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Stromspar-Initiative für Multi-Gbps-PlattformenÜbersicht:Die Stromspar-Initiative für Multi-Gbps-Signalübertragung von Rambus ist ein Versuch, wichtige Technologien von Rambus zu erarbeiten, die das stromsparende Hochleistungsdesign der heutigen Multi-Gbps-Datenverbindungen verbessern. Mithilfe dieser Initiative gelang es Rambus, bei einem Betrieb von Multi-GHz-Datenraten den Stromverbrauch auf ungefähr 2,2 mW/Gbps zu verringern. Der Ansatz von Rambus zur Verringerung des Stromverbrauchs und zur Verbesserung der Systemleistung umfasst innovatives Silizium sowie System- und Softwaretechniken in Verbindung mit:
Mithilfe der Technologien von Rambus, einschließlich der stromsparenden Signalübertragungstechniken, ist es möglich, aggressive Designziele für Stromverbrauch und Leistung zu verwirklichen. Hintergrund:Bei den derzeitigen seriellen Multi-Gbps-Verbindungen hoher Bandbreite ist ein Kompromiss zwischen der Datenübertragungsrate und dem Stromverbrauch erforderlich. Da Systemdesigner aufgrund der Anforderungen an das thermische Verhalten und die Batterielebensdauer starken Energieeinschränkungen unterworfen sind, wird eine Optimierung dieses Kompromisses zwischen Stromverbrauch und Leistung immer wichtiger. Das bisher angestrebte Ziel des Stromverbrauchs bei Multi-Gbps-Datenübertragungsraten betrug 1 mW pro Gbps. Mit der aktuellen Technik werden ungefähr 10 bis 20 mW pro Gbps erreicht. Rambus erzielte eine aggressive und bedeutende Annäherung an das schwer erreichbare Ziel von 1 mW pro Gbps: eine in Silizium realisierte serielle Verbindung mit einer beachtlich geringen Leistungsaufnahme von nur 2,2 mW pro Gbps. Dies wird erreicht durch eine Shared-LC-PLL für Referenztakt-Vervielfältigung, ein Resonanztakt-Verteilungsnetzwerk, einen Low-Swing Voltage-Mode Transmitter, einen Phasendreher mit niedriger Leistungsaufnahme für die Empfängertakte sowie softwarebasierter CDR und adaptiver Entzerrung. Von anderen Firmen der Branche wurden erweiterte Backplane-Transceiver für serielle Verbindungen mit 20 mW/Gb/s* vorgestellt, und mit Chip-zu-Chip-Verbindungen ließen sich in letzter Zeit Energieeffizienzen von beinahe 10mW/Gb/s** erzielen. Rambus hat Schaltkreis- und Softwaretechniken untersucht und entwickelt, die bedeutende Verbesserungen in der Energieeffizienz für serielle Verbindungen liefern, ohne dabei die Jitter-Qualität oder Signalqualität zu beeinträchtigen, die für den Betrieb mit einer akzeptablen Bit-Fehler-Rate (BER) erforderlich sind. Diese Fortschritte liefern die für Computer- und Mobilfunkmärkte erforderliche Baugruppe, welche stromsparende Anwendungen mit hoher Datenübertragungsrate ermöglichen. Lösung von Rambus:Die stromsparenden Signalübertragungstechniken von Rambus verbessern die Systemleistung durch Techniken für einen wirksamen Einsatz von im Chip integrierten Funktionen wie:
Die stromsparenden Signalübertragungstechniken von Rambus eignen sich für Rechner- und Verbraucheranwendungen, bei denen Multi-Gbps-Datenübertragungsgeschwindigkeiten für den Erfolg der Geräte äußerst wichtig sind. Diese Techniken erfüllen die Datenübertragungsanforderungen und verbessern gleichzeitig das thermische Verhalten und die Batterielebensdauer des Systems. Diese Techniken geben Systemdesignern größere Flexibilität bei ihren Bestrebungen, die Anforderungen in puncto Stromverbrauch zu erfüllen. Die patentierten und zum Patent angemeldeten Innovationen von Rambus wie z. B. die adaptive Entzerrung serieller Verbindungen und die Rauschunterdrückung der Spannungsversorgung in PLLs und DLLs ermöglichen die erreichten Stromsparergebnisse, die bei der ISSCC 2007 präsentiert wurden.  
Wo werden Vorteile erzielt?Vorteile für das Gerät:Die stromsparenden Signalübertragungstechniken von Rambus wurden dazu verwendet, den Stromverbrauch bei Multi-GHz-Raten auf bis zu ca. 2,2 mW/Gbps zu reduzieren. Verglichen mit den derzeit veröffentlichen Ansätzen für 6,25 Gbps IO PHYs führt diese Lösung zu einer Verringerung des Stromverbrauchs um mehr als das Dreifache im Vergleich zu herkömmlichen seriellen Verbindungen. Diese Reduktion des Stromverbrauchs wird mithilfe eines Strom regenerierenden Taktschaltkreises erreicht, mit dem die allgemeine Taktqualität verbessert wird, sowie mit einem optimierten Differenzsignalschaltkreis, um die zum Treiben eines Signals erforderliche Energie zu minimieren. Vorteile für Subsysteme: Die stromsparenden Signalübertragungstechniken von Rambus verringern den Stromverbrauch pro IO PHY und senken dadurch den Strombedarf für Module und Subsysteme, welche Geräte mit hoher Bandbreite benötigen, um die gewünschte Datenschnittstelle zu implementieren. Sowohl Wärmeableitung als auch erforderliche Kühlung der Gehäuse, Batterielebensdauer und Energiekosteneinsparungen profitieren von der Verwendung von Makrogeräten, welche die Funktionen der stromsparenden Lösung von Rambus nutzen. Geringerer Stromverbrauch, niedrigere Total Cost of Ownership (TCO, Gesamtbetriebskosten) und dauerhafte Datenqualität hoher Bandbreite sind Vorteile, die dem Subsystemkunden zugute kommen. Links:Weitere Informationen zum technischen Fachartikel, der während der ISSCC 2007 präsentiert wurde, erhalten Sie über die unten stehenden Links. * K. Krishna, DA Yokoyama-Martin, S Wolfer, et al., "A 0.6 to 9.6Gb/s Binary Backplane Transceiver Core in 0.13μm CMOS", ISSCC Dig. Tech. Papers, Vol. 48, S. 64 - 65, Febr. 2005. ** E. Prete, D. Sheideler, A. Sanders, "A 100mW 9.6Gb/s Transceiver in 90nm CMOS for Next- Generation Memory Interfaces", ISSCC Dig. Tech. Papers, Vol. 49, S. 88 - 89, Febr. 2006. *** R. Palmer, J. Poulton, et al, "A 14mW 6.25Gb/s Transceiver in 90nm CMOS for Serial Chip-to-Chip Communications," ISSCC Dig. Tech. Papers, Vol. 50, S. 9 - 11, Febr. 2007. |
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