Теги → jedec
Быстрый переход

JEDEC обновила стандарт HBM: стеки до 24 Гбайт с повышенной пропускной способностью

Комитет JEDEC представил обновлённые спецификации стандарта JESD235, который описывает оперативную память типа High Bandwidth Memory (HBM). Обновлённый стандарт предлагает увеличение пропускной способности и объёма памяти данного типа.

Обновлённый стандарт JESD235B предполагает возможность создания стеков памяти типа HBM, состоящих из двух, четырёх, восьми и двенадцати слоёв, что позволяет получать сборки кристаллов общим объёмом от 1 до 24 Гбайт. Предыдущая версия стандарта предполагала укладку в штабель до восьми кристаллов, и максимальный объём достигал лишь 16 Гбайт. Каждый кристалл, напомним, может обладать объёмом до 16 Гбит (2 Гбайт).

Что касается пропускной способности, то она выросла с 2000 до 2400 Мбит/с на контакт. В результате общая пропускная способность одного стека памяти типа HBM, подключённого по 1024-битной шине, достигает 307 Гбайт/с, тогда как раньше этот показатель составлял 256 Гбайт/с. Получается, что, используя два стека HBM2 вместе с 2048-битной шиной, можно обеспечить пропускную способность до 614 Гбайт/с.

Конечно, это пока что лишь стандарт, и существует он только на бумаге, а потому пройдёт некоторое время, пока производители памяти действительно смогут предложить стеки с характеристиками, описанными выше. Однако в итоге подобные или близкие решения всё же должны появиться в высокопроизводительных вычислительных системах.

Опубликованы спецификации UFS 3.0: флеш-память смартфонов удвоит скорость

Комитет JEDEC Solid State Technology Association опубликовал финальные спецификации стандарта Universal Flash Storage версии 3.0 (UFS). С момента принятия спецификаций UFS 2.1 прошло около двух лет (приняты в апреле 2016 года). Но на тот момент скорость обмена по шине UFS осталась без изменения. Версия UFS 2.0, принятая в начале октября 2013 года, предписывала скорость обмена по одной линии интерфейса на уровне 600 Мбайт/с. Всего шина UFS содержит две линии с последовательной передачей данных. Скорость интерфейса в такой конфигурации предполагала передачу данных на уровне 1,2 Гбайт/с. В версии UFS 3.0 скорость обмена увеличена до 11,6 Гбит/с на линию или до 2,4 Гбайт/с на обе линии интерфейса.

Шина UFS пока прописалась преимущественно во флагманских моделях смартфонов, хотя она также ориентирована на использование в персональных компьютерах (ноутбуках). Данный интерфейс занимает промежуточное положение между памятью eMMC и SSD-накопителями. Добавим, ориентация на мобильные устройства вылилась в то, что в качестве физического уровня доступа для интерфейса UFS выбрана сигнальная структура альянса MIPI (Mobile Industry Processor Interface). Если точнее, интерфейс UFS 3.0 опирается на версию MIPI M-PHY v4.1 и транспортный уровень MIPI UniProSM v1.8.

Стандарт UFS также описывает возможность использования съёмных карт памяти с этим интерфейсом или UFS Card Extension. Скорость обмена с картами памяти пока не повышена и использует физический уровень M-PHY HS-Gear3, хотя версия стандарта для карт расширения получила обновление до версии 1.1. Также номер увеличился у спецификаций UFS Host Controller Interface (UFSHCI) до версии 3.0. Сообщается, что внесённые в стандарт изменения упростят проектировщикам разработку контроллеров.

Карты памяти Samsung в формфакторе UFS (не совместимы с microSD)

Карты памяти Samsung в формфакторе UFS (не совместимы с microSD)

Отметим, что интерфейс UFS демонстрирует хорошее соотношение производительности к потреблению, что приобретает важность не только для носимой электроники, но также для автомобильной. Ожидается, что шина UFS окажется востребованной в автомобилях. В версии UFS 3.0 стандарта для этого предусмотрели два «автомобильных» нововведения. Во-первых, для контролеров предусмотрен расширенный рабочий температурный режим от −40 °C до 105 °C. Во-вторых, введён режим обновления команд, что призвано улучшить механизмы контроля концентраторов и способствовать улучшению надёжности в работе с данными.

Однокорпусные SSD Toshiba с шиной UFS 2.0

Однокорпусные SSD Toshiba с шиной UFS 2.1 для автомобильных систем

Разработка контроллеров с поддержкой спецификаций UFS 3.0 стартовала несколько месяцев назад. В коммерческих устройствах интерфейс UFS 3.0 обещает появиться к концу текущего года или в первой половине следующего года.

JEDEC разрабатывает стандарт для силовой электроники будущего

Комитет JEDEC сообщил об учреждении двух подкомитетов, которые займутся разработкой стандарта для всеобъемлющей характеристики силовых элементов на основе так называемых широкозонных полупроводников (JC-70 Wide Bandgap Power Electronic Conversion Semiconductors). В основном речь идёт о стандартизации транзисторов для блоков питания и подсистем питания, в том числе интегрированных. На сегодня для этого в используются соединения нитрида галлия (GaN) и карбида кремния (SiC). Соответственно, один подкомитет займётся стандартизацией элементов на основе нитрида галлия, а второй — на основе карбида кремния.

Слева для сравнения 200-В обычный Si (кремниевый) MOSFET и 200-В eGaN FET, а справа исполнение для 600-В GaN приборов (www.researchgate.net)

Слева для сравнения 200-В обычный Si (кремниевый) MOSFET и 200-В eGaN FET, а справа исполнение для 600-В GaN приборов (www.researchgate.net)

Полупроводники с широкой запрещённой зоной (Wide Bandgap) обладают низким динамическим сопротивлением и низким пороговым напряжением переключения. Силовые транзисторы на основе GaN и SiC способны выдерживать значительные токи при весьма компактных размерах. Также эти материалы демонстрируют минимальные потери при переходных процессах, что ощутимо повышает КПД блоков питания на транзисторах из нитрида галлия на подложках из карбида кремния. Всё это востребовано в связи с тенденцией перехода на электротранспорт и в свете всеобщей борьбы со снижением издержек на преобразование электроэнергии.

Широкозонные полупроводники делают «идеальную пилу» при преобразовании импульса, которая не уходит в минус (Fujitsu Laboratories)

Широкозонные полупроводники делают «идеальную пилу» при преобразовании импульса, которая не уходит в минус (Fujitsu Laboratories)

Комитет JC-70 Wide Bandgap Power Electronic Conversion Semiconductors временно возглавят представители компаний Infineon, Texas Instruments и Wolfspeed (ранее Cree Company). Все эти компании активно выпускают силовые элементы на широкозонных полупроводниках. Совокупная доля компаний Infineon и Wolfspeed на рынке SiC-элементов, например, приближается к 70 %. Одним словом, за дело возьмутся специалисты.

Следует сказать, что рабочая группа по изучению вопросов стандартизации широкозонных полупроводников — GaNSPEC — была создана внутри индустрии ещё весной 2016 года. Вскоре после этого комитет JEDEC начал обеспечивать группе поддержку в логистике. Аналогичная группа SiCSPEC изучала карбидокремниевые элементы. Обе группы включают порядка 50 представителей производителей полупроводников, промышленного оборудования, разработчиков технологий, учёных и работников государственных лабораторий из США, Европы и Азии. Все они дальше будут работать под эгидой JEDEC.

Широкозонные полупроводники имеют неограниченную сферу применеия (https://www.pntpower.com)

Широкозонные полупроводники имеют неограниченную сферу применеия (https://www.pntpower.com)

В результате деятельности комитета обещает появиться стандарт, облегчающий разработку, производство и использование широкозонных полупроводников в силовых элементах. Блоки питания станут на порядок компактнее и намного эффективнее.

Phison приступила к разработке контроллера стандарта UFS 3.0

Универсальные флеш-накопители, повсеместно интегрируемые сегодня в мобильные устройства в качестве носителей информации, переходят на новые стандарты для повышения уровня быстродействия. Пока одни считают память UFS бесперспективной, невзирая на её тотальное превосходство по скорости над eMMC, технология продолжает своё развитие и ожидает грядущий «апдейт». 

На данный момент актуальной версией спецификации UFS значится стандарт 2.1, но пока он является прерогативой исключительно флагманских гаджетов. О массовом распространении UFS 2.1 и даже UFS 2.0 говорить пока не приходится. Однако такое положение вещей никоим образом не помешало, согласно информации от комитета инженерной стандартизации полупроводниковой продукции JEDEC, началу проектирования контроллера типа UFS 3.0.

www.computerworld.pl

beebom.com

Релиз отвечающей требованиям стандарта UFS 3.0 памяти намечен на вторую половину 2018 года. Исходя из имеющихся сведений, такие флеш-накопители смогут в теории демонстрировать максимальную скорость последовательного считывания данных до 2,4 Гбайт/с. Такие показатели гарантируют UFS 3.0 звание самой быстрой памяти для смартфонов, которое она унаследует от  UFS 2.1 благодаря почти двукратному превосходству над последним.  

beebom.com

beebom.com

Тайваньская компания Phison прошла стадию лицензирования технологии и уже приступила к разработке первого контроллера UFS 3.0. Поставки накопителей следующего поколения, вероятнее всего, начнутся под конец 2018 года. Тогда же и дебютируют смартфоны с памятью класса UFS 3.0, более широкий ассортимент которых нам будет доступен уже в 2019. 

Спецификации DDR5: некоторые подробности

Совсем недавно мы писали о том, что комитет инженерной стандартизации полупроводниковой продукции (JEDEC), в числе прочего ответственный за разработку спецификаций новых поколений полупроводниковой памяти DRAM, планирует завершить подготовку стандарта DDR5 в 2018 году. Но DDR5 — это не просто более высокая скорость передачи данных в сравнении с DDR4, основным стандартом оперативной памяти сейчас. Это ещё и ряд новых технологий на стыке DRAM и энергонезависимой памяти; такое сочетание уже получило устоявшееся название NVDIMM, хотя текущие реализации далеки от идеала.

Технически объявленное «удвоение характеристик» означает создание чипов DDR5 ёмкостью 32 Гбит со скоростью передачи данных 4266‒6400 мегатранзакций в секунду на контакт. Если модули DDR5 сохранят разрядность шины 64 бита на модуль, это означает появление односторонних модулей DDR5-6400 ёмкостью 32 Гбайт со скоростью передачи данных 51,2 Гбайт/с. «Дружественный пользователю интерфейс» может означать новую, более удобную систему фиксации модуля в системной плате. На сегодня в этом плане сложно придумать что-то действительно новое, но, возможно, инженерам JEDEC удастся всех удивить.

JEDEC обещает решить и проблему падения эффективности подсистем памяти, которая в пересчёте на канал падает по мере увеличения количества каналов, но пока не известно, как именно это будет сделано. Более подробная информация ожидается на мероприятии Server Forum, которое состоится в Санта-Кларе, штат Калифорния, США, и начнётся 19 июня. В числе планируемых к 2018 году стандартов относится и новое поколение энергонезависимых модулей памяти NVDIMM-P, которое не будет ограничено объёмом, диктуемым технологиями DRAM. Ёмкость таких модулей может достигать единиц терабайт, но при этом в жертву приносится латентность, составляющая сотни наносекунд.

В Китае создана первая рабочая группа JEDEC для разработки стандартов

В разработке индустриальных стандартов, которые касаются области информационных технологий, не самую последнюю роль играет комитет JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council, или Сообщество (Комитет) инженеров, специализирующихся в области электронных устройств). После того, как устройства на твердотельной памяти набрали силу, название комитета было расширено до JEDEC Solid State Technology Association. В рабочих группах комитета были представители многих стран, хотя рабочие группы, которые занимались разработкой стандартов, обычно собирались только в США и в Европе (реже).

Теперь настало время включить в разработку индустриальных стандартов китайские компании, уверены в JEDEC. Развитая индустрия, масса опытных кадров и исследовательских центров делают Китай достойным партнёром для обсуждения проблем отрасли и для разработки стандартов мирового уровня. Без всякого сомнения, это важный этап на пути развития мировой полупроводниковой индустрии.

Согласно официальному пресс-релизу комитета, первая рабочая группа организована при комитете JEDEC JC-14 (Committee for Quality & Reliability). Комитет JC-14 занимается стандартизацией качества и надёжности полупроводниковой продукции и электроники. «Китайскому качеству» принято не доверять. Но вина в этом не китайской промышленности, а тех, кто заказывает и закупает в Китае товары для локальных рынков, ибо «качество» продукции можно заказать любое — это только вопрос цены. Было бы хорошо возложить контроль над качеством на плечи самих китайцев или хотя бы поощрить китайские компании уважать общеиндустриальные стандарты качества и надёжности.

Динамика развития производства электроники в Китае за предыдущее десятилетие (http://www.pwc.com)

Динамика развития производства электроники в Китае за предыдущее десятилетие (http://www.pwc.com)

Инициатором создания в Китае первой рабочей группы JEDEC стала компания Huawei Technologies. Она же помогла провести первую встречу 18 марта в Шеньжене. На встрече были представители 40 китайских компаний. Вторая встреча участников группы должна пройти в июне этого года и комитет распространяет контакты с целью найти как можно больше желающих принять участие в новом заседании.

JEDEC обновляет стандарт UFS: акценты на безопасность и функциональность

Комитет JEDEC сообщил об обновлении стандарта Universal Flash Storage (UFS). Вместо версии UFS 2.0 вышла версия UFS 2.1. Напомним, интерфейс UFS предложен как замена морально устаревшему интерфейсу eMMC, который долгие годы использовался для подключения встроенной памяти к процессорам мобильных устройств. В отличие от параллельного интерфейса eMMC, интерфейс UFS последовательный. Это позволяет экономить на потреблении и упросить разводку на плате, поскольку для передачи данных допустимо использовать только одну линию. При этом пропускная способность не только не страдает, но даже достигает новых высот. Несколькими днями ранее, кстати, JEDEC утвердил новый стандарт съёмных карточек флеш-памяти и тоже на основе интерфейса UFS.

Внешний вид и размеры карты памяти UFS (JEDEC)

Внешний вид и размеры карты памяти UFS (JEDEC)

В свежей версии спецификаций интерфейса UFS (2.1) внесены следующие важные обновления. Во-первых, предложен индикатор «здоровья устройства» (Device Health Descriptor). Данный дескриптор будет давать детальную информацию о времени жизни устройства, что облегчит организацию таких мероприятий, как профилактический ремонт. Подобное полезно во всех сферах, но с наибольшей благодарностью будет встречено в сфере контроля над автомобильной электроникой.

Другим улучшением станет повышение надёжности операций, связанных с записью — Secure Write Protection. Это улучшение привязано к требованиям современных операционных систем и приложений для обеспечения так называемой дробной защиты записи «fine-grained write protection». В общем случае версия UFS 2.1 обещает более надёжное шифрование данных по линиям обмена данными между микросхемами памяти с интерфейсом UFS и прикладным процессором (SoC).

256-Гбайт микросхемы флеш-памяти Samsung с интерфесом UFS 2.0 (Samsung)

256-Гбайт микросхемы флеш-памяти Samsung с интерфейсом UFS 2.0 (Samsung)

Третьим новшеством стала возможность безопасного удалённого обновления микрокода прошивки — Field Firmware Update. Спецификации теперь допускают удалённое исправление ошибок и расширение функциональности устройств без необходимости владельцам обращаться в сервис. Интересно, не это ли имела в виду компания Rambus, когда предлагала фирменную технологию удалённого управления возможностями микросхем?

Позиционирование интерфейса UFS (Samsung)

Позиционирование интерфейса UFS (Samsung)

Четвёртым крупным изменением в спецификациях UFS стало введение приоритета команд (Command priority). В принципе, стандарт UFS и до этого позволял выстраивать очередь из команд. Новые возможности обещают ещё лучше оптимизировать работу приложений и заметно повысить производительность устройств. Добавим, принятие новой версии спецификаций UFS горячо поприветствовали целых... три компании: Samsung, Toshiba и Synopsys. Увы, стандарт UFS, несмотря на все его замечательные качества, внедряется очень медленно.

Карточек памяти стало больше: представлены карты памяти UFS

Комитет JEDEC опубликовал спецификации нового стандарта карточек флеш-памяти. Это карты и стандарт Universal Flash Storage (UFS) Removable Card Standard. Спецификации интерфейса новых карт опираются на вторую (последнюю) версию спецификаций встраиваемой памяти Universal Flash Storage 2.0 (UFS). Стандарт UFS предложен примерно шесть лет назад в качестве замены устаревшего параллельного интерфейса eMMC. Интерфейс передачи данных в стандарте UFS последовательный и по одной линии в версии UFS 2.0 можно передавать информацию со скоростью до 600 Мбайт/с. Фактически в лице карточек памяти UFS Removable Card мы получаем внешние SSD для смартфонов и гаджетов.

Внешний вид и размеры карты памяти UFS (JEDEC)

Внешний вид и размеры карты памяти UFS (JEDEC)

Как следует из спецификаций, внешние размеры карт UFS точно такие же, как у карточек памяти формфактора microSD — 11 на 15 мм. При этом расположение контактов совершенно другое и все углы у карты UFS скруглённые! Кстати, стандарт UFS и соответствующие карты памяти защищены без малого десятком патентов компании Samsung. По-видимому, именно этим можно объяснить медленное внедрение накопителей с шиной UFS в смартфоны и планшеты. До сих пор микросхемы памяти с шиной UFS кроме компании Samsung относительно массово выпускала только Toshiba (SK Hynix приступила к выпуску чипов с шиной UFS только осенью прошлого года), а в смартфонах память UFS начала появляться лишь в прошлом году и то в единичных моделях.

Расположение контактов на карте памяти UFS (JEDEC)

Расположение контактов на карте памяти UFS (JEDEC)

Добавим, карты памяти UFS поддерживают скорость обмена до 600 Мбайт/с сразу в обоих направлениях (полный дуплекс). При этом интерфейс создаёт гибкую очередь команд для обеспечения пропускной способности по требованию приложений. Подобные возможности, уверены в комитете, будут важны для бесперебойной записи видео с качеством 4K/8K, для панорамных съёмок и для съёмок с помощью дронов. Ждём первых анонсов карточек UFS.

Micron не спешит анонсировать память HBM

Несмотря на то, что абсолютное большинство производимых сегодня типов оперативной памяти с динамическим доступом (dynamic random access memory, DRAM) соответствует принятым индустриальным стандартам и не являются проприетарными, далеко не все производители DRAM изготавливают микросхемы всех современных стандартов. К примеру, компания Micron Technology до сих пор не обозначила никаких планов поддержи многослойной памяти типа HBM (high bandwidth memory).

Память HBM разрабатывалась в тесном сотрудничестве Advanced Micro Devices и SK Hynix начиная с 2006 года, став индустриальным стандартом в 2013 году. Несмотря на то, что спецификация HBM была принята JEDEC, отраслевым консорциумом, который устанавливает стандарты для DRAM и NAND, лишь SK Hynix производит данный тип памяти в промышленных масштабах. Недавно JEDEC опубликовал спецификации HBM второго поколения (HBM gen 2, HBM2), формально одобренные членами комитета разработчиков, среди которых крупнейшие производители DRAM, включая Samsung Electronics, SK Hynix и Micron Technology. Samsung уже успела формально анонсировать свои микросхемы HBM2, SK Hynix рассказала о своих чипах HBM2 на конференции ISSCC 2016, тогда как Micron полностью проигнорировала новый стандарт. Компания не только не анонсировала микросхемы HBM2, но и не обозначила планов по их производству на своей конференции для аналитиков, прошедшей ранее в этом месяце.

Инновационная память Micron. Пока без HBM?

Инновационная память Micron. Пока без HBM?

«На сегодняшний день Micron не анонсировала каких-либо намерений касательно HBM публично», — заявил представитель Micron в электронном письме.

В течение долгих лет компания Micron отдаёт особое внимание выпуску специализированных типов памяти, а также решений на их базе, цена которых не подвержена колебаниям, как цены на традиционные DDR и NAND. Так, компания производит RLDRAM для устройств, которым требуются минимальные задержки (по сравнению со стандартной DRAM) при большой ёмкости (относительно SRAM); XTRMFlash для приложений, которым нужна NOR флеш-память и высочайшая производительность (скорость чтения у данного типа NOR составляет 400 Мбайт/с); HMC (hybrid memory cube) для систем, которым требуется максимальная пропускная способность (наиболее производительные микросхемы Micron HMC второго поколения поддерживают пропускную способность в 160 Гбайт/с). Позже в этом году Micron начнёт поставки памяти GDDR5X для будущих графических карт и 3D XPoint для производительных твердотельных накопителей. Кроме того, Micron предлагает решения на базе DRAM с высокой добавленной стоимостью, например, энергонезависимые модули NVDIMM на базе микросхем DDR3 и супер-конденсатора AgigA Tech PowerGEM, которые сочетают производительность DRAM и энергонезависимость NAND.

Различные реализации микросхем HMC

Различные реализации микросхем HMC

Принимая во внимание стратегию Micron, полный отказ от поддержки HBM едва ли имеет смысл для компании. Однако следует помнить, что HBM2 конкурирует как c GDDR5X, так и с HMC на рынках графических карт, суперкомпьютеров, сетевого оборудования, игровых приставок и специализированных устройств. В последние годы специалисты Micron были заняты разработкой HMC второго и третьего поколений, GDDR5X, 3D XPoint и рядом других проектов, при этом компания могла отдать приоритеты разработке «своих» стандартов памяти. Таким образом, Micron может быть не готова сегодня говорить об HBM2 как потому, что начнёт производство памяти данного типа памяти позже конкурентов, так и для того, чтобы не снижать долгосрочную конкурентоспособность HMC и GDDR5X.

Учитывая, что создание сложных микросхем занимает три–четыре года (с момента начала разработки архитектуры и кончая выпуском на рынок), а ключевые решения касающиеся архитектуры, технологических процессов, поддерживаемых типов памяти и т. п. принимаются в начале цикла, Micron есть смысл показать потенциально заинтересованным сторонам, что HBM не поддерживается всей индустрией DRAM, а также то, что HMC имеет ряд преимуществ (вроде узкой шины данных и минимальных физических размеров интерфейса, потенциальной пропускной способности до 320 Гбайт/с на чип и т. д.) и может быть поставлен как Micron, так и Samsung (которая хоть и поддерживает HMC, входя в соответствующий консорциум, но никогда не производила данную память).

Cхематическое изображение подсистемы памяти на базе HBM2

Cхематическое изображение подсистемы памяти на базе HBM2

JEDEC опубликовала стандарт JESD235A, описывающий память HBM второго поколения, в начале этого года. Среди ключевых нововведений стандарта значатся увеличение ёмкости используемых устройств DRAM до 8 Гбит, поддержка доступа к DRAM при помощи так называемых псевдоканалов, а также увеличение скорости передачи данных до 1000 МТрансферов/с (мегатрансферов в секунду). Первые микросхемы памяти HBM2 будут использовать четыре слоя DRAM ёмкостью 8 Гбит каждый (общая ёмкость сборки — 4 Гбайт) и иметь пропускную способность в 256 Гбайт/с.

Micron: Микросхемы GDDR5X работают на скорости 13 Гбит/с

Компания Micron Technology впервые рассказала о GDDR5X осенью прошлого года. С тех пор организация JEDEC успела формально утвердить спецификацию нового типа памяти для выходящих вскоре графических карт, а инженеры Micron продвинуться в своей работе. Так, ранние микросхемы GDDR5X уже показывают скорости передачи данных (data transfer rates) около 13 Гбит/с, а массовое производство новой памяти начнётся уже через несколько месяцев.

Стандарт GDDR5X SGRAM (synchronous graphics random access memory, синхронная графическая память с произвольным доступом) во многом основывается на технологии GDDR5, но обладает тремя важными улучшениями: значительно более высокими скоростями передачи данных (до 14 Гбит/с на контакт, согласно спецификации JEDEC), увеличенной ёмкостью микросхем (до 16 Гбит) и увеличенной энергоэффективностью благодаря снижению напряжения питания до 1,35 Вольт и ряду нововведений. GDDR5X обещает удвоить производительность GDDR5, потребляя такое же количество энергии. При этом GDDR5X не потребует радикальных изменений в конструкции графических карт, а общий набор команд GDDR5 остаётся почти неизменным, что очень важно для разработчиков графических процессоров и производителей видеокарт. Тем не менее, не следует считать, что GDDR5X — это разогнанная память GDDR5. Внутренняя архитектура нового типа памяти претерпела существенные изменения.

Микросхемы памяти GDDR5X

Микросхемы памяти GDDR5X

Скорость передачи данных

Одним из ключевых нововведений, которое непосредственно повлияет на производительность нового типа памяти, является модернизированная цепь выборки данных (prefetch), которая теперь может выбирать до 64 байт (512 бит) за тактовый цикл (против 32 байт у GDDR5).

Так же, как у предшественника, GDDR5X имеет две физические тактовые частоты: дифференциальная тактовая частота CK (для передачи адресов и команд) и дифференциальная тактовая частота WCK (для передачи данных). WCK всегда функционирует на тактовой частоте, вдвое превышающей таковую у CK. Память GDDR5 работает в режиме DDR (double data rate) и может передавать два бита данных на каждый синхроимпульс WCK как по фронту, так и по спаду тактового импульса. Память GDDR5X поддерживает новый режим работы QDR (quad data rate) и может передавать до четырёх бит данных на каждый синхроимпульс WCK. Таким образом, если микросхема памяти GDDR5X может работать на тактовой частоте CK 1,5 ГГц, то её максимальная скорость передачи данных в режиме DDR составит 6 Гбит/с (согласно терминологии производителей микросхем памяти; корректнее было бы говорить о 6 гигатрансферах в секунду, но, во избежание путаницы с иллюстрациями, придержимся официальной системы обозначений), а в режиме QDR — 12 Гбит/с (64-байтный режим предварительной выборки данных автоматически означает использование QDR).

Схема работы подсистемы памяти с GDDR5X

Схема работы подсистемы памяти с GDDR5X из стандарта JEDEC

Хотя все современные типы оперативной памяти «заточены» под весьма высокие тактовые частоты и скорости передачи данных, увеличение данных параметров по-прежнему является сложной задачей. На высоких тактовых частотах и при режимах работы вроде DDR или QDR становится всё труднее поддерживать целостность сигналов и избегать ошибок записи/чтения. Тем не менее, инженерам из центра разработки графической памяти Micron в Мюнхене (известен как Graphics DRAM Design Center) удалось достичь стабильной работы ранних микросхем GDDR5X при скорости передачи данных свыше 13 Гбит/с в лабораторных условиях. Судя по всему, специалисты из GDDC, которые хорошо известны во всей индустрии за их вклад в создание нескольких стандартов памяти для графических карт, включая GDDR4 и GDDR5, могут записать в свой актив ещё один успех — GDDR5X.

Максимальная ратифицированная JEDEC скорость передачи данных для GDDR5X — 14 Гбит/с. Учитывая, что уже ранние микросхемы GDDR5X производства Micron работают на скоростях свыше 13 Гбит/с в лаборатории, у компании есть повод для оптимизма касательно дальнейшего увеличения скорости передачи данных. Трудно сказать, следует ли индустрии максимизировать пропускную способность GDDR5X путём дальнейшего увеличения тактовых частот, принимая во внимание технологии типа HBM и HBM2. Однако пока многослойная память остаётся дорогой, потенциально более доступная GDDR5X будет востребована рынком. Более того, даже на 14 Гбит/с 256-разрядная подсистема памяти GDDR5X способна обеспечить пропускную способность до 448 Гбайт/с, что лишь на 12,5 % ниже, чем у AMD Radeon R9 Fury X (которая использует первое поколение HBM).

Удвоение предварительной выборки данных и увеличение скорости передачи данных в режиме QDR, вне всяких сомнений, увеличат пропускную способность будущих подсистем памяти. Тем не менее, реальная производительность графических карт будет зависеть не только от архитектуры оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и его частот, но и от контроллеров памяти, а также программного обеспечения.

Ёмкость микросхем

Производительность — не единственное существенное улучшение GDDR5X. Многие приложения требуют не только высокую пропускную способность памяти, но и большой объём высокопроизводительной памяти. К примеру, вычислительный ускоритель AMD FirePro S9170 экипируется 32 Гбайт памяти GDDR5. Увеличение ёмкости микросхем GDDR5X позволит использовать их в широком спектре приложений, помимо графических адаптеров, ускорителей суперкомпьютерных вычислений на базе GPU, игровых консолей и сетевых устройств.

Стандарт GDDR5 описывал чипы памяти ёмкостью 512 Мбит, 1 Гбит, 2 Гбит, 4 Гб и 8 Гб. Стандарт GDDR5X позволит создавать микросхемы ёмкостью 4 Гбит, 6 Гбит, 8 Гбит, 12 Гбит и 16 Гбит. Как правило, производители DRAM стремятся удваивать ёмкость своих интегральных схем в силу экономических и технологических причин. Тем не менее, в случае с GDDR5X в индустрии приняли решение ратифицировать конфигурации SGRAM с довольно необычными ёмкостями — 6 Гбит и 12 Гбит. По словам Micron, это было сделано для того, чтобы предоставить максимальную гибкость разработчикам подсистем памяти.

Ратифицированные JEDEC ёмкости микросхем GDDR5X

Ратифицированные JEDEC ёмкости микросхем GDDR5X

В индустрии мобильных устройств широко применяются микросхемы памяти LPDDR3 ёмкостью 3 Гбит, 6 Гбит и 12 Гбит, чтобы максимизировать гибкость конфигураций оперативной памяти для портативной электроники. Судя по всему, компании, разрабатывающие стандарты GDDR, решили взять пример с коллег из смежной отрасли.

Помимо гибкости для устройств, «нетрадиционные» ёмкости интегральных схем памяти могут иметь и экономический смысл. Размер кристалла у 16-Гбит микросхемы GDDR5X, произведённой по технологии 16 нм или 18 нм, будет довольно большим, а значит, его себестоимость чрезмерно высокой (что означает сужение области применения). В то же время, размер и себестоимость кристалла ёмкостью 12 Гбит могут быть оптимальными для широкого спектра устройств.

Так же, как в случае с GDDR5, стандарт GDDR5X полностью поддерживает режим clamshell (раскладушка, ракушка), который регламентирует работу 32-разрядного контроллера памяти с двумя микросхемами DRAM с 32-разрядным интерфейсом. В режиме clamshell два чипа памяти делят между собой шину адресов и команд, при этом разрядность их шин ввода/вывода снижается до 16. Подобный режим работы позволяет вдвое увеличить объём памяти в подсистеме (например, на графической карте) без снижения пропускной способности. Таким образом, 32 микросхемы GDDR5X ёмкостью 16 Гбит позволят создать графические карты с 64 Гбайт памяти и 512-разрядной шиной. Впрочем, принимая во внимание большой потенциал памяти HBM2, маловероятно, что GDDR5X будет использована на графических или вычислительных ускорителях, которым требуется 64 Гбайт памяти.

Энергоэффективность

Потребляемая мощность и тепловыделение являются двумя основными ограничителями вычислительной производительности в наши дни. Разработчики GDDR5X внесли целый ряд новых техник, призванных держать энергопотребление нового типа памяти под контролем.

Напряжение питания и шины ввода/вывода чипов GDDR5X было снижено с 1,5 В на сегодняшних устройствах до 1,35 В. Снижение Vdd и Vddq должно помочь сократить энергопотребление новой памяти на величину до 10 %, что является важным для высокопроизводительных и мобильных устройств, где потребление памяти может составлять значительную часть имеющегося энергетического бюджета.

Уменьшение напряжений не единственная мера, принятая для сокращения энергопотребления нового типа ОЗУ. Стандарт GDDR5X делает обязательным наличие в каждой микросхеме датчика температуры. Кроме того, становится обязательной поддержка управления частотой обновления данных на основании температуры, что может быть полезным для оптимизации энергопотребления в некоторых сценариях. Также существует целый ряд других функций и команд (per-bank self refresh, hibernate self refresh, partial array self refresh и ряда других), которые были специально созданы для уменьшения энергопотребления памяти GDDR5X.

Вследствие снижения напряжений и применения новых технологий, энергопотребление микросхем GDDR5X должно снизиться по сравнению с GDDR5 на одинаковых тактовых частотах. Тем не менее, если говорить о частотах и скоростях передачи данных в 12–14 Гбит/с, то потребление GDDR5X останется на уровне 2–2,5 Вт на чип, согласно данным Micron (т. е. от 10 до 30 Вт на карту, в зависимости от конфигурации). Даже при одинаковом, или даже чуть большем, потреблении в пересчёте на микросхему, GDDR5X обещает быть существенно более энергоэффективной с точки зрения пропускной способности на ватт по сравнению с предшественником. Как следствие, для целого ряда приложений (которым может не требоваться высочайшая пропускная способность) GDDR5X может оказаться лучшим выбором, чем GDDR5, поскольку позволит сократить абсолютное энергопотребление подсистемы памяти.

Форм-фактор

В то время как внутренняя архитектура GDDR5X претерпела существенные изменения по сравнению с GDDR5, переход индустрии на новый тип памяти обещает стать менее радикальным шагом, чем переход с GDDR3/GDDR4 на GDDR5 много лет назад. Кроме того, использование GDDR5X должно быть значительно проще и дешевле, чем применение памяти типа HBM или HBM2.

Микросхемы памяти GDDR5X используют обновлённый 190-контактный корпус BGA, размеры которого уменьшены до 14 × 10 мм. Для сравнения, память GDDR5 использует упаковку BGA с 170 контактами и размером 14 × 12 мм. В Micron считают, что более плотное размещение контактов (расстояние между центрами двух соседних контактов уменьшено с 0,8 мм до 0,65 мм) и уменьшенный диаметр контакта (уменьшен с 0,47 мм до 0,4 мм) сделают дорожки на печатной плате чуть короче, что в конечном итоге должно улучшить электрические характеристики и целостность сигнала. Учитывая, что GDDR5X будет работать на тактовых частотах 1,75–3,5 ГГц, любые улучшения в этой области являются важными.

Микросхемы памяти GDDR5X

Микросхемы памяти GDDR5X

Хотя новый корпус BGA потребует разработки новых печатных плат, а новые режимы работы и техники энергосбережения — новых контроллеров памяти, многие аспекты работы GDDR5 и GDDR5X (например, калибрация интерфейсов, обнаружение ошибок, протоколы работы и т. д.) остаются очень похожими. Кроме того, микросхемы GDDR5X памяти смогут работать в режимах GDDR5 для снижения энергопотребления.

Упаковки типа BGA очень недороги, они не требуют применения дорогостоящих кремниевых соединительных подложек (silicon interposer) как HBM. Кроме того, разработка новых печатных плат и контроллеров памяти едва ли потребует от компаний вроде AMD, NVIDIA, ASUSTeK Computer или Palit Microsystems существенных (в масштабах этих гигантов) затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки (НИОКР; research and development, R&D).

Поддержка индустрией

GDDR5X является стандартом JEDEC, который поддерживается членами этой организации. Документация JEDEC, которая описывает эту технологию, содержит идентификаторы трёх крупнейших производителей DRAM: Micron Technology, Samsung Electronis и SK Hynix.  Идентификация производителей памяти необходима для контроллеров памяти, чтобы различать устройства от различных поставщиков, а также их функциональные возможности и характеристики. Наличие идентификаторов изготовителей говорит о том, что они участвовали в разработке, рассматривали особенности нового типа ОЗУ и голосовали на заседаниях JEDEC, что косвенно говорит о заинтересованности. Тем не менее, конкретные планы Samsung и SK Hynix относительно производства GDDR5X на сегодняшний день неизвестны.

Графическая карта NVIDIA GeForce GTX Titan X c память GDDR5

Графическая карта NVIDIA GeForce GTX Titan X c память GDDR5

Что касается разработчиков графических процессоров, то как AMD, так и NVIDIA, являются членами организации JEDEC и участвуют в разработке новых типов памяти. Некоторое время назад корпорация Advanced Micro Devices подтвердила свои намерения в области использования GDDR5X наряду с HBM2. Компания NVIDIA предпочитает не говорить о своих планах, но она подтвердила, что принимала участие в разработке стандарта GDDR5X. В любом случае, принимая во внимание преимущества GDDR5X перед GDDR5 и постоянно растущие потребности графических карт в области пропускной способности памяти, новинка имеет все шансы получить широкое распространение.

Хотя GDDR5X может показать производительность, схожую с таковой у памяти типа HBM, не следует напрямую сравнивать потенциал GDDR5X и HBM/HBM2. Второе поколения HBM может предложить более высокую пропускную способность, низкое энергопотребление и меньший форм-фактор, чем GDDR5X, но за счёт существенных сложностей в разработке и производстве (а значит, по более высокой цене для конечного пользователя). Различные приложения имеют различные требования. Подсистема памяти НВМ2 с пропускной способностью 1 Тбайт/с как нельзя лучше пригодится премиальной графической карте, или ускорителю суперкомпьютерных вычислений. Однако для недорогих адаптеров, GDDR5 и GDDR5X останутся оптимальным выбором еще долгое время. Существует вероятность, что мы не увидим прямого противостояния памяти GDDR5X и HBM2 на рынке (подобно тому, что мы видели в случае RDRAM и DDR SDRAM полтора десятилетия назад). Иными словами, новые типы памяти будут дополнять друг друга.

Массовое производство

Первое поколение микросхем памяти GDDR5X компании Micron имеет ёмкость 8 Гбит и производится по технологическому процессу 20 нм. Компания использует данную технологию для коммерческого производства DRAM чуть менее года, а значит, техпроцесс постоянно совершенствуется. По мере улучшения технологии изготовления и архитектуры самих микросхем, увеличивается выход годных и повышается частотный потенциал. Как следствие, чипы GDDR5X компании Micron смогут увеличить скорость передачи данных свыше текущих 13 Гбит/с в будущем.

«Команда из центра разработки графической памяти Micron в Мюнхене делает фантастическую работу», — сказал Крис Кидо (Kris Kido), директор графического DRAM-бизнеса в компании Micron. «Мало того, что мы имеем функциональные устройства [памяти GDDR5X] раньше, чем ожидалось, эти ранние [микросхемы] работают со скоростью передачи данных более 13 Гбит/с! Компоненты памяти совершенствуются в процессе разработки и производства, а потому увидеть, что первые чипы имеют почти максимальную производительность — это приятный сюрприз. Эти ранние результаты невероятно обнадёживают».

Производство DRAM на одной из фабрик Micron

Производство DRAM на одной из фабрик Micron

Едва ли в Micron хорошо представляют себе семейство коммерческих продуктов GDDR5X на данном этапе. Достоверно не известно, способны ли ранние микросхемы GDDR5X передавать данные со скоростью 14 Гбит/с, работая с первым поколением контроллеров GDDR5X в нормальных условиях. Как следствие, вероятность того, что Micron выпустит подобные чипы на рынок в этом году, весьма невелика. Как правило, разработчики GPU довольно консервативны и не стремятся использовать наиболее производительные чипы DRAM новейших поколений. Например, AMD Radeon HD 4870 (первая в мире графическая карта, которая использовала GDDR5) была оснащена 512 Мбайт памяти со скоростью передачи данных 3,6 Гбит/с, хотя Qimonda уже тогда предлагала куда более быстрые микросхемы (4,5 Гбит/с).

Первые чипы памяти GDDR5X производства Micron имеют ёмкость 8 Гбит, а значит, они будут стоить значительно дороже, чем используемые на видеокартах сегодня микросхемы GDDR5 ёмкостью 4 Гбит. Кроме того, в связи с увеличением количества контактов, печатные платы под графические адаптеры с новой памятью могут стать дороже сегодняшних. Судя по всему, не следует ожидать, что видеокарты с GDDR5X будут иметь низкую цену. Тем не менее, следует ожидать, что они будут весьма мощными. К примеру, недорогой графический адаптер — уровня GeForce GTX 960 — с 128-разрядной подсистемой памяти GDDR5X со скоростью передачи данных 11 Гбит/с, сможет похвастаться 4 Гбайт DRAM на борту и пропускной способностью 176 Гбайт/с. Более дорогие видеокарты с 256-разрядной шиной памяти — уровня GeForce GTX 970/980 — получат уже 8 Гбайт DRAM и пропускную способность 352 Гбайт/с (выше, чем у GeForce GTX 980 Ti/Titan X).

Micron планирует начать поставки образцов GDDR5X широкому кругу своих партнёров этой весной. Старт массового производства GDDR5X намечен на середину 2016 года, т. е. этим летом. Достоверно не известно, когда на рынке появятся первые графические карты с памятью нового типа, но, похоже, это произойдёт в 2016 году.

Утверждён стандарт памяти GDDR5X

Лет десять назад среди специалистов начал циркулировать термин «стена памяти». Развитие вычислительных архитектур упёрлось в ограниченную пропускную способность подсистем памяти. Процессоры совершенствовались значительно быстрее, чем память. Необходимо было придумать что-то новое. Однако радикальная смена интерфейса подсистемы памяти грозила другими проблемами: отсутствием обратной совместимости и необходимостью многое менять в разработке и производстве. Так и шло. Раз за разом индустрия брала в руки чуть более тяжёлый отбойник в виде стандартов DDR, DDR2, DDR3, DDR4 и методично углублялась в пресловутую «стену памяти». Медленно, но все при деле. Надежды на прорыв с помощью памяти HMC (Hybrid Memory Cube) себя пока не оправдали. Память HMC еле-еле вползает в серверный сегмент. Будет большим успехом, если компания Intel в текущем квартале всё-таки начнёт массовые поставки 14-нм ускорителей Xeon Phi с памятью HMC на одной подложке с процессором.

Пробить «стену памяти» удалось в случае графической подсистемы. Официально комитетом JEDEC принят стандарт HBM (High Bandwidth Memory) в начальной и в улучшенной версиях. Обновлённый стандарт позволяет выпускать микросхемы HBM, скорость обмена с которыми в семь раз выше, чем в случае микросхем памяти GDDR5. Это задел на годы вперёд. Одна беда: память HBM дорого обходится в производстве, поскольку представляет собой модуль памяти, а не обычный залитый компаундом кристалл. Использование HBM оправдано в случае флагманских видеокарт. Возможно, новые микросхемы HBM компании Samsung повышенной ёмкости смогут даже попасть в средний сегмент (там будет достаточно одной-двух микросхем на подложку с GPU). И всё же, память HBM в ближайшие год–два останется старшим решением. Гарантированно средний сегмент сможет закрыть другой новый тип графической памяти — это память GDDR5X, о которой стало известно буквально несколько месяцев назад.

Сообщаем, память GDDR5X официально утверждена комитетом JEDEC в качестве индустриального стандарта. Почти эксклюзивно GDDR5X разрабатывала компания Micron. По неофициальным данным, стандарт GDDR5X могла начать разрабатывать компания Qimonda, а после неё — Elpida Memory. Обе обанкротились, а центр по разработке в Мюнхене в результате пертурбаций достался компании Micron. Ранее поступала информация, что массовый выпуск памяти GDDR5X компания Micron начнёт во второй половине 2016 года. Если сроки не изменились, видеокарты с памятью GDDR5X появятся в продаже ближе к концу года или стартуют в ходе CES 2017.

Стандарт GDDR5X обеспечит в перспективе двукратный подъём скорости обмена данными с графическим процессором. Сегодня по одному контакту GDDR5 обмен в среднем проходит со скоростью 7 Гбит/с. Скорость обмена по контакту памяти GDDR5X увеличена до 10–14 Гбит/с. Важно отметить, что сигнальный уровень GDDR5 и GDDR5X остался один и тот же — это так называемая схема с псевдо-открытым стоком (pseudo open drain, POD). Это облегчит разработку контроллеров памяти для поддержки GDDR5X. Менять придётся не так много. К тому же, стандарт GDDR5X будет продолжать использовать интерфейс и основные особенности протокола GDDR5, что означает совместимость с набором команд и прочее. Главным отличием между GDDR5 и GDDR5X станет внутренняя логика работы (и архитектура), отвечающая за выборку данных или prefetch. Память GDDR5X сможет выбирать до 64 байт за тактовый цикл против 32 байт у GDDR5. За счёт этого и растёт итоговая пропускная способность.

Помимо видеокарт память GDDR5X будет задействована в игровых консолях, в ускорителях вычислений для суперсерверов и в активном сетевом оборудовании. Также надеемся, что компании Samsung и SK Hynix не обойдут вниманием новый тип памяти. Один производитель — это грустно. Как бы компаниям AMD и NVIDIA снова не пришлось стоять в очереди за новинкой.

Представлены спецификации обновлённой памяти HBM

В прошлом году компания AMD совершила маленькую революцию. В розницу впервые попали видеокарты на новейшей стековой памяти HBM (High Bandwidth Memory). До этого на компьютерном рынке не было ничего подобного (за исключением скромных поставок для очень специфических задач стековой памяти HMC компании Micron). Благодаря памяти HBM производительную видеокарту удалось выпустить в компактном формфакторе. В версии графического адаптера AMD Radeon R9 Nano длина платы составила всего 15 см. Это стало возможным благодаря размещению четырёх стеков (четырёх микросхем) HBM на общей с графическим процессором подложке.

Каждая микросхема HBM производства компании SK Hynix состояла из четырёх 2-Гбит кристаллов. Общий интерфейс стека шириной 1024 бит был разбит на 8 каналов шириной 128 бит (по два канала на кристалл). Скорость обмена с такой микросхемой достигала 128 Гбайт/с или 512 Гбайт/с на банк памяти из четырёх микросхем HBM. Других микросхем HBM у компании SK Hynix не было, а больше их никто в промышленных партиях не выпускал. В нынешнем году, к счастью, производством памяти HBM займётся также компания Samsung. При этом оба производителя начнут выпускать память HBM второго поколения, которая обещает оказаться ещё быстрее и ещё ёмче. Формально для этого всё готово. На днях профильная группа комитета JEDEC утвердила обновлённую версию стандарта HBM.

Базовые спецификации стандарта HBM JESD235 изменены на версию HBM JESD235A. Обратим ваше внимание на то, что обновлённый стандарт памяти HBM не ведёт к изменению аббревиатуры. Никаких HBM 2.0 или упоминаний о «втором поколении». Это важное обстоятельство. К примеру, некоторое время назад из утечек о планах компании AMD на 2016 год можно было представить, что APU на архитектуре Zen лишены поддержки памяти HBM «второго поколения». Теперь это опасение потеряло свою остроту, ведь никакого отдельного обозначения для обновлённой памяти HBM стандартом не предусмотрено. Что касается заявленной скорости в 128 Гбайт/с, свойственной микросхемам HBM «первого поколения», то в подобной конфигурации могут также выпускаться микросхемы с поддержкой обновлённого стандарта.

Обновлённый стандарт HBM предусматривает кроме четырёхуровневой (4-Hi) компоновки памяти также двухуровневую (2-Hi) и восьмиуровневую (8-Hi). В зависимости от ёмкости базового кристалла памяти ёмкость микросхем (стеков) будет находиться в диапазоне от 1 Гбайт до 8 Гбайт. Ширина интерфейса стека памяти не изменилась и равна 1024 бит, а вот скорость обмена увеличена вдвое. Так, если до обновления спецификаций каждый стек мог обмениваться данными с графическим процессором на скорости до 128 Гбайт/с, то обновлённые спецификации допускают увеличение скорости до 256 Гбайт/с на стек. Если мы примерим старшие конфигурации обновлённых стеков на актуальный адаптер на GPU AMD Fiji, то получим на выходе решение с подсистемой памяти ёмкостью 32 Гбайт и суммарной скоростью обмена 1 Тбайт/с. Впечатляет!

Кроме увеличения числа слоёв в стеке и подъёма пропускной способности комитет JEDEC внёс ещё несколько поправок в спецификации HBM. Так, внедрена новая псевдоканальная архитектура для улучшения обмена данными внутри стека, внесены изменения для упрощения процедуры тестирования памяти в стеке, включая самотестирование, а также предложен механизм для снижения температуры памяти стека в случае перегрева. Можно ожидать, что речь идёт о снижении скорости обмена в случае перегрева, но детальной информации по этому пункту нет. Добавим, полные спецификации обновлённого стандарта HBM свободно доступны на сайте JEDEC после регистрации. Ждём рабочих образцов обновлённых микросхем HBM в составе GPU AMD поколения Polaris и NVIDIA Pascal.

Samsung: память в эпоху пост-DDR4 достигнет частоты 6,4 ГГц

Разработка стандарта DDR4 началась за несколько лет до коммерциализации DDR3. Прошло около девяти лет, прежде чем память нового типа сошла с мониторов проектировщиков в реальные работающие системы. Неудивительно, что ключевые игроки в индустрии памяти уже вовсю ведут работы над стандартом, который должен будет прийти на смену DDR4. Как считает Samsung Electronics, прототипы новой памяти появятся уже в 2018 году, но её внедрение начнётся лишь два года спустя, в 2020, причём последняя цифра является довольно оптимистичной.

Память эры пост-DDR4 будет использоваться во всех приложениях, от ноутбуков до серверов, а это означает, что новый стандарт должен стать по-настоящему масштабируемым в плане ёмкости, производительности, себестоимости и экономичности. Наиболее портативные устройства, вероятнее всего, продолжат использовать LPDDR4, а индустрия дискретной графики перейдёт на использование многослойной памяти HBM, как обеспечивающей наиболее высокую пропускную способность. Именно этот параметр является ключевым для создания новых поколений графических ускорителей, обеспечивающих высокую производительность в разрешениях от 4К.

На форуме IDF 2015 Samsung Electronics раскрыла предварительные планы и цели по развитию памяти, которая должна будет заменить собой DDR4. Ожидается повышение скорости до 6,4 Гбит/с на вывод (per pin) с возможностью дальнейшего роста этой характеристики. Это, при сохранении 64-битного интерфейса, позволит создать модули памяти с пропускной способностью до 51,2 Гбайт/с. Вырастут и ёмкости чипов, с привычных сегодня 4 и 8 Гбит до 32 Гбит, а значит, появятся массовые восьмичиповые модули памяти ёмкостью 32 Гбайт. От этого выиграют все, особенно поставщики серверных решений, потребность которых в больших объёмах оперативной памяти год от года лишь растёт.

Микросхемы эры пост-DDR4 будут производиться с использованием техпроцессов с нормами менее 10 нанометров. Сегодняшний стандарт DDR4 обладает массой достоинств и может предложить достаточно высокий уровень производительности, но есть и недостатки: в частности, на один канал контроллера памяти может приходиться не более двух небуферизированных модулей. Тактовые частоты ограничены значением 4,26 ГГц (официальная цифра JEDEC), ограничено и количество кристаллов в вертикальных сборках. Будущий стандарт памяти должен решить эти проблемы, что, впрочем, может потребовать серьёзной переработки архитектуры подсистем памяти в целом. Например, Samsung уже рассматривает возможность внедрения оптических интерфейсов и переход на упаковки типа 2,5D и 3D.

Пока о новом стандарте известно очень немного — мы не знаем ни интерфейса, ни основ архитектуры. Если они будут существенно переработаны, то даже сама аббревиатура DDR может кануть в Лету как устаревшая. Samsung планирует выпустить первые микросхемы нового стандарта где-то в течение 2018 года, но в итоге темпы внедрения новой памяти будут зависеть от многих параметров, включая масштабирование DDR4 и требования рынка. Если принять во внимание все сложности, которые непременно будут сопровождать внедрение нового типа памяти, то в коммерческих масштабах он может появиться на рынке на несколько лет позже 2020 года.

JEDEC анонсировала поддержку гибридной памяти NVDIMM

Организация JEDEC Solid State Technology Association, ответственная за продвижение стандартов в области полупроводниковой продукции, заявила о принятии комитетом JC-45 первых спецификаций с поддержкой гибридных модулей памяти. Такие гибридные модули вставляются в стандартные слоты DIMM и представляются системному контроллеру как обычная память DDR4 SDRAM. Но при этом на модулях наряду (или вместо) с DRAM-чипами размещаются микросхемы энергонезависимой памяти, например, NAND.

techpowerup.com

techpowerup.com

Такие гибридные модули встречаются чаще под названием NVDIMM, или Non-Volatile DIMM. Они могут устанавливаться в систему наряду с традиционными модулями DDR4. Как отметил председатель комитета JC-45 Майан Куддус (Mian Quddus), интеграция гибридных модулей в архитектуры системных платформ добавляет новые уровни функциональности к иерархии компьютерной памяти. NVDIMM-память может использоваться для постоянного хранения данных, играть роль накопителя, который может поддерживать новые требовательные приложения, для которых высокая пропускная способность канала DIMM окажется весьма кстати.

techpowerup.com

techpowerup.com

Первым видом памяти, который интегрируется в NVDIMM, станет NAND. Но специалисты JEDEC предусмотрели в своём каркасе возможность использовать и другие перспективные типы энергонезависимой памяти. Будет предусмотрено две версии гибридных модулей. NVDIMM-N объединяет DRAM и NAND (NAND здесь используется лишь с целью восстановления данных с DRAM в случае перебоя электроэнергии). NVDIMM-F включает NAND-чипы, к которым возможен прямой доступ и которые могут использоваться в качестве накопителя.

Официальная публикация обновлённого стандарта появится ближе к концу года.

JEDEC: SSD требуют питания, чтобы не терять данные

Популярность твердотельных накопителей в последнее время только растёт, и тому есть причины: цены на наиболее массовые модели ёмкостью от 240 до 512 Гбайт вполне доступны, а скорость просто несравнима с любым классическим жёстким диском. Компьютер, оснащённый SSD, обретает новую жизнь, настолько улучшается время отклика системы. Но инженерно-технический комитет JEDEС, ответственный за разработку стандартов памяти, предупреждает: крайне не рекомендуется оставлять твердотельные диски без питания на долгое время.

Это логично: без поддержания электрических параметров NAND-памяти заряд в ячейках «плывёт» и дело может окончиться безвозвратной потерей данных. Особенно опасно это для современных микросхем TLC, выполненных по новым, тонким техпроцессам. Обычно срок гарантированного хранения данных на SSD потребительского класса составляет год, для корпоративных накопителей он меньше, всего 3 месяца. Но этот показатель сильно варьируется в зависимости от температуры окружающей среды. Даже изменение температуры всего на 5 градусов может сократить срок гарантированного сохранения данных вдвое:

Для накопителей корпоративного класса, напоминаем, эти показатели в несколько раз меньше!

Таким образом, совершенно очевидно, что твердотельные диски не предназначены для длительного простоя без подключения питания, при котором работают многочисленные алгоритмы поддержания NAND-устройств «в форме». Систему, оснащённую SSD, необходимо включать каждые несколько недель, чтобы быть уверенными в том, что данные внезапно не пропадут. К слову, такое поведение твердотельных накопителей играет на руку разного рода киберпреступникам, поскольку изъятый в качестве улики компьютер с SSD вовсе не обязательно будет храниться в соответствующем температурной режиме. Избавиться от этого недостатка поможет только переход на новые типы энергонезависимой памяти, такие как FeRAM или память на основе микромеханики.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥