک سطل کوچک در نظر گرفت که قادر به ذخيره الکترون ها می باشد . به منظور ذخيره سازی مقدار يک در حافظه ، می بايست سطل فرضی از الکترون ها پر گردد و برای ذخيره مقدار صفر ، اين سطل می بايست خالی گردد . مهمترين مشکل سطل فرضی ، وجود نشتی و يا سوراخی در آن است که باعث می گردد پس از گذشت مدت زمانی مشخص ، خالی گردد . در مدت زمانی کمتر از چند ميلی ثانيه ، يک سطل پر از الکترون ، خالی می گردد . به منظور نگهداری وضعيت خازن و ذخيره سازی مقدار يک قبل از تخليه خازن ، می بايست پردازنده و يا کنترل کننده حافظه ، خازن را شارژ نمايند . بدين منظور کنترل کننده حافظه ، حافظه را خوانده و آن را مجددا" بازنويسی می نمايد . فرآيند فوق که به Refresh معروف است به صورت اتوماتيک در هر ثانيه ، هزاران مرتبه تکرار می گردد . علت نامگذاری اين نوع از حافظه ها به dynamic به مفهوم فرآيند Refresh برمی گردد .حافظه های dynamic ، می بايست به صورت پويا بازخوانی و بازنويسی گردند و گرنه تمامی اطلاعات موجود در آنان از بين خواهد رفت . علاوه بر موارد فوق ، عمليات Refresh زمان خاص خود را داشته و باعث می گردد سرعت آنان ، کاهش يابد  . ساختار ساده ای از یک حافظه دینامیکی در شکل 5 مشاهده می شود .

شکل 5 : ساختار ساده حافظه دینامیکی

·       Static RAM ، از يک تکنولوژی کاملا" متفاوت با dynamic RAM ، استفاده می نمايد.  در حافظه های static از يک نوع فليپ فلاپ خاص که هر يک از بيت های حافظه را در خود نگهداری می نمايد، استفاده می گردد . يک فليپ فلاپ برای هر سلول حافظه از چهار تا شش ترانزيستور استفاده می نمايد . در اين نوع حافظه ، ضرورتی به عمليات Refreshing ، نبوده و بديهی است که سرعت آنان در مقايسه با حافظه های dynamic بمراتب بيشتر می باشد . با توجه به اين که اين نوع از حافظه ها دارای بخش ها و عناصر بيشتری می باشند ، يک سلول حافظه Static فضای بمراتب بيشتری را نسبت به يک سلول حافظه dynamic  بر روی تراشه ، اشغال خواهد کرد.  بنابراين شما حافظه کمتری را در هر تراشه خواهيد داشت و بديهی است که قيمت آنان نيز افزايش خواهد يافت ( ميزان حافظه قابل استفاده بر روی هر تراشه ) . در شکل 6 ، نمونه ای از ساختار حافظه استاتیکی نمایش داده شده است . هریک از گیتهای Not شامل دو عدد ترانزیستور می باشند و مشاهده می شود که این سلول بدین ترتیب شامل 5 ترانزیستور خواهد بود .

شکل 6 : ساختار ساده ای از حافظه استاتیکی

با توجه به موارد اشاره شده ، حافظه های Static سريع و گرانقيمت و حافظه های  dynamic ارزان و کند می باشند . از حافظه های Static به منظور ايجاد حافظه های Cache ريزپردازنده ( حساس به سرعت ) و از حافظه های dynamic به منظور فضای ذخيره سازی اصلی در سيستم ها ، استفاده می گردد . در شکل 7 شمای دیگری از ساختار حافظه استاتیکی دیده می شود .

شکل 7 : ساختار ساده ای از حافظه استاتیکی

این حافظه ها بیشتر مورد بررسی قرار خواهند گرفت ، اما انواع حافظه ها محدود به این دو نوع نمی باشند . برای مثال نوع جدیدی از حافظه ها با نام ZRAM وجود دارد.

ZRAM ، نوع پیشرفته ای از حافظه های DRAM می باشد که در آن به جای یک ترانزیستور و یک خازن ، تنها از یک ترانزیستور استفاده می شود و به همین دلیل Zero Capacitance RAM یا ZRAM نامیده می شوند . [1] و [2]

در ZRAM ها از خاصیت Floating Body  یا Body Charging Effect که باعث ذخیره شارژ در بدنه ترانزیستورهای FET می شود و یک خاصیت پارازیتی محسوب می شود ، استفاده نموده و با استفاده از یک آمپلی فایر حساس به جریان ، این ذخیره و یا عدم ذخیره شارژ در ترانزیستور را اندازه گرفته و به عنوان یک و یا صفر منطقی در نظر گرفته می شود .

تکنولوژی بکار رفته در این حافظه ها از نوع SOI (Silicon on Insulator) می باشد که در اوایل سال 2000 در طراحی پردازنده برای اولین بار بکار گرفته شد . در این تکنولوژی امکان ذخیره بار ، بین ترانزیستور و بستر وجود دارد .

برای تهیه حافظه های ZRAM هیچگونه عملیات Mask اضافه ای لازم نیست . حذف شدن خازن در این حافظه ها حجم اشغالی را بسیار کاهش می دهد (کمتر از نصف مقدار هسته لازم برای DRAM های عمومی) . عقیده بر این است که راندمان این حافظه ها مانند راندمان SRAM هاست . سرعت پاسخ گزارش شده یرای این حافظه ها کمتر از 3 نانو ثانیه است . شرکت Innovative Silicon بر روی این حافظه ها فعالیت زیادی دارد . کمپانی AMD نیز (Advanced Micro Devices) ، در سال 2006 جهت استفاده در پردازنده های خود شروع به کار بر روی این حافظه ها نمود. در Spectrom.IEEE در jun سال 2007  این نوع حافظه های جدید را بسیار جالب دانسته است و آنها را مورد بررسی قرار داده است . در شکلهای 8 و 9 ساختار ZRAM دیده می شود . [3]

شکل 8 : سلول یک بیتی ZRAM

شکل 9 : ZRAM و Floating Body Effect : a : "1" , b : "0"

می توان شکل 8a را با شکل 10 مقایسه نمود . شکل 10 Layout  یک سلول حافظه استاتیک است .

در انتهای مقاله پس از بررسی زمان نگاهداری DRAM این زمان را یرای ZRAM در چند نمودار نمایش داده ایم .

شکل 10 : Layout در سلول حافظه استاتیکی

در هر حال امروزه حافظه های SDRAM ( حافظه های دینامیکی ) بسیار مورد استفاده می باشند و به عنوان حافظه کلی در سیستمهای رایانه ای بکار می روند . برای اندازه گیری زمانهای مورد نیاز برای عملکرد آنها اعدادی (Timing) بکار می برند که در زیر به توضیح آنها پرداخته ایم .