PSRAM 是什么

news/2025/10/4 22:57:31/文章来源:https://www.cnblogs.com/FBsharl/p/19126042

SRAM 的英文是 Pseudo Static Random-Access Memory。

可以拆解为：

Pseudo - 前缀，意为“伪”、“假的”
Static - 静态的
Random-Access Memory - 随机存取存储器

所以，它的全称直译就是“伪静态随机存取存储器”。

在口语或技术文档中，人们通常直接使用缩写 PSRAM，因为它已经是一个被广泛接受的通用术语。

为了帮助你更好地记忆，这里有一个与其他内存类型的英文对比：

SRAM: Static Random-Access Memory (静态随机存取存储器)
DRAM: Dynamic Random-Access Memory (动态随机存取存储器)
PSRAM: Pseudo Static Random-Access Memory (伪静态随机存取存储器)

核心摘要

PSRAM，全称 伪静态随机存取存储器，是一种兼具DRAM 的高密度、低成本优势和SRAM 的接口简单、无需复杂刷新控制器特点的特殊内存。你可以把它理解为“用DRAM核心伪装的SRAM”。

1. PSRAM 的工作原理：为什么是“伪”静态？

要理解PSRAM，首先要了解它的两位“亲戚”：SRAM和DRAM。

SRAM
- 工作原理：使用6个晶体管（6T）构成一个存储单元，形成一个稳定的双稳态触发器来存储数据。
- 优点：速度快，接口简单（就像直接读写一个地址），无需刷新，操作省心。
- 缺点：结构复杂，芯片面积大，导致成本高、容量低、功耗大。
DRAM
- 工作原理：使用1个晶体管加1个电容（1T1C）来存储数据。数据以电荷的形式保存在电容中。
- 优点：结构极其简单，密度高、容量大、成本低。
- 缺点：电容会漏电，导致数据丢失，因此需要定时刷新（通常每64ms刷新一遍所有行）。这使得接口和控制逻辑变得复杂，需要专用的DRAM控制器。

那么PSRAM是什么？

PSRAM在物理结构上本质是DRAM，它使用1T1C的存储单元。所以它具有DRAM的高密度和低成本优势。

但是，PSRAM在芯片内部集成了自刷新控制器。这个内置的控制器会自动、透明地在后台完成所有必要的刷新操作。从外部看，处理器或微控制器（MCU）在访问PSRAM时，就像访问一个SRAM一样：发送地址，读写数据，无需关心刷新时序。因此，它“伪装”成了SRAM，这就是“伪静态”这个名字的由来。

2. PSRAM 的主要特点

优点：

高密度与低成本：继承了DRAM的核心，在同等芯片面积下可以实现比SRAM大得多的容量，且成本远低于同等容量的SRAM。
接口简单：使用类似SRAM的并行接口，易于连接，无需复杂的DRAM控制器，非常适合作为微控制器的外扩内存。
低功耗（待机时）：由于内部自刷新，主处理器可以进入睡眠模式，而PSRAM自己能维持数据，整体系统功耗较低。

缺点：

速度不如顶级SRAM：虽然接口简单，但其DRAM核心的访问延迟（尤其是行预充电等操作）使其绝对性能通常低于高性能的SRAM。
有潜在的随机访问延迟：如果访问正好碰上内部自动刷新周期，可能会引入一些不确定的延迟。
容量不如标准DRAM：虽然比SRAM容量大，但相比同样技术节点的标准DDR DRAM，其容量还是较小。

3. PSRAM 的主要应用场景

PSRAM的特性决定了它非常适合那些需要比SRAM更大内存、但又嫌标准DRAM控制器太复杂或太耗电的应用。

消费类电子产品：
- 功能手机和低端智能手机：作为应用处理器的主要内存。
- 便携式游戏机。
- 数码相机、打印机。
物联网设备：
- 这是PSRAM一个非常重要且增长迅速的市场。许多物联网微控制器（如乐鑫ESP32系列）都集成了PSRAM或将其作为可选外设。
- 用于存储语音数据、图像缓存、复杂的网络协议栈、JavaScript解释器等，为资源有限的MCU提供了低成本的内存扩展方案。
网络设备：
- 一些路由器、交换机用它来做数据包缓冲。
作为缓存：
- 在某些系统中，用作二级缓存，在成本和性能之间取得平衡。

4. PSRAM 与 SRAM、DRAM 的对比总结

特性	SRAM	PSRAM	DRAM
存储单元	6个晶体管（6T）	1T+1C（本质是DRAM）	1T+1C
核心特点	静态，无需刷新	内部自刷新	需要外部刷新
接口	简单，并行接口	简单，类似SRAM接口	复杂，需要专用控制器
密度/容量	低	中	高
成本	高	中	低
速度	快	中	快（在并行总线帮助下）
功耗	较高（工作时）	低（待机时）	中等
主要用途	CPU高速缓存、FPGA	IoT设备、功能手机	电脑/手机主内存