【集積回路勉強会】マルチポートSRAMについて | Notion

概要

マルチポートSRAMについて，Single-port，Dual-port，Two-portの違いを明らかにする．

ポートとは

回路におけるポート(Port)とは，一般に信号の入出力を行う部分のことを指す．特にSRAMセルに限れば，WL配線とBL配線のペアの数とも言える (もちろん例外あり)．

補足：WLはアドレス選択に使用されるため，いわばアドレスの入力配線とみなせる．BLはSRAMセルのデータをセンスアンプへと運ぶ出力配線として機能すると同時に，SRAMセルへデータを書き込む際には書き込みデータ入力配線として機能する．

マルチポートSRAM

通常，同じアレイの同じ列に属するSRAMセルへのアクセスは排他的であり，１サイクル中，同一列のSRAMセルのうちどれか一つにしかアクセスしかできない．同じアレイ中のデータを複数同時に読み出したい場合にマルチポートSRAMが必要となる．マルチポートSRAMは独立したポートが複数あるため，１サイクル中にポートの数に応じたデータアクセスが可能となる．
また，同じデータに複数同時にアクセスしたい場合，同じデータを書き込んだシングルポートSRAMを2個用意するよりもDual/Two portSRAMを1つ置くほうが面積が小さく、書き込みの手間も省くことができる．
一方で，マルチポートSRAMはビットセルの面積が増大し，周辺回路も複雑となるために面積当たりのメモリ容量が減少する．

簡単な比較表

	Single-port	Dual-port	Two-port (1R1RW)	Pseudo Dual-port (2RW)
SRAMセル	6T-SRAM	8T-SRAM	8T-SRAM	6T-SRAM
SRAMセルサイズ	小	大	中	小
動作速度	高速	低速	高速	中速
マルチポート機能
(port 1, port 2)	非対応	対応	一部対応	対応
(Read, Read)	✘	✔	✔	✔
(Read, Write)	✘	✔	✘	✔
(Write, Read)	✘	✔	✔	✔
(Write, Write)	✘	✔	✘	✔

Single-port SRAM (6T-SRAM)

シングルポートSRAMは、1つの読み書きポートしか持たない最も基本的なSRAMのこと。教科書に乗ってるあれ．

特徴:

同時アクセス: 読み出しか書き込みのいずれか一方のみが同時に可能。
シンプルな構成のため，レイアウト面積や消費エネルギの観点では優れる．

Dual-port SRAM (8T-SRAM)

デュアルポートSRAMは，2つのポートそれぞれが独立して読み書き操作を行うことができるSRAMを指す．