RPC

Новая архитектура DRAM с уменьшенным числом выводов

Компания Etron Technology представила RPC DRAM – новую архитектуру памяти DRAM с уменьшенным числом выводов (Reduced Pin Count). Новая память имеет вдвое меньше выводов, что позволяет снизить стоимость и сократить габариты
1681
В избранное

В течение нескольких последних десятилетий наблюдается общая тенденция развития DRAM-памяти, которая заключается в стремлении постоянного увеличения емкости. Гонка за объемом памяти началась еще во времена асинхронной DRAM и продолжается до сих пор, когда рынок постепенно занимает новейшая синхронная память DDR5.

Тем не менее, на выставке Consumer Electronics Show компания Etron Technology (Синьчжу, Тайвань) представила альтернативный путь развития DRAM в виде новой архитектуры с уменьшенным числом выводов – RPC DRAM (Reduced Pin Count) (рис. 1).

RPC

Рис. 1. Архитектура RPR предполагает альтернативный путь развития DRAM 

Генеральный директор Etron Ники Лу утверждает, что новая архитектура RPC DRAM, использующая вдвое меньшее число сигнальных линий, поможет не только уменьшить габариты, но и снизить стоимость микросхем памяти. Он охарактеризовал PRC DRAM как идеальное решение для портативной носимой электроники и современных систем искусственного интеллекта. По словам мистера Лу, при выборе DDR4 многие компании, разрабатывающие компактные портативные устройства, вынуждены покупать больше, чем им нужно: «Для многих разработчиков компактных систем возможности DDR4 являются излишними».

Память RPC DRAM от Etron обеспечивает полосу пропускания на уровне x16 DDR3, но использует только 22 сигнальных линии и поставляется в 40-выводном корпусе FI-WLCSP (fan-in Wafer Level Chip Scale Package) (рис. 2). По заявлениям компании Etron память RPC DRAM может без особых проблем и увеличения стоимости обеспечить емкость и пропускную способность на уровне DDR4.

Внешне RPC DRAM похожа на DDR3 или LPDDR3 DRAM, но использует вдвое меньшее число сигнальных линий

Рис. 2. Внешне RPC DRAM похожа на DDR3 или LPDDR3 DRAM, но использует вдвое меньшее число сигнальных линий

RPC для нишевых рынков

Джим Хэнди, аналитик Objective Analysis, в интервью EE Times заявил: «Особенность рынка DRAM заключается в том, что крупные производители памяти фокусируются исключительно на сегментах, в которых объем поставок исчисляется сотнями миллионов и миллиардами единиц в год. Это создает возможности для таких компаний, как Etron, при условии, что они смогут найти нишевые рынки, которые не полностью удовлетворены существующими решениями DRAM, и произвести продукты, которые удовлетворят потребностям этих рынков».

Отвечая на вопрос о том, какие проблемы должна решать новая память RPC DRAM, Хэнди сказал: «В основном это касается вопросов экономии денег и/ или габаритов». Он отметил: «Etron приводит убедительные аргументы в пользу того, что RPC позволит сэкономить как на покупке самой памяти DRAM (позволяя компаниям приобретать микросхемы с меньшим объемом), так и на покупке FPGA или SoC за счет уменьшения количества линий ввода/ вывода, необходимых для подключения памяти».

Хэнди добавил: «Я убежден, что экономия средств является наиболее убедительным аргументом для любого нового продукта».

В настоящий момент память RPC DRAM перестала быть всего лишь новой концепцией архитектуры DRAM. На выставке CES компания Etron сообщила о начале сотрудничества с Lattice Semiconductor. Целью этого сотрудничества является демонстрация совместимости EPC5 FPGA от Lattice и памяти RPC DRAM от Etron.

Сотрудничество Etron и Lattice

Мы спросили у представителей Lattice, что такого уникального или полезного дает новая архитектура RPC DRAM, чего нельзя получить при использовании обычной DRAM.

Гордон Хэндс, директор по маркетингу из компании Lattice, ответил: «Большинство пользователей считает количество линий ввода/ вывода крайне важным параметром ПЛИС. Этот параметр зачастую становится тем ресурсом, который ограничивает разработчиков. Память Etron RPC автоматически сохраняет этот дефицитный ресурс за счет использования меньшего числа линий управления и адреса».

Мы также спросили, есть ли у ПЛИС от Lattice какие-либо отличительные особенности, которые делают использование RPC DRAM более удобным?

Хэндс пояснил: «При создании семейства ECP FPGA компания Lattice сосредоточилась на обеспечении увеличенной пропускной способности. Были разработаны специализированные блоки ввода-вывода, которые позволяют реализовать интерфейсы памяти DDR. Мы повторно использовали эти элементы для поддержки RPC Etron».

Хэндс отметил, что на сегодняшний день результатом сотрудничества между Lattice и Etron стало создание концептуальных решений, доказывающих эффективность взаимодействия между ПЛИС от Lattice и памяти RPC DRAM Etron. В первой половине 2019 года Lattice надеется выпустить серию референсных проектов и отладочных наборов, которые позволят ускорить знакомство разработчиков с новой технологией (рис. 3).

На демонстрационной плате, представленной на CES, ПЛИС от Lattice работает совместно с RPC SRAM от Etron

Рис. 3. На демонстрационной плате, представленной на CES, ПЛИС от Lattice работает совместно с RPC SRAM от Etron

У RPC DRAM нет альтернативы?

Итак, насколько сильно новая архитектура памяти нужна OEM-производителям и разработчикам ASIC? Существуют ли альтернативные решения для RPC DRAM?

Аналитик из Objective Analysis Джим Хэнди считает, что в настоящее время в проектах, не требующих памяти большой плотности, часто используется SRAM, но это довольно дорого. DRAM с низкой плотностью – это еще один вариант, но для работы с ними используются интерфейсы с большим числом сигналов, а это крайне неудобно для большинства проектов. Хэнди отмечает, что RPC DRAM должна заменить оба этих решения более экономичным вариантом. Если компания Etron доведет дело до конца, ее ждет успех.

Габариты памяти имеют большое значение

Размер является важнейшим фактором для носимых устройств. По этой причине большие габариты могут стать огромным недостатком для памяти, отметил генеральный директор Etron Ники Лу.

Лу привел пример умных очков, в частности Google Glass. Он объяснил, что в подобных устройствах пропускной способности DDR3 достаточно для захвата и воспроизведения изображения. Однако проблема заключается в том, что габариты DDR3 составляют 9x13 мм (BGA), а это неприемлемо для данного конкретного приложения.

Лу отметил, что память x16 DDR3 всегда поставляется в BGA-корпусе с 96 шариковыми выводами и имеет размер примерно 9 x 13 мм. Другими словами, независимо от того, какой емкостью обладает память, минимальный размер корпуса остается неизменным и определяется стандартной посадочной площадкой, образованной шариковыми выводами, организованными в шесть столбцов и шестнадцать строк с шагом 0,8 мм. Один и тот же BGA-корпус используется для микросхем памяти с широким диапазоном емкостей (от 256 Мбит до 8 Гбит).

DRAM может быть не только в BGA-исполнении

Лу объяснил, что корпуса FI-WLCSP изготавливаются не так, как обычные BGA. Вместо индивидуальной сборки каждого корпуса, технология FI-WLCSP подразумевает обработку и упаковку всей полупроводниковой пластины, которая содержит множество независимых кристаллов. В случае с FI-WLCSP размер корпуса определяется размерами кристалла: чем меньше кристалл, тем меньше корпус. Лу заявил: «RPC DRAM – это первая в мире DRAM, выпускаемая в корпусном исполнении FI-WLCSP».

Память RPC DRAM будет доступна в различных исполнениях

Рис. 4. Память RPC DRAM будет доступна в различных исполнениях

В технологии FI-WLCP не используется подложка. В ней также отсутствует распайка кристалла на внешние контактные площадки с помощью отдельных проводников. Сборка включает несколько дополнительных шагов, связанных с нанесением диэлектрических и проводящих слоев, которые выполняются традиционными методами фотолитографии. На заключительном этапе происходит формирование гальванического покрытия и нанесение шариков припоя. При этом производится обработка всей полупроводниковой пластины разом.

Ричард Крисп, вице-президент и главный научный сотрудник по разработке продуктов для обработки изображений и памяти в Etron, заявил, что сокращение числа выводов и небольшой размер кристалла являются ключевыми факторами, позволяющими размещать RPC DRAM в корпусе FI-WLCSP. Он подчеркнул, что никакой другой тип DRAM в подобном исполнении не поставляется. Габариты FI-WLCSP сравнимы с размерами рисового зерна (рис. 5).

Сравнение размеров: стандартная память DDR3 в исполнении BGA, RPC DRAM в исполнении BGA и RPC DRAM в исполнении FI-WLCSP

Рис. 5. Сравнение размеров: стандартная память DDR3 в исполнении BGA, RPC DRAM в исполнении BGA и RPC DRAM в исполнении FI-WLCSP

Выводы

«Итак, чтобы продвинуть память RPC DRAM на рынке, - говорит Джим Хэнди говорит, - «Нужно убедиться, что предлагаемое решение позволит увеличить выгоду для ОЕМ-производителей. Вероятно, будет полезно, если они создадут альтернативные источники поставок для тех OEM-производителей, которые не хотят зависеть от единственного поставщика."

Отвечая на вопрос о производстве памяти RPC DRAM, представители Etron сказали, что компания использует те же производственные мощности, что и для других видов DRAM от Etron, но отказались назвать их. Ричард Крисп подчеркнул, что при производстве RPC DRAM они применяют стандартные технологии и материалы без каких-либо экзотических решений».

Сравнение позиций

  • ()