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平面和3D DRAM的内部指南

思科系统(Cisco Systems)关注DRAM及其利弊。

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半导体工程公司坐下来讨论平面dram, 3D dram,缩放以及与网络设备巨头思科系统公司工程技术主管查尔斯·斯莱曼一起进行系统设计。以下是那次谈话的节选。

SE:网络设备原始设备制造商现在关注或购买哪些类型的DRAM ?

Slayman:当我们着眼于DRAM时,我们着眼于网络应用和服务器应用。它们的要求略有不同。网络更侧重于降低延迟。在服务器空间中,每比特成本和内存大小更为重要。

SE: oem目前面临哪些挑战?

Slayman:我们现在必须更有创造力,从现在的设计中挤出额外的性能、可靠性或功能。它不再是简单地缩小模具,它将更快,更便宜。

SE:还有什么?

Slayman:根据摩尔定律,记忆中发生的事情和其他地方发生的事情是一样的。你不会再免费得到任何东西了。你必须做出取舍。最重要的权衡取决于你要构建的是超级计算机、刀片服务器还是核心路由器。当然,在移动领域,权衡取决于你是否在制造平板电脑、手机和这些物联网设备。

SE:让我们先谈谈DRAM和缩放。平面DRAM能缩放到多远?

Slayman:DRAM厂商正积极进军20nm以下的市场。他们甚至可能会加入两代,比如1xnm和1ynm。1 znm吗?我不太确定。

SE: DRAM能维持多久?

Slayman:你可能会看到平面DRAM的路线图一直向前发展到下一个十年,到2020年代中期。

SE: DRAM供应商在模式方面比逻辑供应商有优势吗?

Slayman:与逻辑芯片相比,它们的优势在于DRAM中只有几层需要非常紧密。不像逻辑,有一大堆紧凑的间距层,DRAM的家伙可以继续推动平面技术缩小到20nm以下,仍然具有成本效益。

SE:多模式DRAM性价比高吗?

Slayman:这很痛苦,但还是很划算的。这样做的成本比增加的密度所带来的回报要多

SE:让我们转向设备。业界正在从基于DDR3接口标准的dram转向DDR4。设计的一些含义是什么?

Slayman:我们将从DDR3转移到DDR4,因为DDR4具有更好的性能特性。在DDR4内部发生的模具收缩并不能真正提高DDR4的性能。他们要做的就是把设备移到速度更快的箱子里。因此,芯片缩小最终对DRAM供应商有利,因为他们在更高性能的容器上获得了更好的产量。然后,他们可以收取额外费用。

SE:成本在哪里?

Slayman:很多人认为PC厂商想要低成本的DRAM,而服务器厂商可以多花点钱。事实恰恰相反。在服务器设计中有太多的dram。DRAM主宰了服务器的成本。所以,服务器人员对DRAM成本非常敏感。他们想要可靠性,但也想要低成本。

SE: DDR4之后是什么?

Slayman:现在看来,DDR5可能会在某个时候取代DDR4。有一个关于那里会发生什么的问题。这可能真的会实现。因此,服务器的DRAM路线图将继续使用DDR5。当然,会有DDR5骰子的堆叠。因此,一些密度的增加将来自于过程节点。部分密度的增加将来自使用TSV技术的多模封装。

SE:为什么我们需要DDR5?

Slayman:服务器和路由器确实需要大量内存。它们可能需要像ddr5类型的溶液一样,具有尽可能高的密度。

SE:就DDR5而言,行业处于什么位置?

Slayman:还在讨论阶段。

SE:让我们谈谈3D DRAM。有混合内存立方体(HMC)和高带宽内存(HBM)。他们在哪里?

Slayman:他们采取了不同的方法。每种技术都有自己的一席之地。

SE:那HMC呢?

Slayman:HMC提供了巨大的带宽,但由于串行链路,它需要额外的成本。也许在高端市场,性能是必须的,HMC将适合这个领域。如果你去HMC,这个链接不再是这个宽平行路径。这是一个串行链接。它可能比DRAM内存有更多的带宽,但它有更多的延迟。

SE: HBM怎么样?

Slayman:HBM看起来像一个芯片上的内存。不是通过将8个dram并行组合来从内存中获得72位,而是将所有这些I/ o放入这个HBM堆栈中。但问题是,这个堆栈将不会直接焊接到PC板。所以有了这个堆栈,你必须以某种方式将它集成到你的CPU包设计中。这是一种全新的商业模式。

SE: HBM将如何运作?

Slayman:AMD是将HBM投入生产的先驱。他们围绕第一代HBM设计了图形芯片。他们将从海力士购买HBM堆栈。然后,他们将把它放入他们的图形处理器包中。理论上,它的速度应该很快。现在,内存就在图形处理器旁边。

SE:这样做的挑战是什么?

Slayman:供应链基础设施必须得到发展。

SE:那么3D dram能否解决内存带宽瓶颈?

Slayman:TSV将为DDR DRAM以及HBM和HMC提供支持。TSV生态系统成为一种可行的技术只是时间问题。然后,这将开始减轻收缩过程的一些负担,以及我们面临的摩尔定律问题。



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