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Cubo de memória DRAM pode ter largura de banda 15x maior que chips atuais

Tecnologia “empilha” chips de memória sobre um único chip controlador, resultando em um componente com menor consumo de energia e melhor desempenho

Lucas Mearian, Computerworld EUA

02/04/2013 às 17h05

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Com o apoio de 100 empresas de tecnologia, as três maiores fabricantes de memória anunciaram a especificação final para chips de memória DRAM com design tridimensional, projetados para aumentar a performance em equipamentos de rede e no mercado de computação em alto desempenho (HPC).

Micron, Samsung e Hynix são as empresas que lideram os esforços no desenvolvimento da tecnologia, com apoio do Hybrid Memory Cube Consortium (HMC). A tecnologia, chamada de Hybrid Memory Cube (Cubo de Memória Híbrido) permitirá “empilhar” vários chips de memória DRAM sobre um único chip controlador.

Mike Black, estrategista chefe de tecnologia na equipe HMC da Micron, disse que o que os desenvolvedores fizeram foi mudar a estrutura básica da memória DRAM.

“Retiramos a parte lógica do chip de DRAM e a colocamos em um chip que fica na base do cubo”, disse ele. “Isso nos permite tirar proveito de transistores com melhor desempenho, não só para interagir com a memória sobre ela, mas também como uma forma mais eficiente de acessar o processador”. “Essa camada lógica serve tanto como interface como o hospedeiro como controlador para a memória sobre ela”, disse Black.

Segundo Black, os primeiros chips de acordo com a especificação Hybrid Memory Cube terão capacidade de 2 ou 4 GB, com largura de banda bidirecional agregada de até 160 Gbps, em contraste com os 11 Gbps da memória DDR3 ou 18 Gbps da DDR4.

Jim Handy, diretor da empresa de pesquisa Objective Analysis, disse que a tecnologia Hybrid Memory Cube resolve alguns problemas significativos. Os atuais chips de DRAM são sobrecarregados com circuitos para controlar sua conexão à placa-mãe e acesso aos pinos de I/O de outros componentes, para que possam transmitir dados através do barramento do PC em velocidades na casa dos gigahertz, o que consome muita energia.

A tecnologia Hybrid Memory Cube reduz as tarefas que um chip de DRAM tem de realizar. O controlador na base da “pilha” é o único que tem de se preocupar com o acesso à placa-mãe e outros componentes do circuito, o que simplifica o design dos chips de memória em si, e reduz seu consumo de energia.

“A interface é 15 vezes mais rápida que a memória DRAM comum, e a redução no consumo é de 70%”, disse Handy. “A beleza é que nos livramos de todos os problemas que estavam impedindo a memória DDR3 e DDR4 de funcionar tão rapidamente quanto deveria”.

O Hybrid Memory Cube Consortium definiu duas interfaces físicas entre o chip e o processador do sistema. Uma de alcance “curto” e outra de alcance “ultra curto”. A primeira é similar à tecnologia usada nas placas mãe atuais, onde a DRAM fica a uma distância entre 8 e 10 polegadas do processador. Ela é voltada ao uso em equipamentos de rede, e tem por objetivo aumentar a largura de banda de 15 Gbps por pino para até 28 Gbps por pino.

Já o padrão de alcance ultra curto é focado em designs “densos” (com muitos chips próximos entre si na placa) e de baixo consumo para o suporte a FPGAs, ASICS e ASSPs em equipamentos de teste e medição. A distância até o processador será de 1 a 3 polegadas, e a largura de banda de 15 Gbps por pino.

De acordo com Black, o consórcio planeja lançar chips Hybrid Memory Cube de curto alcance na segunda metade deste ano, e os de alcance ultra curto no próximo ano.

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