Video 2 : Current Memory Technology Update ほとんどの人がメモリについて考えるとき、デスクトッ プ・コンピュータやサーバで一般的に使用されている DDR を思い浮かべます。DDR は、主流の商用メモリ・テ クノロジーで、市場の大部分を占めています。 DDR3 は現時点で、メインストリームのコンピュータ・ テクノロジーで、当初は実行速度が最高 1600 Mb/s と定 義されていましたが、現在の仕様では最高 2133 Mb/s と なっています。さらに、最高 2.3 Gb/s になる可能性もあ ります。また、オーバクロックを使用する、特殊な組み 込みアプリケーションも見えてきました。DDR3 で今最 も求められていることは、パワー・レベルをより低くす ることです。DDR3 には 3 種類の定義された電圧クラス があり、1.5、1.35、1.25 V バージョンから選ぶことがで きます。DDR3 は、3D 積層と呼ばれるメモリ・テクノロ ジーの中で一般的に使用されるようになってきました。 これは、今日、私がお話しするメモリ・テクノロジーの 変革の推進源の中心です。DDR4 は、現在規格を策定中 の次世代メモリです。現時点では 2.4 Gb/s で定義されて いますが、目標は 3.2 Gb/s です。この速度に到達するか、 いくつかの物理的限界のために到達できないかは、今の ところ未定です。高速化を実現するために、コントロー ラと DRAM 間でドライブ長やタイミングなどの最適なパ ラメトリック設定を決めることができる、プロトコルがあります。このようにして、メモリ・テクノロジーは 次のレベルへとステップアップし、そのための変更や手法のようなものが必要となります。 GDDR は、デスクトップ・コンピュータに搭載されるグ ラフィック・ボード用に普及していますが、組み込み システムでの使用も検討されています。JEDEC が策定し た最新世代のものは GDDR5 です。現時点では、6 Gb/s で動作する GDDR5 メモリが入手できます。来年には、 7 Gb/s で動作する可能性があります。8 Gb/s まで向上す るという話もあります。このレベルの速度を実現する には、コントローラと DRAM 間のパラメトリック・イ ンタフェースとなる接続を最適化するために、大量の トレーニング・シーケンスと消費電力が必要です。 GDDR5 は、基本的にシグナル・インテグリティにも有 用なポイントツーポイント接続でのみ使用されます。 また、エラーがチップごとに識別され、コントローラが適切に対処できるように CRC チェック機能が組み込ま れた最初のメモリです。トランザクション・リトライにも対応できます。コントローラは書き込み不良などの 問題を検出すると、データのリライトが必要かどうかを決定します。 特にバッテリ駆動デバイスの消費電力を最適化する 場合は、LPDDR を使用してください。LPDDR は揮発 性メモリですが、消費電力を低減するようにアーキ テクチャやインタフェースが最適化されています。 この場合の焦点は、システム内の負荷によってクロ ック・レートを低い値または高い値に調整するため に、超低電力モードに入って即座にこのモードを終 了できるようにする点にあります。また、すべてが わずかに異なるようにパッケージ化されます。 モバイルの分野では、LPDDR2 がメインストリーム のメモリ・テクノロジーです。現在、800 Mb/s で 動作していますが、規格では最高 1067 Mb/s の動作 を定義しています。現在、1600 Mb/s を目標にした LPDDR3 の仕様が開発中です。実用化の時期は、現 時点でははっきりしていませんが、私は来年末くら いになると思っています。JEDEC によって現時点で 規定されているものではありませんが、新タイプの メモリ・インタフェースとして、ロー・レイテン シ・インタフェース、略して LLI があります。LLI は、 多くのバッテリ駆動デバイスや移動機デバイス・イ ンタフェースの規格に貢献している MIPI と呼ばれ る組織が推進しています。LLI は、ある ASIC から別 の ASIC にメモリ・トラフィックを通信できる、最 初の高速シリアル・インタフェースとなります。 また別のメモリのカテゴリとして、スタティック・ メモリがあります。現在、スタティック・メモリの ほとんどは、ポートを 2 つ備えています。スタティ ック・メモリによく使用される業界用語に、4 倍速 データ・レートを意味する QDR があります。QDR は、読み込みと書き込みが同時に行える 2 ポート・ メモリのことです。つまり、クロック・レートごと に、データは 4 回入力/出力できます。不揮発性メ モリとして、フラッシュ・メモリがあります。フラ ッシュ・メモリには さまざまな種類があります。 NAND 型および NOR 型のフラッシュ・メモリについて 聞いたことがあると思います。不揮発性メモリでは、 コモディティ・フラッシュ・メモリ環境でのいくつか の制限に対処するために、非常にさまざまな改良がな されています。代表的なものに、個々のバイトに上書 きするのではなく、メモリのブロック全体に一度に書 き込もうとする取り組みがあります。メモリ容量が増 大するにつれ、デバイスの耐久性は低下します。NOR 型フラッシュ・メモリは、摩耗するまでに 100,000 回 以上、書き込むことができますが、大容量の NAND 型 フラッシュ・メモリは 1,000 回しか書き込みができま せん。このように、容量の増大に伴い、耐久性は低下 します。 このため、6 番目のタイプのメモリが登場しました。 基本的にフラッシュ・メモリやマス・ストレージ・デ バイスで、どちらも組み込むことができます。カメラ や電話などのシステムでは、はんだ付けされたパッケ ージに内蔵されていることもあります。また、フラッ シュ・メモリをカード上に取り付けたリムーバブル・ メモリに採用され、USB デバイス、コンパクト・フラ ッシュ・カード/セキュア・デジタル・カード/マル チメディア・カードなどの小型プラスチック・パッケ ージ・デバイスになっています。これらの次世代メモ リは、現時点では JEDEC と SDA(Secure Digital Association)によって規格が策定されています。JEDEC のものは UFS、SDA のものは UHS‐2 と呼ばれています。 どちらもまだ販売されていませんが、現在取り組みが行われている次世代メモリです。メモリ・テクノロジー には 6 種類の基本タイプがあり、根本的な変更、それぞれのテクノロジーが直面している根本的な限界があり、 デザインやテストでの変革が推進されています。
© Copyright 2024 Paperzz