DBR(Double Bus Rate) 기술

배경

오늘날 대부분 컴퓨팅 시스템에서 메모리 대역폭은 전체 시스템 성능을 결정하는 핵심 요소이며, 그 중요성은 시스템이 발전함에 따라 계속 더 커지고 있습니다. Rambus는 DRAM 데이터 핀의 핀당 신호 전달 속도를 증가시켜 메모리 시스템 대역폭을 향상시키는 기술을 개발했습니다. DDR(Double Data Rate) SDRAM은 각 클록 사이클 동안 한쪽 에지에서만이 아닌 양쪽 에지에서 데이터를 전송하여 핀당 데이터 신호 전달 속도를 두 배로 늘리는 메모리 장치의 한 예입니다. 이러한 신호 전달 속도의 증가는 데이터 핀의 메모리 대역폭을 향상시킬 수 있는 반면, 실제 시스템 성능은 데이터 전송 효율을 감소시킬 수 있는 불충분한 어드레스/제어 대역폭으로 인해 향상되지 않을 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Rambus는 DBR(Double Bus Rate) 기술을 개발했으며, 이는 어드레스/제어 및 데이터 대역폭 모두를 증가시켜 메모리 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 혁신 기술입니다.

DBR(Double Bus Rate)의 개념

그림 1은 DRAM의 핀당 데이터 신호 전달 속도를 증가시켜 메모리 대역폭을 늘리는 방법을 설명합니다. 그림 1의 위 부분은 DRAM에 전송된 어드레스 및 제어 정보 사이의 타이밍 관계와 버스트 길이가 4인 단일 메모리 읽기 트랜잭션의 경우 DRAM에서 리턴되는 데이터를 나타냅니다. 이 트랜잭션에서 각 클록 사이클의 한 에지에서 어드레스, 제어 및 데이터를 전송하여 단일 데이터 속도 전송을 얻습니다. 그림 1의 아래 부분은 DBR(Double Bus Rate) 기술을 DRAM의 데이터 핀에 적용하여 메모리 대역폭을 증가시킬 수 있는 방법을 나타냅니다. 그림 1의 맨 아래 부분에서 나타낸 것과 같이 DBR(Double Bus Rate) 기술을 통해 데이터를 더욱 빠르게 전송할 수 있으며 DRAM이 제공할 수 있는 대역폭을 증가시킬 수 있습니다.

그림 2는 데이터 전송 속도가 두배로 증가하여 어드레스/제어 정보와 읽기 트랜잭션의 데이터 간의 관계에 미치는 영향을 설명합니다. 그림 2의 맨 아래 부분은 DDR(Double Data Rate) 트랜잭션이 어떻게 인터리브될 수 있는지 나타내며, 데이터가 메모리 버스를 점유하는 시간이 어드레스 및 제어 정보가 버스를 점유하는 시간보다 더 작은 경우 발생할 수 있는 문제점을 설명하고 있습니다. 이 상황에서 불충분한 어드레스/제어 대역폭으로 인해 버스의 데이터 전송에 버블이 발생하는데, 결과적으로 메모리 대역폭이 감소하고 성능이 저하됩니다.

그림 2에서 설명된 성능 손실 문제는 어드레스 및 제어 핀에도 DBR(Double Bus Rate) 기술을 적용하여 해결할 수 있습니다. 그림 3은 어드레스, 제어 및 데이터 대역폭의 균형을 맞추는 데 DBR(Double Bus Rate) 기술이 어떻게 사용되고 이에 따라 불충분한 어드레스와 제어 대역폭에 관련된 문제를 어떻게 해결하는지 설명하고 있습니다. 그림 3의 아래 부분에 나타낸 것과 같이 대역폭은 그림 2의 인터리브된 트랜잭션에 비해 50% 증가됩니다. 쓰기 마스킹을 사용하는 시스템에서 제어 대역폭 증가가 얼마나 유용한지 보여 주는 또 다른 예가 있습니다. 쓰기 마스킹을 사용하는 시스템에서 메모리에 전송되는 데이터 양이 증가하면 바이트 단위로 데이터 마스킹을 지원할 수 있도록 바이트 마스킹 제어 정보를 더 많이 지정해야 합니다. DBR(Double Bus Rate) 기술을 통해 버스에서 어드레스, 제어와 데이터 전송 속도의 균형을 유지함으로써, 그림 2에서 나타난 불충분한 어드레스와 제어 대역폭으로 인한 성능 손실을 방지할 수 있습니다.

이점

DBR(Double Bus Rate) 기술로 이점을 얻을 수 있는 일부 그룹은 다음과 같습니다.

• 시스템 설계자. 시스템 설계자는 어드레스, 제어와 데이터 대역폭의 균형을 맞춤으로써 시스템에서 메모리 대역폭을 최대한 늘릴 수 있습니다. 이는 다시 해당 수준의 메모리 성능을 얻는 데 필요한 DRAM 수를 줄일 수 있어 구성요소 비용을 낮추며 시스템 구성요소 배치가 용이하고 라우팅 및 열방사 문제를 해결할 수 있습니다.
• 시스템 통합업체. 시스템 설계자의 경우와 마찬가지로 시스템 통합업체는 해당 수준의 메모리 대역폭을 얻는 데 필요한 구성요소 수를 줄일 수 있어 이익이 되며, 시스템 비용을 낮추고 더 작은 폼 팩터의 시스템을 구축할 수 있습니다.