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TECH INSIGHT
MEMORIE
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- ELETTRONICA OGGI 461 - APRILE 2017
penalizzare i cubi più lontani. Micron dichiara che le
memorie HMC trasferiscono i dati fino a 15 volte più
rapidamente rispetto alle DDR3 utilizzando il 70% in
meno di energia e occupando il 90% in meno di spa-
zio. Attualmente propone il modulo MT43A4G Short-
Reach da 2 GByte in package BGA da 31x31 mm e
896 contatti alimentato a 1,2 V. Questa memoria offre
una banda di 160 GByte/s circa, dieci volte superiore
alle DDR3 e otto volte rispetto alle DDR4.
In effetti, questa tecnologia è stata sviluppata da Mi-
cron ed è sembrata prevalere soprattutto sui grandi
computer come server e mainframe mentre per le
applicazioni più “popolari” come smartphone e com-
puter grafici è stata messa in discussione dopo la
presentazione delle High Bandwidth Memory (HBM)
che sembrano avere migliori prospettive applicative.
Le HBM sono realizzate con strati di DRAM impilati al
pari delle HMC ma connessi in parallelo attraverso
512 o 1024 pin e perciò vanno molto più veloci anche
se per contro hanno bisogno di bus più larghi e di
maggior occupazione di spazio nel die. Essendo più
grandi, i bus di queste memorie vanno accorpati in-
sieme alle CPU in un unico layout e perciò è difficile
pensare alle HBM come prodotti di memoria da acqui-
stare nei loro package ma piuttosto come dispositivi
già integrati all’interno dei sistemi di elaborazione.
La versione HBM2 è attualmente impiegata nei pro-
cessori AMD e Nvidia mentre le ricerche proseguono
sulle HBM3 che promettono oltre 16 Gbit di densità
ovvero circa 2 GByte per chip con banda di 4 Gbit/s
per pin che corrispondono a 512 GByte/s mentre il
voltaggio dovrebbe scendere ulteriormente sotto
1,2 V. Nei laboratori Samsung si studiano le Extreme
HBM che sono una versione delle HBM3 più a basso
costo perché realizzate
con la metà delle connes-
sioni sui bus. Nel frattem-
po, la stessa Samsung ha
messo in produzione per
volumi le memorie DDR4
fabbricate in geometria di
riga da 10 nm con veloci-
tà di trasferimento dati 3,2 Gbit/s che è circa il 30%
meglio dei 2,4 Gbit/s delle DDR4 da 8 Gbit in geome-
tria di riga da 20 nm. Le prime sono in formato da 8
Gbit ma sono previsti altri tagli da 4 a 128 Gbit e in-
tanto la società dichiara di portare progressivamente
a 10 nm l’intera sua produzione di System-on-Chip.
Più velocità
Le GDDR5 sono delle SDRAM di quinta generazione
e cioè memorie sincrone ad accesso dinamico il cui
acronimo significa DDR SGRAM o Double Data Rate
Synchronous Graphics Random Access Memory per-
ché utilizzate prevalentemente per interfacciare gran-
di quantità di memoria ai processori grafici GPU delle
consolle di videogioco e simili. In pratica, hanno bus
di accesso più larghi e oggi tipicamente da 32 o 64 bit
in su con cui trasferiscono molti più dati in parallelo
rispetto alle DDR “non grafiche”. Lo standard Jedec di-
chiara che le GDDR5X già in uso nelle console Nvidia
riescono a trasferire 10 Gbit/s attraverso ciascun pin
mentre le nuove GDDR6 attualmente in corso di svilup-
po in molti laboratori garantiranno 14 Gbit/s per pin.
Le LPDDR, Low Power DDR, o DDR mobili sono alla
loro quarta generazione ma è in corso di sviluppo
la quinta che si presenta come ideale per i terminali
mobili di generazione 5G dove i requisiti fondamen-
tali sono la capienza e i bassi consumi. La loro pecu-
liarità è la tensione di comando ultra bassa scesa a
1,1 V già nelle LPDDR4 mentre nelle nuove LPDDR4X
viene ulteriormente ridotta a 0,6 V che è un voltag-
gio confrontabile con il limite minimo per la commu-
tazione delle giunzioni di silicio. Attualmente sono
realizzate con otto celle DRAM legate su un bus Sin-
gle Data Rate (SDR) a 6 bit con clock di 1,6 GHz gra-
zie a cui il trasferimento dati avviene alla velocità di
3200 MT/s (Milioni di Trasferimenti al secondo). SK
Hynix ha presentato quest’anno le sue nuove DRAM
LPDDR4X con capienza di 16 Gbit ottenuta montando
due memorie da 8 Gbit in un doppio canale di con-
trollo. In queste memorie gli I/O sono alimentati a 0,6
V e sono larghi 64 bit per una velocità di trasferimen-
to dati di 34,1 GByte/s. Il package è di 12x12,7 mm
con spessore di 1 mm.
Fig. 2 – Le memorie DDR4 che Samsung fabbrica in geometria di riga da
10 nm hanno velocità di trasferimento dati di 3,2 Gbit/s