的eDRAM存储技术分析

计算机系统通常使用多级内存结构。因为记忆的上下两个水平的速度可以通过1个~ 2数量级或更高的变化,记忆的第一和下一级之间的数据交换往往是系统的瓶颈,极大地降低了系统的性能。为了解决这个问题,通常的方法是增加了两个各级存储器之间的高速缓冲存储器的高速缓存。CPU中L1和L2缓存的设计正是基于这一原因,但长期以来,高速缓存都是由静态RAM构成的,这对技术造成了致命的伤害,但这也是技术进步的动力,需要进步。对于这个问题,IBM公司,以技术创新为代表,推出了eDRAM技术&hellip。

公司具有更高的性能

传统的嵌入式SRAM(静态RAM、静态随机存取存储器)的应用已经相当长了。SRAM嵌入式处理器具有十分重要的意义。对于处理器存取指令,必须与处理器内部内存登记慢,虽然速度非常快,但前端总线处理器有一定的局限性,特别是数据传输接口是局限于前端总线,将无法在及时的主存储器和数据处理交换数据。使用英特尔处理器为例,由于前端总线效率不是很高,并限制访问特别多,所以英特尔处理器通常配备有两个快速大容量存储器(Cache),并与相关指令或数据的Prefetch(预取)机制,所以这两级缓存内存作为处理器与主存之间的缓冲区,可以有效地提高系统的整体性能。

如果该SRAM取代eDRAM,所以芯片可以提供什么样的好处,因为公司是由集成在芯片设计、芯片可以在更多的总线接口的发展早期使用,不需要销或PCB数后改变布线的芯片封装尺寸,性能,嵌入式存储器的256bit宽度总线设计可以实现128gbps带宽只要频率高达500MHz,加载到SRAM中的数据可以访问公司的15ns(纳秒)的处理器。如果数据不在SRAM中,它可以从eDRAM 35ns,DRAM部分访问,而且效率比目前更高的静态RAM的设计。

你知道吗

公司的全称是增强的动态随机存取记忆英语,增强动态随机存取存储器中,这是一种动态随机存取存储器(动态刷新或电RAM),它在大量的DRAM(动态随机存取存储器)包括一小部分的SRAM。

我们以IBM的Power 7为例来说明eDRAM的特点。在7,4, 5和6,每一代的主要频率增加,但功率7主要的频率没有增加,但它减少了,但每个核心的性能增加了。事实上,有这是一个很重要的原因,最重要的原因之一是公司的应用,大大降低了三级缓存的占用空间,使用SRAM作为三级缓存之前,芯片占很大的空间,而三级缓存只能放在系统基地(PCB),新公司的技术、缓存大小减少到原来的1/6,这对于把T创造了条件三级高速缓存的芯片。因此,7的电力系统的性能有了很大的提高,和公司的工作是不可忽视的。换句话说,该公司的技术可以用于下一次损失频率较高的系统性能,这是在电源处理器设计的一大突破。

除了功率7图形芯片,对公司的申请案是最著名的索尼PS2游戏机芯片嵌入在2560bit 4mb eDRAM,总线宽度和分裂总线设计(1024bit作为1024bit为读,写,512bit进行纹理、阅读)的48gb / S总带宽。

另一方面,由于我公司的I/O(输入/输出)芯片中的电路功能,门的阶段已经完成,不需要额外的功耗驱动外部设备,与传统的静态RAM的设计模式相比,该芯片具有更多的权力,更多的优势提升的频率。

更先进的架构和更低的成本

目前,一个酷睿双核处理器已经有超过60%的面积,它是由各种嵌入式SRAM,如登记缓存和一个或两个级别的缓存。嵌入式SRAM成为先进的晶圆制造技术的基准。然而,由于SRAM是由六个晶体管,和DRAM只有一个晶体管和一个电容器,该地区是非常有利的。例如,当东芝16mb嵌入式SRAM用于制造过程从180nm到130nm和90nm,分别为50.1%和51.7%将减少,接近线性尺寸的变化,以及嵌入式DRAM(eDRAM)相同尺寸大小的变化比线性规律,减少面积百分比分别为61.2%和71.1%。换句话说,DRAM的大小需要减少比过程本身更快、成本较低的。

当然,更少的晶体管和电容器意味着更低的维护能力和更小的晶体管尺寸,虽然RAM本身可以保持电荷,理论上不需要额外的电压来维持动作,但漏电是不能擦除的。Rdquo is injured, but it will not happen in eDRAM.But for eDRAM, the key to its cost control is the precision of the process. 更先进的制造商,更容易从公司的生产效益。

组合逻辑控制和eDRAM设计、芯片的执行效率,可以有效地提高

对公司的成功应用的一个例子:IBM 7功率










技术仍然是对公司成功的关键

由于对公司的优势,许多厂商已经对它嵌入系统中非常early.ibm可能性思维,东芝和其他厂商纷纷投入大量的人力和物力资源为公司的发展。在公司发展的困难在于DRAM工艺和传统逻辑过程之间的巨大差异,和过程的集成是相当困难的。因为公司会遇到传统的芯片生产困难,在生产过程中,如电荷保留时间、漏电流、DRAM的存储单元的大小,而公司本身需要额外的逻辑电路,使得芯片体的连接和集成,整个芯片的布局同时Complicate.

即使采用SRAM的硅量比公司大得多,制造工艺的SRAM仍然很高,这主要是由于SRAM技术是目前比较成熟的,和大的SRAM模块的质量可以通过添加冗余SRAM单元的改进,使得存储器的设计方法以提高总线宽度,显着扩大整个PCB布线的复杂性,共同将增加PCB地区,为了避免电子信号的EMI(电磁干扰)的影响,电路板也必须向多层设计的发展方向,设计将成为负担不可忽视的,它将严重影响生产效率效率和成本分配。如果我们使用嵌入式存储方案,初始芯片设计的成本将不可避免地增加。由于芯片尺寸的增加,制造难度也会增加,这也会导致产量下降。

虽然eDRAM容量的限制更宽松的比SRAM,它无法扩展没有由于晶体的大小和成本的逻辑电路的复杂性的限制。因为内存单元通常都很整洁,他们往往占据芯片的一个完整的块,因为在内存中的数据流一个特定的方向,他们需要更少的互连。在逻辑控制单元,它是芯片上的随机分布。为了实现更高的指令传输效率,需要连接大量的线。在生产过程中的逻辑控制单元通常需要大约4层,其中2层多晶硅、金属层、存储单元是4层以上的多晶硅,硅片必须在同一是交错使用不同的过程,在复杂度较高的技术水平。

例如,Xenos图形芯片早期XBOX360原计划是使用eDRAM设计,但受生产过程的时候,Xenos图形芯片可能由于流程太难,由于难产的情况,因此只能使用多芯片模块设计:Xenos图形芯片由两颗粒,一个是图形芯片本体,使用ATI图形核心,另一个是NEC 90nm工艺10mb eDRAM,虽然后者被称为嵌入式DRAM,两晶粒是隔着MCM(多芯片模块,多芯片模块封装)。需要注意的是,MCM设计的各种功能芯片为了一个包来降低整个系统的复杂度重要的带宽。日设计芯片的数据已经达到256gb /的惊人的程度,且不失设计直接内建芯片,而单独的设计还可以有效地提高芯片的产量。

由于该公司的生产工艺要求,从上个世纪,大、小十公司致力于公司的90年代早期的研究和发展,现在只有几家,不超出想象和背后的持续投资有限公司整合过程中的困难,使其有一个更光明的未来,一个好主意。

在时间过程的限制,Xeon处理器的核心部分,使得必须使用MCM封装

7公司采用深沟槽电容结构,结合高K介质和金属内衬电容技术。

写到底

随着科学技术的飞速发展,众多厂商重新审视公司的可行性,以及一些制造商已经取得的成果,如IBM在促进公司和小成果应用有限,毕竟公司的应用如高密度存储空间仍然有着迫切的需求,但限制的生产过程中,主流的设计或不要将公司的进入必然的选择。但随着公司的成功应用和生产工艺的改进,我们相信我们可以看到它的身影在主流CPU快。