静态随机存储器

任天堂FC游戏机 (灰机)的静态RAM，容量为2K X 8 bit.
，是随机存取记忆体的一种。所谓「静态」，是指这种存储器只要保持通电，储存的数据就可以恒常保持。相对之下，动态随机存取记忆体（DRAM）里面所储存的数据就需要周期性地更新。然而，当电力供应停止时，SRAM储存的数据还是会消失（被称为易失性存储器），这与在断电后还能储存资料的ROM或快闪记忆体是不同的。

**设计**
包含6个晶体管的CMOS SRAM基本单元
SRAM由存储矩阵、地址译码器和读/写控制电路组成，容量的扩展有两个方面：位数的扩展用芯片的并联，字数的扩展可用外加译码器控制芯片的片选输入端。SRAM中的每一bit储存在由4个场效应管（M1, M2, M3, M4）构成两个交叉耦合的反相器中。另外两个场效应管（M5, M6）是储存基本单元到用于读写的位线（Bit Line）的控制开关。
CMOS静态反相器
反相器是一种电路器件，其输出是输入的逻辑非。如图所示的CMOS静态反相器，由两个互补的金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）组成，源极连接在高电平的是P沟道场效应管，源极连接在低电平的是N沟道场效应管。输入电路接在两个场效应管的栅极上，输出电路从两个场效应管的连接处接出。当输入低电平，则P沟道场效应管-{zh-hans:开通; zh-hant:导通}-，N沟道场效应管关闭，输出高电平。当输入高电平，则N沟道场效应管-{zh-hans:开通; zh-hant:导通}-，P沟道场效应管关闭，输出低电平。这就实现了“反相”输出。
一个SRAM基本单元有0 和 1两个电平稳定状态。SRAM基本单元由两个CMOS反相器组成。两个反相器的输入、输出交叉连接，即第一个反相器的输出连接第二个反相器的输入，第二个反相器的输出连接第一个反相器的输入。这就能实现两个反相器的输出状态的锁定、保存，即储存了1个位元的状态。
除了-{zh-hans:6管; zh-hant:6电晶体}-的SRAM，其他SRAM还有-{zh-hans:8管; zh-hant:8电晶体}-、-{zh-hans:10管; zh-hant:10电晶体}-甚至每个位元使用更多的晶体管的-{zh-hans:实现; zh-hant:实作}-。这可用于实现多端口（port）的读写访问，如-{zh-hans:显存; zh-hant:显示记忆体}-或者暂存器档案的多口SRAM电路的实现。
一般说来，每个基本单元用的晶体管数量越少，其占用面积就越小。由于硅晶片（silicon wafer）的生产成本是相对固定的，因此SRAM基本单元的面积越小，在硅晶片上就可以制造更多的位元存储，每位元存储的成本就越低。 
内存基本单元使用少于6个晶体管是可能的—如-{zh-hans:3管; zh-hant:3电晶体}-甚至-{zh-hans:单管; zh-hant:单电晶体}-，但-{zh-hans:单管; zh-hant:单电晶体}-储存单元是DRAM，不是SRAM。
访问SRAM时，字线（Word Line）加高电平，使得每个基本单元的两个控制开关用的晶体管M5与M6-{zh-hans:开通; zh-hant:导通}-，把基本单元与位线（Bit Line）连通。位线用于读取或写入基本单元的保存的状态。虽然不是必须两条-{zh-hans:取反; zh-hant:反相}-的位线，但是这种-{zh-hans:取反; zh-hant:反相}-的位线有助于改善杂讯-{zh-hans:容限; zh-hant:容许值}-.
与动态存储器（DRAM）相比，SRAM的带宽有很大改进—由于两条位线是反相，这种差分信号使得SRAM的抗杂讯干扰能力很强。而DRAM的位线连接到存储电容，受困于电荷共享（charge sharing）使得其位线信号上下波动。另一项差别使得SRAM更快是其-{zh-hans:地址线; zh-hant:位址线}-各位元是同时工作选择出目标存储单元的字线，而DRAM往往为了降低成本，是先送出低半段的-{zh-hans:地址线; zh-hant:位址线}-的各-{zh-hans:比特; zh-hant:位元}-，然后再送出高半段的-{zh-hans:地址线; zh-hant:位址线}-的各bit，这降低了DRAM封装的-{zh-hans:地址; zh-hant:位址}-引脚的数量。
有m条-{zh-hans:地址线; zh-hant:位址线}-与n条-{zh-hans:数据线; zh-hant:资料线}-的SRAM，其存储容量是2m个-{zh-hans:字; zh-hant:字元}-（word），2m×nbit.每个-{zh-hans:字; zh-hant:字元}-的长度至少是64bit。

**SRAM操作**
SRAM的基本单元有3种状态：电路处于-{zh-hans:空闲; zh-hant:闲置}-（standby） 、读取（reading）与写入（writing）。SRAM的读取或写入模式必须分别具有可读（readability）与写入稳定（write stability）。
-{zh-hans:空闲; zh-hant:闲置}-
如果字线没有被选为高电平，那幺作为控制用的M5与M6两个晶体管处于断路，把基本单元与位线隔离。由M1 – M4组成的两个反相器继续保持其状态，只要保持与高、低电平的连接。
读取
假定储存的内容为1,即在Q处的电平为高。读取周期开始时，两条位线-{zh-hans:预充值; zh-hant:初始值}-为逻辑1，随后字线WL-{zh-hans:充高; zh-hant:提高}-电平，使得两个访问控制晶体管M5与M6通路。第二步是保存在Q的值与位元线BL的-{zh-hans:预充值; zh-hant:初始值}-相同，所以BL保持逻辑1，而Q与BL的-{zh-hans:预充值; zh-hant:初始值}-不同，使得BL经由M1与M5放电而变成逻辑0（即Q的高电平使得晶体管M1通路）。在位线BL一侧，晶体管M4与M6通路，把位线连接到VDD所代表的逻辑1（M4作为P沟道场效应管，由于栅极加了Q的低电平而M4通路）。如果储存的内容为0,相反的电路状态将会使BL为1而BL为0。只需要BL与BL有一个很小的电位差，读取的放大电路将会辨识出哪条位线是1哪条是0。敏感度越高，读取速度越快。 
写入
写入周期开始时，把要写入的状态加载到位线。如果要写入0，则设置BL为1且BL为0。随后字线WL加载为高电平，位线的状态被载入SRAM的基本单元。这是-{zh-hans:通过; zh-hant:透过}-位线输入驱动能力设计的比基本单元相对较弱的晶体管更为强壮，使得位线状态可以覆盖基本单元交叉耦合的反相器的以前的状态。 

**总线行为**
访问时间为70ns的RAM在位址设定完成且有效之后，会在70ns之内将资料输出。数据将继续保持有效约5－10ns。起、落时间将影响有效时间槽（timeslot）约5ns。如果先读入低半段地址，将会多耗费30ns。

**应用与使用**

**特性**
SRAM是比DRAM更为昂贵，但更为快速、非常低功耗（特别是在空闲状态）。因此SRAM首选用于带宽要求高，或者功耗要求低，或者二者兼而有之。SRAM比起DRAM更为容易控制，也更是随机访问。由于复杂的内部结构，SRAM比DRAM的占用面积更大，因而不适合用于更高储存密度低成本的应用，如PC内存。 

**时钟频率与功耗**
SRAM功耗取决于它的访问频率。如果用高频率访问SRAM，其功耗比得上DRAM。有的SRAM在全带宽时功耗达到几个瓦特量级。另一方面，SRAM如果用于温和的时钟频率的微处理器，其功耗将非常小，在空闲状态时功耗可以忽略不计—几个微瓦特级别。
SRAM用于：- 通用的产品
** asynchronous界面，例如28-{zh-hans:针; zh-hant:脚}-32Kx8的chip（通常命名为XXC256），以及类似的产品最多16 Mbit每片
** synchronous界面，通常用做高速缓存（cache）以及其它要求突发传输的应用，最多18 Mbit（256Kx72）每片- -{zh-hans:集成; zh-hant:整合}-于芯片内
** 作为微控制器的RAM或者cache（通常从32 bytes到128 kilobytes）
** 作为x86等微处理器的快取（如L1、L2、L3）
** 作为寄存器（参见寄存器堆）
** 用于特定的ICs或ASIC（通常在几千字节量级）
** 用于FPGA与CPLD

**嵌入式应用**
工业与科学用的很多子系统，汽车电子等等都用到了SRAM。现代设备中很多都嵌入了几千字节的SRAM。实际上几乎所有实现了电子-{zh-hans:用户界面; zh-hant:使用者介面}-的现代设备都可能用上了SRAM，如玩具。数码相机、手机、音响合成器等往往用了几兆字节的SRAM。 -{zh-hans:实时信号处理电路; zh-hant:即时讯号处理电路}-往往使用-{zh-hans:双口; zh-hant:双埠}-（dual-ported）的SRAM。 

**用于计算机**
SRAM用于PC、工作站、路由器以及-{zh-hans:外设; zh-hant:外接设备}-：内部的CPU高速缓存，外部的突发模式使用的SRAM缓存，硬盘缓冲区，路由器缓冲区，等等。LCD显示器或者打印机也通常用SRAM来缓存数据。SRAM做的小型缓冲区也常见于CDROM与CDRW的驱动器中，通常为256 KiB或者更多，用来缓冲音轨数据。线缆调制解调器及类似的连接于计算机的设备也使用了SRAM。 

**爱好者**
搭建自己的处理器的业余爱好者更愿意选用SRAM，这是由于其易用性的工作界面。没有DRAM所需的-{zh-hans:刷新; zh-hant:更新}-周期；-{zh-hans:地址; zh-hant:位址}-总线与资料总线直接访问而不是像DRAM那样地址、数据信号共用数据线，通过多路复用器访问。SRAM通常只需3个控制信号：Chip Enable (CE), Write Enable (WE)与Output Enable（OE）。对于同步SRAM,还需要时钟信号（Clock，CLK）。

**SRAM的类型**

**非挥发性SRAM**
非挥发性SRAM（Non-volatile SRAM，nvSRAM）具有SRAM的标准功能，但在失去电源供电时可以保住其资料。非挥发性SRAM用于网络、航天、医疗等需要关键场合—保住资料是关键的而且不可能用上电池。

**异步SRAM**
异步SRAM（Asynchronous SRAM）的容量从4 Kb到64 Mb。SRAM的快速访问使得异步SRAM适用于小型的cache很小的嵌入式处理器的主内存，这种处理器广泛用于工业电子设备、测量设备、硬盘、网络设备等等。 

**根据晶体管类型分类**
双极性结型晶体管（用于TTL与ECL）—非常快速但是功耗巨大
*MOSFET（用于CMOS）—本文详细介绍的类型，低功耗，现在应用广泛。

**根据功能分类**
异步—独立的时钟频率，读写受控于-{zh-hans:地址线; zh-hant:位址线}-与-{zh-hans:控制使能; zh-hant:控制致能}--{zh-hans:信号; zh-hant:讯号}-。
*同步—所有工作是时钟脉冲边沿开始，-{zh-hans:地址线; zh-hant:位址线}-、-{zh-hans:数据线; zh-hant:资料线}-、控制线均与时钟脉冲配合。

**根据特性分类**
零总线翻转（Zero bus turnaround，ZBT）—SRAM总线从写到读以及从读到写所需要的时钟周期是0
*同步突发SRAM（synchronous-burst SRAM，syncBurst SRAM）—
*DDR SRAM—同步、单口读/写，双数据率I/O
*QDR SRAM（Quad Data Rate (QDR) SRAM）—同步，分开的读/写口，同时读写4个字（word）。

**根据触发类型**
 二进制计算机SRAM- 三进制计算机SRAM

**参见**
 DRAM,包括PSRAM (pseudo-static RAM)- 闪存- 晶体管