Технологии модулей памяти: TCP, EPOC и FEMMA

Нынешнюю оперативную память больше всего любят сравнивать по скорости ее работы и различным используемым технологиям: DDR-II уже на подходе, а тактовые частоты продолжают увеличиваться. Так что сегодня самая горячая тема для обсуждения – производительность и пропускная способность.

Модули DIMM и даже RIMM за последние несколько лет почти не изменились. Вероятно, единственным признаком эволюции можно считать появление распределителя тепла, который устанавливается для улучшения охлаждения на все модули RIMM и на некоторые производительные DDR SDRAM DIMM. Как видим, развитие модулей DRAM происходит довольно вяло. Однако это всего лишь иллюзия, поскольку на серверном рынке появились интересные решения.

Как известно, у серверов зачастую бывают весьма необычные требования к памяти. OEM стараются поставлять максимально широкий ассортимент памяти, учитывая существование ограничений на число разъемов DIMM и плотность микросхем памяти. Производители DIMM разработали модули удвоенной высоты, которые преодолевают два указанных ограничения.

Монстровидный DIMM с удвоенной высотой

И если DIMM с удвоенной высотой прекрасно справляется со своей задачей путем увеличения площади платы DIMM и, следовательно, числа микросхем, на серверном рынке выплывает третье ограничение – пространство в стойке.

Сегодня производители предпочитают постепенно переходить к серверам 1U, а там необходимо упаковать большое количество комплектующих в очень ограниченный объем. Модули с двойной высотой, очевидно, не подходят для 1U, 2U или даже для 3U корпуса, даже при наклоне разъемов.

Над этой проблемой активно работали производители памяти, в результате чего недавно появились новые разработки. Elpida и Kingston пришли к очень любопытному решению – монтажу микросхем друг над другом в модуле DIMM стандартной высоты.

И хотя подобная идея наложения микросхем в упаковке TSOP (Thin Small Outline Packages) друг на друга не нова, Elpida и Kingston смогли значительно усовершенствовать этот дизайн.

Kentrontech, другой производитель памяти, решил выбрать иной подход, расположив платы модулей рядом друг с другом.

Если вам незнакомо имя Elpida, то следует напомнить – это совместное предприятие NEC и Hitachi, причем обе компании уже достаточно давно работают на рынке памяти. Elpida использует технологию упаковки TCP (Tape Carrier Packaging), при этом на одном DIMM получается уместить 36 микросхем DDR SDRAM. Технология TCP отличается от TSOP улучшенными тепловыми характеристиками, и уменьшенной толщиной (4,8 мм против 6,8 мм). Микросхемы DDR на модуле изготовлены Elpida по 0,13 мкм техпроцессу, работают на 2,5 В и поддерживают ECC.

В результате мы получаем низкопрофильный модуль DIMM с высокой плотностью памяти и с хорошими тепловыми характеристиками. Высота в 1,2 дюйма позволяет использовать модуль даже в 1U серверах.

"Слоеный" модуль Elpida, упаковка TCP, высота 1,2 дюйма, объем – 2 Гб DDR SDRAM

С производителем памяти Kingston наверняка уже все знакомы. Он пошел своим путем, разработав технологию EPOC (Elevated Package Over CSP).

Технология EPOC позволяет реализовать монтаж чипов DRAM в различных упаковках. Верхний слой использует упаковку модулей TSOP (Thin-Small Outline Package), а нижний – CSP (Chip Scale Package). Следует отметить, что два уровня физически друг с другом не соприкасаются. Поэтому между чипами может спокойно циркулировать воздух, осуществляя дополнительное охлаждение.

Модуль EPOC DIMM – мы видим чипы в упаковке CSP и TSOP

Вид сбоку

Технология Kingston EPOC решает три проблемы. Во-первых, компании не требуется время на внедрение каких-либо новых упаковок памяти. Во-вторых, как уверяют инженеры Kingston, производить новые модули так же легко, как обычные. В третьих, модули EPOC отличаются улучшенной тепловой производительностью и надежностью.

Как утверждает Kingston, модули EPOC представляют собой хорошую альтернативу "слоеным" модулям третьих производителей, в результате чего компания сможет выгодно уменьшить как цену, так и время изготовления.

Kentron Technologies – пионер в области технологий памяти, известный за свою Quad Band память.

Компания разработала отличный от Kingston и Elpida подход по "уплотнению" модулей. Технология FEMMA (Foldable Electronic Memory Module Assembly) использует две отдельные платы, соединенные гибкой лентой с проводниками.

Наполовину открытый модуль FEMMA

Закрытый модуль FEMMA

Технология FEMMA призвана улучшить тепловыделение, надежность и увеличить плотность модулей. Технологию можно использовать с другими технологиями упаковки типа BGA (Ball Grid Array) и флэш-памятью. Как считает Kentron, FEMMA по своей природе является более дешевой альтернативой наслоению чипов. FEMMA позволяет снизить цену модулей, увеличить процент выхода годных модулей и уменьшить время производства.

Помимо стандартных модулей DIMM, модули FEMMA также доступны и в SO-DIMM формате.

Заключение

Как видим, Kingston и Elpida создали свою технологию "слоистых" модулей. Модули EPOC и Elpida 2 Гб отличаются друг от друга, хотя основа одинакова – два слоя микросхем, не имеющих физического контакта друг с другом. EPOC использует более дешевую упаковку TSOP сверху и маленькую упаковку CSP снизу, в то время как Elpida использует более дорогую TCP упаковку для обоих слоев. Микросхемы TCP должны обладать длинными ножками, причем их нужно прокладывать очень аккуратно, чтобы ножки верхнего слоя не соприкасались с ножками нижнего.

В то же время Kentron предложила JEDEC стандартизовать 1,2 дюймовый размер модулей DIMM.

И хотя все описанные технологии памяти нацеливаются на серверный рынок, рано или поздно мы встретимся с ними и на рынке обычных компьютеров, поскольку модули обеспечивают увеличенную плотность, уменьшенный размер и улучшенное охлаждение.

Технология Kingston EPOC сегодня применяется только на модулях PC133, но вскоре она будет использоваться и на регистровых, ECC 1 Гб модулях DDR. Elpida уже поставляет 2 Гб DDR SDRAM DIMM на базе своей технологии. А Kentron продает FEMMA модули различных форматов (SDRAM и DDR SDRAM) и различных размеров.