RAM Erinnerung ist eine der wesentlichen Komponenten unseres Computers, hat sich jedoch in den letzten Jahren seit dem Erscheinen des DDR-Speichers im Jahr 2000 langweilig entwickelt. Seitdem haben wir bis zu vier Generationen dieses Speichers gesehen und wir haben eine fünfte um den Ecke. Aber was wird das RAM der Zukunft sieht aus wie und welche Änderungen wird es haben?
Wir sind es gewohnt, dass sich der RAM-Speicher alle x Jahre in Form einer neuen Generation von DDR-, GDDR-Speicher oder unabhängig von der Art des zu einem bestimmten Zeitpunkt verwendeten Speichers entwickelt. Dies könnte sich jedoch ändern, da der Einsatz bestimmter Technologien erforderlich sein wird dass es sich weiterentwickelt.
Wie hat sich der Arbeitsspeicher in all dieser Zeit skaliert?
Der RAM, der ein Halbleiter ist, entwickelt sich wie folgt Moores Gesetz und gleichzeitig die Dennard-Skala bedeutet dies, dass einerseits die Dichte der Transistoren und damit die Speicherkapazität zunimmt, andererseits die Kommunikationsgeschwindigkeit verbessert wird, was wir die Bandbreite nennen.
Die Idee ist sehr einfach: In jedem neuen Fertigungsknoten nimmt die zum Erreichen einer bestimmten Taktrate erforderliche Spannung ab, sodass wir einen RAM erstellen können, der dieselbe verbraucht und schneller ist, oder einen anderen, der genauso schnell ist, aber viel weniger verbraucht.
Das Problem tritt jedoch mit der Erhöhung der Geschwindigkeit auf, da die Bandbreite des RAM eines Systems vom Energieverbrauch der Kommunikation zwischen dem Speicher und dem Prozessor abhängt, dem es zugewiesen ist, also von der Bandbreite mit jedem neuen Knoten ist begrenzt und es kommt vor, dass die Sprünge von einem DDR-Speichertyp zu einem anderen immer kleiner werden.
Was ist, wenn wir den System-RAM in Zukunft nicht weiter skalieren können?
Mit jedem neuen Fertigungsknoten, mit dem sowohl Speicher als auch Prozessoren hergestellt werden, werden die Taktsprünge immer kleiner. Dies betrifft im Moment nur die Prozessoren, aber die Erinnerungen werden nicht lange brauchen, um sie zu beeinflussen, und es wird den Punkt erreichen, an dem ein Generationssprung geringer als erwartet ist, ganz zu schweigen von fast Null.
Eine Lösung hierfür ist der Einsatz von Technologien wie dem PAM-4 PAM-6 wird im GDDR4X und in zukünftigen Iterationen des PCI Express-Standards verwendet. Wenn wir es unter einem bestimmten Gesichtspunkt betrachten, handelt es sich immer noch um eine Art Datenkomprimierung. Darüber hinaus soll der zukünftige DDR6-Speicher die PAM-4-Kommunikation verwenden.
Apropos Datenkomprimierung: Es ist sehr wahrscheinlich, dass wir RAM-Speicher mit Logik im Inneren sehen, Beschleuniger, die die Suche nach Daten effizienter und schneller machen und die Daten des gesendeten Flugs komprimieren und dekomprimieren können. Der Grund dafür ist sehr einfach: Das Senden von x Bytes, bei denen es sich um komprimierte Daten handelt, verbraucht dieselbe Energie wie das Senden der gleichen Anzahl von Bytes mit nicht komprimierten Daten.
Werden wir 3D-DRAM-Speicher als RAM der Zukunft sehen?
3D-DRAM besteht aus dem Stapeln mehrerer Speicherchips und der Verwendung von Pfaden durch Silizium zur Kommunikation mit dem Speichercontroller.
Bei DDR-Speichern gibt es 3DS-DDR-Standards, in denen bis zu 4 DDRn-Chips gestapelt sind (die n-te Generation von DDR), die an einen 64-Bit-Controller angeschlossen sind. Mit dieser Technologie wäre es also möglich, ein DIMM mit insgesamt 8 Chips auf nur zwei Chips zu reduzieren. Es bietet jedoch keinen Vorteil in Bezug auf Verbrauch und Geschwindigkeit, führt jedoch zu extrem teurem Speicher, was dazu geführt hat, dass seine Verwendung nicht standardisiert wurde und wir mit herkömmlichen Speicher-DIMMs fortfahren.
3D-DRAM ist nur dann sinnvoll, wenn es von Schnittstellen mit einer großen Anzahl von Pins begleitet wird, die eine große Anzahl von Bits pro Zyklus übertragen können, wodurch niedrigere Taktraten und damit eine niedrigere Spannung verwendet werden können. Diese Lösungen erfordern jedoch einen komplexen Interposer und die Erweiterungsmöglichkeiten des RAM stark einschränken.
