Többszálúsítja a memóriát a Rambus és a Kingston

Egyre több sávszélesség kell

A Rambus és a Kingston várhatóan az Intel Developer Forumon demózza először vadonatúj, közös fejlesztésű memóriatechnológiáját, amely a modern processzorokhoz és szoftverekhez hasonlóan párhuzamosítás segítségével növelné a teljesítményt. A többszálú memória (threaded memory) a vállalatok becslései szerint akár 50 százalékkal megnövelné az elérhető sávszélességet, miközben ideális esetben 20 százalékkal csökkentené a fogyasztást.

A processzorok által leadott valós teljesítmény növelése előtt egyre fokozódó problémát jelent a memóriaelérés sebessége, ugyanis a DRAM-ok fejlődése messze elmarad a processzorokétól. Részben emiatt nem hatékony módja a teljesítmény fokozásának az órajel egekbe emelése, és ezért is fordult a processzoripar a párhuzamos végrehajtású és többmagos chipek felé. A memóriaelérések párhuzamosságának növelésével a mérnökök ellensúlyozni tudták a memória magas késleltetésének hátrányos hatásait a rendszerszintű teljesítményben: míg az egyik utasításszál adatra vár, a többi folytathatja a végrehajtást.

A memória terhelése, és ezzel az effektív sávszélesség iránti igény ezzel párhuzamos drasztikusan megnőtt. A CPU hiába rendelkezik akár 6 vagy 8 maggal és hajt végre magonként 2 párhuzamos utasításszálat, nem lehet eléggé hatékony, ha közben a magok idejük nagy részét a memóriára történő várakozással töltik, ezúttal azért, mert elfogyott az effektív, a memóriamodulokból valós és random hozzáférésekkel kisajtolható sávszélesség. Nem véletlen, hogy a modern processzorok többcsatornás memóriavezérlővel rendelkeznek, több csatornába szervezve a modulok, elosztva ezzel a terhelést. A csatornák számának növelése azonban megnöveli az áramkör bonyolultságát a szilícium szintjén, a memóriavezérlők sok kivezetése miatt pedig a tokozás szintjén is, jelentősen megdrágítva a gyártást.

Többcsatornás memóriamodul

A Rambus vezetésével kifejlesztett threaded memory lényegében nem tesz mást, mint a memóriát a modulok szintjén osztja többcsatornásra, első lépésként kettőre. A Kingston által kifejlesztett modulon továbbra is hagyományos, a vezető DRAM-gyártók által nagy mennyiségben termelt, szabadon hozzáférhető DDR3-chipek foglalnak helyet, csak a modul és a rajta található vezérlő speciális.

A threaded memory két független csatornán keresztül éri el a modult, amelyek osztoznak az utasítás/cím-porton. A Rambus és a Kingston azt állítja, 64 bájtos memóriaműveletek esetén a többszálú memória már két szállal telíteni tudná a busz adatáteresztő képességét, ami 50 százalékos hatékonyságnövekedést jelent a mostani memóriamodulokhoz képest. A fogyasztáscsökkenést az okozza, hogy a DRAM-chipeket csak akkor kellene aktiválni, ha az ő csatornájukhoz érkezik kérés.

Egyelőre nehéz lenne megmondani, a többszálú memória vajon el fog-e terjedni az iparban, mivel egyfelől új vezérlőt igényel a memóriamodulon, másrészt maga a memória is bonyolultabbá válik, ami az árak emelkedését jelenti, és akkor még a Rambus (és talán a Kingston) számára fizetendő jogdíjat nem is számoltuk. Mindenesetre a szeptember 22-én kezdődő Intel Developer Forumon a két vállalat élőben demózza a technológiát és egy előadás is lesz a témában a Rambus részéről, így jövő héten még több információ láthat napvilágot a témáról.

Nem az első próbálkozás

A Rambus régóta foglalkozik a memória párhuzamosításával, az általa kidolgozott egyik technika a Micro-Threading, mely XDR2 memóriatechnológiájának része. A Micro-Threading lényege, hogy levetkőzi a hagyományos DRAM chipek kötött címzési módszerét, mely a chipben található 16 (4x4 szervezés) adatbankot csak párosával, a chipen keresztben szimmetrikusan tud aktiválni egyszerre, és az aktivált bankok ekkor félbankonként fukcionálnak.

Ez azt jelenti, hogy a DRAM chip nagy része kihasználatlan marad, így az elérés nem hatékony. Az XDR2 Micro-Threading 4 teljes bankot képes aktiválni a chipben, amennyiben azok külön negyedeken találhatóak, így sokkal több memóriaműveletet végezhet el adott idő alatt, növelve ezzel az effektív sávszélességet, és csökkentve ezzel a processzorok holtidejét - amit a most tárgyalt kétcsatornás DDR3 DIMM-ek is céloznak, tömegtermék alapokon.