🧠 SRAM (Static Random Access Memory)

📘 概要｜Overview

SRAM（Static RAM） は、高速で揮発性のメモリとして、SoC内部に組み込まれる主要な構成です。
SRAM (Static RAM) is a fast and volatile memory, widely embedded in SoCs.

DRAMのようにリフレッシュを必要とせず、6T構成セルで安定した保持が可能です。
Unlike DRAM, it does not require refresh and can stably retain data using a 6-transistor (6T) cell.

主な用途：キャッシュ、レジスタファイル、LUTなど。組込みメモリとして活用。
Typical uses: Cache memory, register files, LUTs. Widely used as embedded memory.

🔧 セル構造｜Cell Structure: 6T SRAM Cell

📐 構成図｜Schematic

               VDD
                |
              +---+
              | P1|───┐
              +---+   |
                |     |
                |    Q (保存ノード / Storage Node)
                |     |
  BL───AX1──────┘     └──────AX2───BL_bar
       |                        |
      WL -----------------------
                |     |
              +---+  +---+
              | N1|  | N2|   ← インバータ下部 / Bottom inverters
              +---+  +---+
                |     |
               GND   GND

🔍 各構成要素の説明｜Component Description

日本語	English
P1/N1, P2/N2	インバータを交差接続しラッチ構成 Cross-coupled inverters forming a latch
AX1 / AX2	アクセスFET。WLによりON/OFF制御 Access transistors controlled by WL
Q / Q_bar	データ保持ノード Data storage nodes
WL（Word Line）	セル選択信号線 Row select line
BL / BL_bar（Bit Line）	読み書きデータ線（差動） Differential data lines for read/write

📊 特性と設計観点｜Characteristics and Design Considerations

日本語	English
データ保持性：電源ONで安定 Stable as long as powered	Data retention: stable while powered
面積：DRAMより大きい Larger than DRAM	Area: larger than DRAM (6T)
消費電力：書込大、待機小 High for write, low standby	Power consumption: high during write, low in standby
レイアウト：対称性重視 Symmetric layout critical	Layout: symmetry important
SNM設計：読み出し破壊対策 SNM tuning to avoid read disturb	SNM: static noise margin design is crucial
スピード：非常に高速 Very fast	Speed: extremely fast (suitable for cache)

🏗 組込み設計での活用｜Use in Embedded Design

日本語	English
SRAMマクロをPDKから呼出し（例：sky130）	Invoke SRAM macros from PDK (e.g., sky130)
OpenLaneでBlackBoxとして配置	Integrate as black-box via OpenLane
キャッシュやバッファに階層配置	Hierarchically embedded for cache or buffers

🔁 他メモリとの比較｜Comparison with Other Memories

項目	SRAM	DRAM	Flash
高速性 Speed	◎	○	×
容量 Capacity	△	◎	◎
面積効率 Area Efficiency	△	◎	○
不揮発性 Non-volatility	×	×	◎
組込み性 Embeddability	◎	△	△

🧩 補足と応用｜Supplemental Info

構成のバリエーション：8T, 10T, Dual-Port など用途に応じ多様化
Variants include 8T, 10T, dual-port designs depending on application.
微細化の課題：FinFET/GAAではレイアウト困難
Scaling challenges arise with FinFET/GAA structures.
SNM設計重要：読み出し破壊や書込失敗回避に必要
SNM tuning is critical to avoid read disturbance and write failure.

🔗 関連章｜Related Chapters

日本語	English
基礎編第2章：レジスタ構造	Basic Chapter 2: Register logic structures
基礎編第4章：MOS特性	Basic Chapter 4: MOS characteristics
応用編第4章：SRAM配置	Applied Chapter 4: SRAM layout and DFM

📦 技術アーカイブ（Edusemi-Plus）｜Technical Archive (Edusemi-Plus)

ドキュメント	概要（日本語）	Summary (English)
`DRAM_Startup_64M_1998.md`	0.25μm世代64M DRAM立ち上げ記録	0.25μm 64M DRAM ramp-up history
`VSRAM_2001.md`	DRAM応用の擬似SRAM設計記録	Pseudo SRAM based on DRAM process
`MoSys_1T_SRAM_Links.md`	1T-SRAM技術の参考リンク集	Reference links for MoSys 1T-SRAM

🏘 応用編第1章：メモリ技術｜Applied Chapter 1: Memory Technologies