سرو های با رم های DDR4

DDR4 و LPDDR4 هر دو بهسازی‌های افزایشی برای طراحی‌های DRAM موجود محسوب می‌شوند. همان‌طور که در ادامه خواهید دید، هر دو استاندارد مذکور مصرف برق و عملکرد را نسبت به استانداردهای DDR3 و LPDDR3 بهبود می‌بخشند اما جهش‌های بزرگی به‌سمت جلو محسوب نمی‌شوند. بسیاری از فناوری‌های زیربنایی که در این استاندارد پشتیبانی شده‌اند، یک دهه یا حتی بیشتر از آن عمر دارند، یعنی ریشه آن‌ها به زمانی برمی‌گردد که کل پهنای باند سیستم کسری از سطوح امروزی آن بود و پردازنده‌های اصلی تنها به یک هسته پردازشی مجهز بودند.

در حالی که استانداردها از آن زمان تا امروز به‌طور قابل توجهی تکامل یافته، اما نباید فراموش کنیم که اولین SDRAM DIMM مدرن کار خود را روی یک اینترفیس ۶۶ مگاهرتزی آغاز نمود و پهنای باندی معادل ۵۳۳ مگابایت بر ثانیه را فراهم می‌کرد. در مقابل، DDR4-3200  با فرکانس ۱۶۰۰ مگاهرتز کار می‌کند و پهنای باند آن به ۲۵٫۶ گیگابایت بر ثانیه می‌رسد. این یک افزایش ۴۸ برابری نسبت به ۲۰ سال پیش محسوب می‌شود، اما در عین حال به معنای آن است که توانسته‌ایم استاندارد را در یک مسیر طولانی جلو ببریم. در حالی که بحث‌های زیادی در مورد درستی تعریف یک استاندارد DDR5 سنتی وجود دارد، اما کل صنعت در این زمینه به توافق نظر رسیده‌اند که یک راه‌کار جدید در این زمینه، الزامی است.

خرید رم سرور hp

Wide I/O سامسونگ: پهنای باند فوق‌العاده کم مصرف

Wide I/O و Wide I/O 2 توسط شرکت‌هایی مانند سامسونگ پشتیبانی می‌شوند و طراحی شده‌اند تا حداکثر پهنای باند ممکن را در پایین‌ترین سطح مصرف برق ممکن برای SoCهای موبایل فراهم نمایند. این فناوری بیش از همه برای شرکت‌هایی جذابیت دارد که در زمینه تولید تلفن‌های هوشمند یا سیستم‌های مجتمع فعالیت می‌کنند، حوزه‌هایی که نمایشگرهایی با تفکیک‌پذیری بالا فشار سنگینی را بر پهنای باند وارد می‌کنند و از سوی دیگر ملزومات مصرف برق پایین نیز برای حفظ عمر باتری سیستم حیاتی هستند.

Wide I/O به‌طور اختصاصی برای پشته‌سازی روی SoCها طراحی شده و برای به حداقل رساندن تداخل الکتریکی و همچنین مساحت اشغال شده توسط die، از اتصالات عمودی استفاده می‌کند. این وضعیت باعث بهبود اندازه بسته‌بندی می‌شود اما در عین حال محدودیت‌های حرارتی خاصی را نیز به‌همراه خواهد داشت زیرا حرارت منتشر شده از SoC باید از کل die حافظه عبور کند. فرکانس‌های کاری در این استاندارد پایین هستند اما تعداد فراوان پایه‌های I/O پهنای باند را با استفاده از یک گذرگاه حافظه که ۱۰۲۴ بیت پهنا دارد، افزایش می‌دهد.

Wide I/O اولین نسخه از این استاندارد بود اما پیش‌بینی می‌شود که Wide I/O 2 عملا به بازار انبوه راه پیدا کند. با این‌حال بحث‌هایی در این زمینه وجود دارد که انطباق واقعی با استاندارد مورد بحث تا عرضه Wide I/O 3 روی نخواهد داد. Wide I/O 3 سرانجام یک فاصله مهم را بین این استاندارد و LPDDR4 ایجاد خواهد کرد. استاندارد Wide I/O توسط JEDEC تایید شده است اما غالبا به سامسونگ نسبت داده می‌شود زیرا این شرکت تلاش زیادی را برای رساندن آن به بازار انجام می‌دهد. زمان‌بندی ورود Wide I/O به بازار مشخص نیست اما بعید است که حداقل در نیمه اول سال ۲۰۱۵ ابزارهای مهمی با استاندارد مذکور معرفی شوند. از سوی دیگر احتمالا در نیمه دوم سال نیز شاهد گزینه‌های محدودی در بین محصولات خود سامسونگ خواهیم بود.

Wide I/O آشکارا طراحی شده است تا یک اینترفیس ۳ بعدی باشد، اما طراحی‌های ۲٫۵ بعدی میانجی از آن نیز امکانپذیر هستند. از آنجایی که بزرگ‌ترین چالش یک ساختار ۳D Wide I/O خنک کردن پردازنده زیر DRAM است، احتمالا اولین تراشه‌ها مبتنی بر طراحی‌های میانجی ۲٫۵ بعدی خواهند بود.

اینتل و میکرون: Hybrid Memory Cube

در سوی دیگر میدان، ما مکعب حافظه پیوندی را داریم که یک استاندارد مشترک بین اینتل و میکرون است. HMC طراحی شده تا بر حجم انبوه پهنای باند در سطح بالاتری از مصرف برق و هزینه نسبت به Wide I/O 2 تاکید نماید. اینتل و میکرون مدعی هستند که پهنای باندی معادل ۴۰۰ گیگابایت بر ثانیه از طریق HMC امکان‌پذیر خواهد بود. پیش‌بینی می‌شود تولید HMC در سال ۲۰۱۶ آغاز شده و در سال ۲۰۱۷ به‌طور تجاری قابل دسترسی باشد.

HMC یک استاندارد JEDEC نیست اما شرکت‌های متعددی در توسعه آن همکاری می‌کنند که در میان آن‌ها می‌توان به اینتل، میکرون، سامسونگ، مایکروسافت، ARM، Altera، HP و Xilinx اشاره کرد. یکی از اهداف عمده HMC، حذف مدار منطقی کنترل مضاعف از DIMMهای مدرن، ساده‌سازی طراحی، اتصال کل پشته در یک پیکربندی ۳ بعدی و سپس استفاده از یک لایه مدار منطقی کنترل واحد برای اداره کل ترافیک نوشتن/خواندن است.

 HMC یک معماری را نوید می‌دهد که صراحتا برای پاسخ به سناریوهای چند هسته‌ای و تحویل داده‌ها با پهنای باند بسیار بیشتر و تاخیر کلی کمتر طراحی شده است. HMC فوق‌العاده آینده‌نگرانه است و تعداد زیادی از مشکلات مربوط به رایانش در مقیاس انبوه را برطرف می‌سازد اما در عین حال به چند پیشرفت عمیق در تولید نیمه‌هادی‌ها وابسته است. در عین حال HMC گران‌ترین استاندارد جدید محسوب می‌شود و تنها استانداردی است که توسط JEDEC تایید نشده است.

تصویر فوق در سال ۲۰۱۱ منتشر شد اما نمای کلی آن هنوز دقیق است. در یک مقیاس عظیم، مصرف برق حافظه در DDR3 و DDR4 بسیار بالاتر از آن است که مقیاس‌دهی کارآمد را فراهم سازد. کاهش مصرف برق به میزان دو سوم می‌تواند تاثیر چشمگیری بر ابررایانش در چارچوب زمانی ۲۰۲۰ داشته باشد.

AMD، Nvidia و Hynix: حافظه با پهنای باند بالا

در نهایت نوبت به High Bandwidth Memory می‌رسد که شرکت‌های Hynix، AMD و Nvidia روی آن کار می‌کنند. HBM صراحتا برای کاربردهای گرافیکی طراحی شده است اما یک کاربرد اختصاصی از Wide I/O 2 محسوب می‌شود. هر دو شرکت AMD و Nvidia این استاندارد را برای نسل بعدی GPUهای خود اتخاذ کرده‌اند. در واقع Nvidia اعلام کرده که در سال ۲۰۱۶ از این استاندارد برای Pascal استفاده خواهد نمود. از سوی دیگر AMD نیز روی این فناوری کار می‌کند اما هنوز مشخص نکرده که چه زمانی پردازنده‌های گرافیکی‌ این شرکت از HBM پشتیبانی خواهند کرد.

HBM از کانال‌هایی با پهنای ۱۲۸ بیت استفاده می‌کند و می‌تواند تا ۸ عدد از آن‌ها را برای دستیابی به یک اینترفیس ۱۰۲۴ بیتی، پشته‌سازی نماید. کل پهنای باند در دامنه ۱۲۸ تا ۲۵۶ گیگابایت بر ثانیه است که از پشته‌‌سازی ۴ تا ۸ DRAM die به‌دست می‌آید. هر کنترلر حافظه به‌طور مستقل زمان‌بندی و کنترل می‌شود. GPUهای آینده که با HBM ساخته می‌شوند می‌توانند به پهنای باندی معادل ۵۱۲ گیگابایت بر ثانیه تا یک ترابایت بر ثانیه برای حافظه برسند (در مقایسه با ۳۳۶ گیگابایت بر ثانیه روی Black Titan امروزی.

تا جایی که به هزینه و پهنای باند مربوط می‌شود، HBM یک گزینه میانی به‌شمار می‌آید. این استاندارد به‌اندازه Wide I/O ارزان نیست و بازدهی انرژی مشابهی را فراهم نمی‌کند، اما به‌طور صریح برای محیط‌های GPU با عملکرد بالا طراحی شده و هنوز باید ارزان‌تر از HMC باشد.

همچنین بر حسب برنامه‌ زمان‌بندی خود سامسونگ برای عرضه Wide I/O، می‌توان پیش‌بینی کرد که HBM احتمالا اولین فناوری خواهد بود که به بازار انبوه می‌رسد.

همه گزینه‌ها در کنار هم

در نهایت اجازه بدهید ویژگی‌ها و قابلیت‌های این استانداردها را در کنار یکدیگر بررسی کنیم. پیش از هر چیز یک جدول جامع از هر سه استاندارد حافظه مورد بحث در این مقاله به‌همراه DDR4 و LPDDR4 را ببینید.تصویر بعدی، هر سه راه‌کار را بر اساس پهنای باند، بازدهی انرژی و هزینه کلی در کنار استانداردهای DDR4 و LPDDR4 نشان می‌دهد.در سمت چپ، شما مصرف انرژی و پهنای باند را مشاهده می‌کنید در حالی که تصویر سمت راست قیمت و پهنای باند را نشان می‌دهد. آن‌چه که تصاویر فوق در کنار یکدیگر بیان می‌کنند این است که DDR متعارف فاقد بازدهی انرژی مناسب بوده اما قیمت خوبی دارد. از سوی دیگر، استانداردهای جدیدی مانند Wide IO2 پهنای باند و سطح مصرف برق فوق‌العاده‌ای را ارایه می‌کنند، اما هزینه بالاتری دارند. HBM و HCM پهنای باند و مصرف برق را افزایش می‌دهند، اما در عین حال قیمت بالاتری نیز دارند که نشان می‌دهد چرا اساسا برای کاربردهای گرافیکی و انترپرایز در نظر گرفته شده‌اند نه سخت‌افزارهای عمومی و موبایل.

 در نهایت خط‌سیر TSMC را برای معرفی هر یک از فناوری‌های جدید مشاهده می‌کنید. عرضه HBM از سال جاری آغاز خواهد شد، در حالی که HMC برای سال ۲۰۱۶ برنامه‌ریزی شده و Wide I/O تا ۲۰۱۶ یا ۲۰۱۷ در انتظار خواهد ماند. در این مورد خاص ممکن است سامسونگ Wide I/O 2 را پیش از TSMC روانه بازار کند.