Памятные события

ОБЗОР

События на рынке памяти развиваются довольно стремительно, причем часто вчерашние прогнозы на завтра оказываются несостоятельными уже сегодня.

Старая, добрая SDRAM

Основную интригу связывали в последнее время с памятью типа Direct Rambus. Действительно, не успели еще остыть страсти по задержанному Intel (www.intel.com) набору микросхем для настольных компьютеров, как выяснилось, что в сетевом графике корпорации на этот год для мобильных компьютеров основное внимание направлено на более дешевую SDRAM. Перспективы первого чипсета под кодовым названием Grrendale, поддерживающего Direct Rambus, до сих пор были не очень ясны. Сейчас упор делается именно на устройства, поддерживающие интерфейс PC100 и PC133 SDRAM.

Как обычно, официальные лица корпорации от подробных комментариев отказались, тем не менее не преминув отметить, что Intel все еще ожидает увидеть набор микросхем для мобильных компьютеров, поддерживающий работу с Direct Rambus, не позже 2000-2001 г. При этом весьма дипломатично было подчеркнуто, что корпорация будет поддерживать всех пользователей, которым необходима Direct Rambus для мобильных устройств.

Микросхемы типа ZBT

По уверениям специалистов самой компании Rambus (www.rambus.com), Direct RDRAM отлично подходит для мобильных устройств. Дело в том, что наряду с высоким быстродействием она позволяет реализовать несколько энергосберегающих режимов, включая такие, как Stanby и Nap.

В производственной программе Intel на этот год значится набор микросхем для мобильных компьютеров под условным названием Solano-2. Выпуск его опытных партий намечен на третий квартал, а массовое производство начнется не раньше четвертого. В новый набор должны быть встроены средства графической обработки и интерфейс памяти, рассчитанный на работу с PC100 и PC133 SDRAM. Ожидается, что набор сможет допускать внешние подключения AGP2x- и AGP4x-устройств.

Некоторым экспертам обязательства по широкому внедрению Direct Rambus, которые взяла на себя Intel по сегменту настольных компьютеров, также кажутся весьма сомнительными. В серии предлагаемых конфигураций ПК, спроектированных для продажи в первой половине этого года, фигурирует только версия Direct RDRAM с тактовой частотой 800 МГц. Такую политику многие источники связывают с ценовыми проблемами. По прогнозу самой корпорации, спрос и цены на память DRAM в первом полугодии будут падать, а во втором, наоборот, расти.

Стоит напомнить, что во втором квартале 2000 г. Intel должна выпустить микропроцессор Coppermine с внутренней тактовой частотой 866 МГц и частотой внешней шины 133 МГц. Основное производство этих микросхем развернется в третьем квартале, когда на свет должна появиться 933 МГц версия этого чипа. Возможно, тогда же начнется и промышленное изготовление комбинированного устройства Timna, в котором интегрированы графическое ядро и контроллер памяти. Оно, кстати, поддерживает работу только SDRAM. А вот микропроцессор Willamette, часто уже называемый не иначе, как Pentium IV, и дебютировавший на весеннем форуме разработчиков Intel, предназначен именно для Direct RDRAM.

Новый альянс

Учтя, видимо, все неудачи, связанные с продвижением Direct Rambus, корпорация Intel решила изменить тактику и больше не бросаться на амбразуру в одиночку. Подтверждением тому стал новый альянс компаний, руководимый Intel. Правда, представители корпорации уклонились от комментариев “о руководящей роли” Intel, но некоторые средства массовой информации сообщают, что руководители других компаний в частных беседах указывали как раз на ее ведущую партию.

Итак, в альянс помимо Intel вошли еще пять крупнейших производителей памяти, в совокупности контролирующих до 80% всего рынка DRAM. Это компании Hyundai Microelectronics, Infineon Technologies, Micron Technology, Samsung Electronics и совместное предприятие NEC - Hitachi Memory.

Основная задача союза заключается в разработке так называемого следующего поколения памяти Next Generation DRAM, которое должно прийти на смену DDR SDRAM.

Поначалу такое сообщение вызвало некоторое недоумение. Еще весной прошлого года подкомитет Объединенного совета по электронным устройствам JEDEC, охватывающий более 50 компаний, приступил к разработке перспективного стандарта DDR-2 SDRAM. Эта спецификация описывала устройства, которые предназначены для широкого спектра ПК, рабочих и графических станций и должны работать в два-три раза быстрее существующих образцов динамической памяти. По разным оценкам, скорость передачи информации варьировалась от 3,2 до 4,8 Гбит/с, что в три раза превосходит показатели Direct Rambus 800 МГц. В новую архитектуру были включены лучшие достижения, полученные при разработке памяти типа SLDRAM. Так неужели еще не появившийся тип памяти вновь заменяется новым?

Все сомнения были развеяны, когда в начале 2000 г. представители альянса, уже получившего название Advanced DRAM Technology, сделали ряд заявлений. Оказывается, память типа DDR-2 SDRAM станет уделом только высокопроизводительных рабочих станций и серверов. Окончательная спецификация на нее будет готова к концу года, а замена DDR SDRAM возможна в 2002-2003 гг.

Новое поколение памяти, разрабатываемое альянсом, предназначено для недорогих настольных и портативных компьютеров. Таким образом, эти два ее типа будут только дополнять друг друга, а не конкурировать между собой.

К сожалению, технических подробностей о новом типе памяти известно пока довольно мало. Есть, например, информация, что эта память будет использовать напряжение питания 1 В и работать непосредственно с микропроцессором, минуя набор микросхем. Вполне возможно, что альянс учтет богатый опыт корпорации NEC по разработке архитектуры VCM (Virtual Channel Memory). Как известно, технология VCM не накладывает ограничений на интерфейс подсистемы памяти, поскольку основная нагрузка при ее реализации приходится на контроллер. Основная ее идея заключается в выделении независимых каналов с отдельными буферами строк и собственными ресурсами для доступа к общему массиву памяти. Отдельные каналы могут существовать для команд процессора при выборке команд, для команд процессора при запросе данных, для доступа к текстурам через AGP-порт, для регенерации экрана, 3D-рендеринга и т. п. В частности, технология VCM уже реализована в наборе VIA Apollo MVP4 фирмы VIA Technologies (www.via.com.tw). Заметим, что подобная архитектура памяти разработана также компанией Enhanced Memory Systems.

Массовое производство памяти нового поколения будет развернуто не ранее 2003 г. По ряду оценок, она будет оптимальной в 2004-2005 гг. для гигабитного поколения запоминающих устройств. Интересно, что официальные представители Intel отвергают всякие предположения о том, что новое поколение памяти разрабатывается специально для рынка сетевых устройств и Инернет-приложений, т. е. для тех областей, к которым у корпорации в последнее время появился устойчивый интерес. В это легко можно поверить, поскольку для быстродействующих сетевых устройств в основном применяются микросхемы статической памяти.

Архитектура QDR SRAM

К основным событиям наступившего года можно по праву отнести сообщение консорциума QDR SRAM (Quad Data Rate SRAM, www.qdrsram.com) о завершении разработки архитектуры памяти с одноименным названием. Консорциум, состоящий из трех ведущих компаний полупроводниковой индустрии - Cypress Semiconductor, Integrated Device Technology (IDT) и Micron Technology, был сформирован еще прошлым летом. Основной его целью было создание высокоскоростной памяти, работающей на тактовых частотах свыше 200 МГц, для следующего поколения таких сетевых устройств, как коммутаторы, маршрутизаторы и цифровые процессоры обработки сигналов. Области применения подобных запоминающих устройств довольно широки и включают, например, табличный поиск, связанные списки и буферную память.

Отметим, что первые образцы QDR SRAM позволяют работать на частоте 333 МГц и имеют организацию 512Кх18. Корпус типа FBGA имеет размеры 13х15 мм. В планы консорциума входит разработка микросхем с плотностью 128 Мбит. Заметим, что все три фирмы-производителя будут выпускать новые кристаллы по собственной технологии и на своих заводах.

Появление нового типа статической памяти стало насущной необходимостью, так как известные архитектуры типа ZBT (Zero Bus Turnaround) и NoBL (No Bus Latency) покрывают потребности устройств, работающих на тактовых частотах лишь в пределах от 66 до 200 МГц.

Напомним, что разработку технологии ZBT корпорация IDT начала в содружестве с Micron Technology и Motorola Semiconductor Product еще в 1997 г. К ее преимуществам относятся высокая тактовая частота и возможность 100%-ного использования пропускной способности шины благодаря исключению циклов простоя при переходе от цикла чтения к циклу записи и наоборот. Таким образом, ZBT позволяет смешивать циклы чтения и записи в любой комбинации, причем на каждую операцию требуется только один цикл. В этом смысле она превосходит обычную пакетную синхронную SRAM в два раза, поскольку эффективность последней на сетевых приложениях не превышает 50%.

За первыми 2 Мбит образцами с 3,3 В питанием последовали 4, 8 и 16 Мбит ZBT-устройства. А уже летом прошлого года на рынке появилась новая разновидность ZBT-памяти - SmartZBT, которая была на 100% с ней совместима. При этом если ZBT-память решает проблемы полного использования полосы пропускания, то SmartZBT позволяет избежать еще и соперничества на шине. Такое обычно бывает, когда два или более устройства пытаются передать по шине противоположные логические значения (“0” и “1”). Например, микросхема ASIC пытается установить на шине значение “1”, в то время как содержимое ячейки SRAM говорит о логическом “0”. Микросхемы SmartZBT спроектированы таким образом, что время задержки между началом цикла чтения-записи и тактовым сигналом генератора строго детерминировано и не зависит ни от напряжения, ни от температуры.

Корпорация IDT приступила к выпуску 4 Мбит микросхем SmartZBT в версиях конвейерной (200 МГц) и потоковой (7,5 нс) архитектур. Для кристаллов были использованы корпуса типа TQFP и BGA со 100- и 119-контактными выводами соответственно. С осени компания Micron Technology выпускает 8 Мбит микросхемы SmartZBT с напряжением питания 3,3 и 2,5 В (интерфейсные схемы LVTTL).

А вот в будущих микросхемах QDR SRAM для увеличения полосы пропускания и решения проблемы соперничества намечено использовать однонаправленные шины ввода и вывода. Это не только обеспечит раздельный ввод-вывод с удвоенной тактовой частотой (DDR, Double Data Rate), но и позволит работать двум портам одновременно. Отсюда в названии и фигурирует слово “учетверенный” (Quad) - т. е. удвоенная скорость и одновременная работа по двум портам. Первые микросхемы QDR SRAM должны появиться в четвертом квартале этого года.