SDRAM架構包含許多存儲單元，這些存儲單元組成行和列的二維陣列。要選擇某一個比特，需首先確定對應的行，然后確定對應的列。當對應的行開啟時，可以訪問多個列，從而提高連續讀/寫的速度并降低延遲。

為了增加字容量，存儲器使用多個陣列，這樣當需要進行一次讀/寫操作時，存儲器只需要尋址一次訪問每個陣列中的1個比特。

為了增加存儲器的整體容量，SDRAM的內部結果還包含多個bank。這些bank互相交織，進一步提高了性能，并可以獨立尋址。

當需要執行讀或寫操作時，首先存儲器控制器發出ACTIVE命令，激活對應的行和bank。操作執行完畢后，PRECHARGE命令關閉一個或多個bank中的一個對應的行。除非之前的行被關閉，否則無法打開新的行。

SDRAM的操作通過如下的控制信號實現：片選(CS)、數據屏蔽(DQM)、寫使能(WE)、行地址選通(RAS)和列地址選通(CAS)。后面的三個信號決定發出哪個命令，如下表所示：

SDRAM已發展了數代：最早的版本是單倍數據速率(SDR)型SDRAM，其內部時鐘頻率和I/O速率相同。SDR型SDRAM一個時鐘周期只能讀或寫一次，在開始下個操作之前必須等待當前操作完成。

雙倍數據率(DDR)型SDRAM通過在兩個時鐘邊沿傳送數據，在不提高時鐘頻率的情況下使I/O傳送的速度加倍，從而實現了更大的帶寬。這是采用一種2n預讀取的架構，其內部數據路徑是外部總線寬度的兩倍，允許內部頻率是外部傳送速度的一半。對于每個讀操作，可獲取2個外部字；而對于每個寫操作，兩個外部數據字在內部合并，并在一個周期內寫入。DDR1是一種真正的源同步設計，通過使用雙向數據選通在一個時鐘周期捕捉兩次數據。

Teledyne-e2v最近發布了第一款面向宇航應用的耐輻射DDR4 SDRAM。DDR4T04G72是一款72比特4GB(32Gb)的存儲器，目標I/O速度2400MT/s，有效帶寬153.6 Gbps（帶ECC）或172.8 Gbps(不帶ECC)。器件的封裝是緊湊的15x20x1.92mm的PBGA，包含391個焊球，間距0.8mm。這款器件可提供-55℃到+125℃和-40℃到+105℃兩種溫度范圍，其有鉛的版本經過NASA Level 1和ESCC class 1的質量認證。將來也有計劃發布8GB(64Gb)的版本。

耐輻射DDR4T04G72, 4 GB DDR4存儲器,對于防輻射性能，DDR4T04G72的SEL閾值超過60.8 MeV.cm2/mg，SEU和SEFI的閾值分別是8.19和2.6 MeV.cm2/mg。

4GB DDR4T04G72是一款包含5個裸片的MCM，其中4個是1 GB(8 Gb)的存儲容量，512 Mb x 16 bits結構，分為兩個組，每個組有4個bank。

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