重大轉(zhuǎn)變:DRAM取代SRAM
發(fā)布時(shí)間:2008/5/27 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):900
    
    功率及性能優(yōu)化的dram正在搶奪sram的風(fēng)頭。
    隨著添加到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功能的增加,以及所要求的代碼和數(shù)據(jù)ram容量成比例、甚至更可能的按指數(shù)規(guī)律的增長(zhǎng),dram相比于sram的每比特成本優(yōu)勢(shì)變得更加難以忽略(如圖1)。為了確定從采用sram轉(zhuǎn)變到dram是否有意義,可能首先需要回顧一下當(dāng)初選擇sram的緣由。也許你并不希望僅僅是對(duì)dram的多元地址總線、刷新要求及存取沖突規(guī)避、隨機(jī)與順序模式下的可變周期或者其它特性進(jìn)行爭(zhēng)論,F(xiàn)在有了好消息:最新一代的psram(pseudo-ram,偽sram)dram的表現(xiàn)看上去與那些他們?cè)噲D取代的sram越來(lái)越相象。
    
    圖1 主要的幻想家們熱情洋溢地預(yù)言sram的最終消亡。但也許這是因?yàn)樽鳛樵摂?shù)據(jù)來(lái)源的dram廠商在這種預(yù)言實(shí)現(xiàn)上具有既得利益。(數(shù)據(jù)來(lái)源micron technology)
    功率消耗方面的考慮可能會(huì)促使大家在最初選擇sram而不是dram。畢竟sram的存儲(chǔ)單元中不需要加入一個(gè)的電荷儲(chǔ)存電容,由于其總是在不斷泄露因此需要周期性地對(duì)它進(jìn)行刷新,這就增加了存儲(chǔ)器待機(jī)電流的消耗。努力獲得最低的待機(jī)電流也是促使sram單元結(jié)構(gòu)從四晶體管雙電阻器向當(dāng)今占主導(dǎo)地位的六晶體管單元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的主要?jiǎng)右蛑。盡管在采用現(xiàn)代深亞微米光刻技術(shù)和更低的供電電壓之下,一個(gè)sram單元中所有晶體管合并起來(lái)的泄漏電流和dram待機(jī)電流消耗之間的差距還是在緩慢而確定地縮小著。請(qǐng)記住,dram和sram之間的功率消耗差別也許在紙面上——如進(jìn)行元件數(shù)據(jù)表對(duì)比分析時(shí),比在實(shí)際應(yīng)用中——如需要將多sram陣列添加到系統(tǒng)中以達(dá)到單片dram存儲(chǔ)密度要求時(shí),更有意義。
    功率性能優(yōu)化的dram可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件整體或某個(gè)部分關(guān)閉刷新操作。例如,當(dāng)存儲(chǔ)器作為一個(gè)經(jīng)常更新的視頻緩沖器時(shí),可能根本就不需要刷新。在要求高性能的應(yīng)用中,存儲(chǔ)器只在很小比例的時(shí)間內(nèi)處于待機(jī)模式,因此比較sram和dram之間待機(jī)功耗的差別在很大程度上顯得沒(méi)有意義。dram的低價(jià)也許是吸引人的一個(gè)方面,不過(guò)其在面對(duì)阿爾法粒子和宇宙射線轟擊時(shí)表現(xiàn)出的比sram更高的可靠性可能最終會(huì)成為選擇它的一個(gè)更具吸引力的原因。dram存儲(chǔ)單元比sram鎖存器更高的電容意味著dram對(duì)于外來(lái)離子輻射注入電荷造成的比特翻轉(zhuǎn)有更強(qiáng)的抵御能力。dram單元的可靠性認(rèn)知設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步改善其抗輻射容限,而系統(tǒng)級(jí)校驗(yàn)和edac(錯(cuò)誤檢測(cè)及校正)將存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的可靠性提升到更高的水平。
     那么在速度方面sram不是仍然保持優(yōu)勢(shì)嗎?的確如此。從根本上說(shuō),對(duì)一個(gè)主動(dòng)晶體管鎖存器進(jìn)行存取比讀或?qū)懸粋(gè)被動(dòng)存儲(chǔ)電容器更快。dram的以成本為核心、不斷縮減芯片尺寸的選擇造成了兩種技術(shù)之間整體性能的差別,如果加入更大的感應(yīng)放大器、大量的小型子陣列以及進(jìn)行其它結(jié)構(gòu)改造,dram速度就可以變得與 sram幾乎一樣快,不過(guò)這樣一來(lái)其與sram之間相比有利的價(jià)格差異就消失了。因此我們考慮問(wèn)題的底線是,隨著光刻線寬的減少,dram自然地越來(lái)越快,而且對(duì)于數(shù)量不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用來(lái)說(shuō),它已經(jīng)足夠快了,這才是真正應(yīng)該關(guān)心的。
    慢慢品味
     dram制造商們多年以來(lái)不斷表達(dá)著其對(duì)非pc市場(chǎng)的興趣,但是只要pc市場(chǎng)仍然大量“消化”著供應(yīng)商們制造出的各種芯片,dram廠商們就不必將各種“談?wù)摗备吨T行動(dòng),為適應(yīng)其他應(yīng)用而去“剪裁”他們的產(chǎn)品。在此之前,大家都是在廠商們?yōu)榛趐c應(yīng)用的芯片規(guī)范和封裝形式基礎(chǔ)上進(jìn)行微小的調(diào)整。這種方法的優(yōu)點(diǎn)就是可以使得你能夠從pc市場(chǎng)大批量需求的成本效益中獲益;而缺點(diǎn)則是你最終只能得到勉強(qiáng)滿足特定需求的芯片。
    與高速sram廠商分化為兩個(gè)對(duì)立陣營(yíng)(qdr聯(lián)盟和sigmaram聯(lián)盟)非常類(lèi)似,psram供應(yīng)商們也已經(jīng)被劃分為兩個(gè)聯(lián)盟,當(dāng)然也有像hynix這樣的例外,至少在目前看來(lái)它還滿足于獨(dú)立發(fā)展自己的架構(gòu)。cellularram協(xié)作開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)最初由infineon和micron technology組成,cypress semiconductor于2002年9月加入。2003年5月,該聯(lián)盟宣布infineon可以提供16-mbit和32-mbit器件樣品,micron也正在研制不同的32-mbit和64-mbit器件的樣品,而cypress計(jì)劃在明年付運(yùn)第一批樣品。cellularram與異步sram兼容,采用48凸點(diǎn)的bga封裝;某些存儲(chǔ)密度的產(chǎn)品也采用54凸點(diǎn)的擴(kuò)展集特性封裝,在讀寫(xiě)操作中支持nor閃存兼容的頁(yè)面模式和全同步突發(fā)模式。
    與之競(jìng)爭(zhēng)的聯(lián)盟cosmoram(co-mmon specifications for mobile ram,移動(dòng)ram通用規(guī)范)是2003年2月出現(xiàn)的,它由富士通、nec和東芝組成。integrated silicon solution公司也追捧符合cosmoram規(guī)范的psr
    
    功率及性能優(yōu)化的dram正在搶奪sram的風(fēng)頭。
    隨著添加到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功能的增加,以及所要求的代碼和數(shù)據(jù)ram容量成比例、甚至更可能的按指數(shù)規(guī)律的增長(zhǎng),dram相比于sram的每比特成本優(yōu)勢(shì)變得更加難以忽略(如圖1)。為了確定從采用sram轉(zhuǎn)變到dram是否有意義,可能首先需要回顧一下當(dāng)初選擇sram的緣由。也許你并不希望僅僅是對(duì)dram的多元地址總線、刷新要求及存取沖突規(guī)避、隨機(jī)與順序模式下的可變周期或者其它特性進(jìn)行爭(zhēng)論,F(xiàn)在有了好消息:最新一代的psram(pseudo-ram,偽sram)dram的表現(xiàn)看上去與那些他們?cè)噲D取代的sram越來(lái)越相象。
    
    圖1 主要的幻想家們熱情洋溢地預(yù)言sram的最終消亡。但也許這是因?yàn)樽鳛樵摂?shù)據(jù)來(lái)源的dram廠商在這種預(yù)言實(shí)現(xiàn)上具有既得利益。(數(shù)據(jù)來(lái)源micron technology)
    功率消耗方面的考慮可能會(huì)促使大家在最初選擇sram而不是dram。畢竟sram的存儲(chǔ)單元中不需要加入一個(gè)的電荷儲(chǔ)存電容,由于其總是在不斷泄露因此需要周期性地對(duì)它進(jìn)行刷新,這就增加了存儲(chǔ)器待機(jī)電流的消耗。努力獲得最低的待機(jī)電流也是促使sram單元結(jié)構(gòu)從四晶體管雙電阻器向當(dāng)今占主導(dǎo)地位的六晶體管單元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的主要?jiǎng)右蛑弧1M管在采用現(xiàn)代深亞微米光刻技術(shù)和更低的供電電壓之下,一個(gè)sram單元中所有晶體管合并起來(lái)的泄漏電流和dram待機(jī)電流消耗之間的差距還是在緩慢而確定地縮小著。請(qǐng)記住,dram和sram之間的功率消耗差別也許在紙面上——如進(jìn)行元件數(shù)據(jù)表對(duì)比分析時(shí),比在實(shí)際應(yīng)用中——如需要將多sram陣列添加到系統(tǒng)中以達(dá)到單片dram存儲(chǔ)密度要求時(shí),更有意義。
    功率性能優(yōu)化的dram可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件整體或某個(gè)部分關(guān)閉刷新操作。例如,當(dāng)存儲(chǔ)器作為一個(gè)經(jīng)常更新的視頻緩沖器時(shí),可能根本就不需要刷新。在要求高性能的應(yīng)用中,存儲(chǔ)器只在很小比例的時(shí)間內(nèi)處于待機(jī)模式,因此比較sram和dram之間待機(jī)功耗的差別在很大程度上顯得沒(méi)有意義。dram的低價(jià)也許是吸引人的一個(gè)方面,不過(guò)其在面對(duì)阿爾法粒子和宇宙射線轟擊時(shí)表現(xiàn)出的比sram更高的可靠性可能最終會(huì)成為選擇它的一個(gè)更具吸引力的原因。dram存儲(chǔ)單元比sram鎖存器更高的電容意味著dram對(duì)于外來(lái)離子輻射注入電荷造成的比特翻轉(zhuǎn)有更強(qiáng)的抵御能力。dram單元的可靠性認(rèn)知設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步改善其抗輻射容限,而系統(tǒng)級(jí)校驗(yàn)和edac(錯(cuò)誤檢測(cè)及校正)將存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的可靠性提升到更高的水平。
     那么在速度方面sram不是仍然保持優(yōu)勢(shì)嗎?的確如此。從根本上說(shuō),對(duì)一個(gè)主動(dòng)晶體管鎖存器進(jìn)行存取比讀或?qū)懸粋(gè)被動(dòng)存儲(chǔ)電容器更快。dram的以成本為核心、不斷縮減芯片尺寸的選擇造成了兩種技術(shù)之間整體性能的差別,如果加入更大的感應(yīng)放大器、大量的小型子陣列以及進(jìn)行其它結(jié)構(gòu)改造,dram速度就可以變得與 sram幾乎一樣快,不過(guò)這樣一來(lái)其與sram之間相比有利的價(jià)格差異就消失了。因此我們考慮問(wèn)題的底線是,隨著光刻線寬的減少,dram自然地越來(lái)越快,而且對(duì)于數(shù)量不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用來(lái)說(shuō),它已經(jīng)足夠快了,這才是真正應(yīng)該關(guān)心的。
    慢慢品味
     dram制造商們多年以來(lái)不斷表達(dá)著其對(duì)非pc市場(chǎng)的興趣,但是只要pc市場(chǎng)仍然大量“消化”著供應(yīng)商們制造出的各種芯片,dram廠商們就不必將各種“談?wù)摗备吨T行動(dòng),為適應(yīng)其他應(yīng)用而去“剪裁”他們的產(chǎn)品。在此之前,大家都是在廠商們?yōu)榛趐c應(yīng)用的芯片規(guī)范和封裝形式基礎(chǔ)上進(jìn)行微小的調(diào)整。這種方法的優(yōu)點(diǎn)就是可以使得你能夠從pc市場(chǎng)大批量需求的成本效益中獲益;而缺點(diǎn)則是你最終只能得到勉強(qiáng)滿足特定需求的芯片。
    與高速sram廠商分化為兩個(gè)對(duì)立陣營(yíng)(qdr聯(lián)盟和sigmaram聯(lián)盟)非常類(lèi)似,psram供應(yīng)商們也已經(jīng)被劃分為兩個(gè)聯(lián)盟,當(dāng)然也有像hynix這樣的例外,至少在目前看來(lái)它還滿足于獨(dú)立發(fā)展自己的架構(gòu)。cellularram協(xié)作開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)最初由infineon和micron technology組成,cypress semiconductor于2002年9月加入。2003年5月,該聯(lián)盟宣布infineon可以提供16-mbit和32-mbit器件樣品,micron也正在研制不同的32-mbit和64-mbit器件的樣品,而cypress計(jì)劃在明年付運(yùn)第一批樣品。cellularram與異步sram兼容,采用48凸點(diǎn)的bga封裝;某些存儲(chǔ)密度的產(chǎn)品也采用54凸點(diǎn)的擴(kuò)展集特性封裝,在讀寫(xiě)操作中支持nor閃存兼容的頁(yè)面模式和全同步突發(fā)模式。
    與之競(jìng)爭(zhēng)的聯(lián)盟cosmoram(co-mmon specifications for mobile ram,移動(dòng)ram通用規(guī)范)是2003年2月出現(xiàn)的,它由富士通、nec和東芝組成。integrated silicon solution公司也追捧符合cosmoram規(guī)范的psr
熱門(mén)點(diǎn)擊
- 高速大容量SRAM
- 用存儲(chǔ)器映射的方法實(shí)現(xiàn)片外FLASH的擦寫(xiě)
- 高速雙口RAM IDT7026的原理和應(yīng)用
- 新架構(gòu)SRAM消除“軟錯(cuò)誤”威脅
- 基于I2S的USB 聲卡系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- SST89E/V58RD2和SST89E/V
- AT45DB081B在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用
- 內(nèi)含CalmRISC CPU的8位單片機(jī)S3
- 基于VxWorks的FLASH存儲(chǔ)器實(shí)時(shí)存取
- IDT7007高速雙端口RAM及其應(yīng)用
推薦技術(shù)資料
- 循線機(jī)器人是機(jī)器人入門(mén)和
- 循線機(jī)器人是機(jī)器人入門(mén)和比賽最常用的控制方式,E48S... [詳細(xì)]
- 電源管理 IC (PMIC)&
- I2C 接口和 PmBUS 以及 OTP/M
- MOSFET 和柵極驅(qū)動(dòng)器單
- 數(shù)字恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式(CO
- Power Management Buck/
- 反激變換器傳導(dǎo)和輻射電磁干擾分析和抑制技術(shù)
- 多媒體協(xié)處理器SM501在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用
- 基于IEEE802.11b的EPA溫度變送器
- QUICCEngine新引擎推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)革新
- SoC面世八年后的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇
- MPC8xx系列處理器的嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)
- dsPIC及其在交流變頻調(diào)速中的應(yīng)用研究