Samsung, Uluslararası Katı Hal Devreleri Konferansı’nda (ISSCC) LPDDR5 spesifikasyonuna bir başka uzatma daha tanıttı ve veri aktarım oranlarını 12.700 mt/s’ye (12.7 GT/s) artırdı. Hızı arttırmak için Samsung, LPDDR5-ultra-Pro dramını dediği DRAM yongalarına dört fazlı kendi kendine kalibrasyon ve AC-bağlı alıcı eşitleme eklemek zorunda kaldı.
Dünyanın En Hızlı LPDDR5X
Samsung’un 12.700 mt/s veri aktarım oranı olan en yüksek hızlı LPDDR5X, şirketin 5. nesil 10nm sınıfı DRAM imalat süreci kullanılarak yapılan 1.05V endüstri standart voltajına sahip 16 GB bellek IC’dir. Samsung’un 2023’te 24 GB LPDDR5X ICS ve sonra açıkladığı düşünüldüğünde, 16 GB cihaz kapasitesi mobil cihazların cephesinde çok etkileyici olmayabilir. 2024’te 32GB LPDDR5X ICS başlatıldı. Bununla birlikte, 16 GB, en yüksek bellek yoğunluklarını talep etmeyen uygulamalar için oldukça iyi bir kapasite olabilir. Belki de Samsung’un ISSCC belgesinden AI, AR, VR ve sunucu uygulamalarından bahsederken, şirketin sunumu PC’lere ve sunuculara (iyi, kenar sunucuları) hedeflenen LPCAMM2 modüllerinden bahsediyor.
LPDDR5 spesifikasyonu, veri aktarım hızını 6.400 mt/s’ye kadar uzatma planıyla 2019 yılında tanıtıldı. 2021’de JEDEC, hızı 8.533 mt/s’ye iten LPDDR5X olarak adlandırılan spesifikasyonun genişletilmiş bir versiyonunu yayınladı. Ancak bu en azından bazı LPDDR5X kullanıcıları için yeterli değildi, bu nedenle Micron, Samsung ve SK Hynix, 2023’te LPDDR5X’in veri aktarım hızını 9.600 mt/s’ye yükseltti ve daha sonra Samsung, 2024’te 10.700 mt/s ile takip etti ( henüz gönderilmedi). Şimdi, Samsung başka bir adım daha attı ve 12.700 mt/s veri aktarım hızına sahip LPDDR5-ultra-Pro belleği tanıttı.
Böyle bir aşırı veri aktarım hızının etkinleştirilmesi, Samsung’un dört fazlı bir kendi kendine kalibrasyon döngüsü ve AC-bağlı alıcı eşitleme uygulamasını gerektirdi. Bu iki özellik, LPDDR5X spesifikasyonunda tanımlanmamıştır ve resmi JEDEC LPDDR5X veri hızını ve güç gereksinimlerini karşılamak veya aşmak için kullanılan satıcıya özgü devre seviyesi tasarım teknikleridir.
Dört fazlı kendi kendine kalibrasyon döngüsü
Dört fazlı kendi kendine kalibrasyon döngüsü dört dahili saat fazının (0 °, 90 °, 180 ° ve 270 °) yüksek hızlı bellek arayüzlerinde düzgün bir şekilde hizalanmasını sağlayan devre tabanlı bir çözeltidir. LPDDR5X DRAM’da, veri aktarımlarını çoklu-GT/s hızlarında yönlendiren bu dört aşamayı oluşturmak için saat sinyalleri bölünür ve dağıtılır. Bu aşamalar arasındaki hafif uyuşmazlıklar bile – faz çarpıklığı olarak adlandırılır – zamanlama marjını etkileyebilir ve performansı bozabilir. Kalibrasyon döngüsü, her bir faz çifti (örn., 0 ° ve 180 °, 90 ° ve 270 °) ölçer ve otomatik olarak herhangi bir ofseti telafi eder.
Samsung’un dört fazlı kendi kendine kalibrasyon döngüsünü uygulaması iki kalibrasyon aşaması kullanır: Flip ve Unflip. Hangi sinyalin test edilen devreye beslendiğini (örn., 0 ° ve 180 ° °) ve sonuçları parçalanmamış ölçümle karşılaştırarak, kalibrasyon mantığı izolat eder ve gerçek saat fazı yanlış hizalamasını düzeltir. Son kalibrasyon kodları daha sonra çipin içindeki temiz, eşit aralıklı saat kenarlarını korumak için her bir fazı kaydırmak veya ayarlamak için uygulanır.
AC-bağlı alıcı-verici eşitleme
Yüksek hızlı veri iletim oranlarında, sinyaller kanal boyunca zayıflamaya ve semboller arası parazitlere (ISI) eğilimlidir. AC-bağlı alıcı-verici eşitleme, yüksek hızlı DRAM bileşenlerindeki sinyal sorunlarını ele alır: Yüksek seviyede, saat sinyalini artırır, alıcıyı eşitler ve vericiyi önceden vurgular.
Samsung’un uygulaması üç tamamlayıcı blok içerir: saat tamponunda AC bağlı bir güçlendirici (ACCB), alma tarafında AC-bağlı bir ekolayzır (ACCE) ve iletim tarafında AC bağlı bir ön vurgu (ACCP). Her biri, yolun çeşitli noktalarında ekstra yüksek frekanslı kazanç uygular, bu da zayıflatılmış saat kenarlarının geri yüklenmesini ve zamanlama bütünlüğünün korunmasını sağlar. Samsung’a göre, net etki, pin başına 10.000 mt/s’yi aşan hızlarda daha sağlam veri iletimi ve alımdır.
Ölçümler
İmaj 1 ile ilgili 3
Şirketin kendi ölçümlerine dayanarak, maksimum 12.700 mt/s hızında, Samsung’un LPDDR5-UTRA-Pro DRAM bellek çipi 1.05 voltta güvenilir bir şekilde çalışır. Samsung tarafından yapılan ölçümlere göre, 10.700 mt/s’de bile, 0,9 volt üzerinde stabiliteyi korur. Pik hız ölçüsünde okuma ve yazma marjları, sırasıyla 0.71 ve 0.68 birim aralıkları, sağlam sinyal bütünlüğünü gösterir. Bu değerler Samsung’un kalibrasyonu ve eşitleme tekniklerinin etkinliğini doğrulamaktadır.
