가변 버스트 길이

배경

다양한 종류의 컴퓨팅 시스템 대부분이 DRAM을 사용합니다. 다양한 종류의 컴퓨팅 시스템이 동일한 DRAM을 사용할 경우, 설계 감가상각 및 제조원가 절감에 따른 규모의 경제 효과를 누릴 수 있습니다. 비록 다양한 컴퓨팅 분야의 시스템이 비슷한 DRAM 용량을 요구할 수 있지만 컴퓨팅 분야마다 고유한 요구가 일부 있게 마련입니다. 이러한 요구 중 하나는 버스트 길이로서, 이는 메모리 읽기와 쓰기 트랜잭션 중 전송된 데이터 양입니다. 일부 컴퓨팅 분야는 보다 짧은 버스트 길이가 필요한 메모리 시스템 아키텍처를 사용하는 반면 다른 컴퓨팅 분야에서는 더 긴 버스트 길이를 필요로 합니다. 다양한 사용자를 만족시키기 위한 혁신 기술을 통해 버스트 길이를 DRAM에서 가변적으로 만듭니다. 다양한 가변 버스트 길이로 컴퓨팅 시스템은 시스템 요구에 따라 사용할 버스트 길이를 선택할 수 있습니다. 1990년대 초에 Rambus는 가변 버스트 길이를 사용한 최초의 DRAM을 출시했는데, 이는 시스템 제조업체가 시스템의 필요에 따라 전송된 데이터의 사전 요청 양을 맞출 수 있습니다. 가변 버스트 길이를 출시함으로써 하나의 DRAM을 다중 시스템 아키텍처에 맞게 설계하고 제조할 수 있으며 이는 비용 절감과 시스템 유연성 향상으로 이어집니다.

플래시 메모리는 많은 컴퓨팅 시스템에서 사용된 또 다른 인기 있는 메모리 기술입니다. 가변 버스트 길이는 또한 일부 플래시 메모리 장치에 채택되었습니다. 가변 버스트 길이는 DRAM과 플래시 메모리 장치에서 유사한 방식으로 작동하는데, 이 기능을 사용하는 시스템에게도 유사한 이점을 제공합니다.

가변 버스트 길이의 개념

DRAM이 메모리 읽기 요청을 수신할 경우 메모리 버스의 와이어를 통해 데이터를 제공하여 응답합니다. 요청에 응답하여 전송되는 데이터 블록의 크기는 DRAM의 버스트 길이에 따라 달라집니다. 그림 1은 버스트 길이 4와 버스트 길이 8의 차이를 설명합니다. 그림에서 보는 바와 같이 버스트 길이 8(그림 1의 맨 아래)을 가진 DRAM은 버스트 길이 4를 가진 DRAM 보다 읽기 요청에 응답하여 2배 많은 데이터를 리턴합니다.

그림 1에 나타난 것과 같이 가변 버스트 길이는 서로 다른 양의 데이터가 DRAM 간에 전송되어야 하는 다양한 메모리 시스템에서 동일한 DRAM을 사용할 때 유용합니다. 비록 버스트 길이 4의 DRAM이 두 번의 읽기 트랜잭션을 잇달아 수행하여 와이어당 8비트의 데이터를 전송하는 데 사용될 수 있지만, 두 요청을 시작하기 위해서는 두 배 많은 주소와 제어 대역폭이 필요합니다. 제한된 주소 또는 제어 대역폭을 가진 시스템에서 최대 데이터 처리량을 보장하는 데 충분한 주소/제어 대역폭을 제공하지 못할 수 있습니다(DBR(Double Bus Rate) 기술 정보 참조). 가변 버스트 길이는 데이터 전송에 필요한 주소 및 제어 대역폭을 줄여서 이 문제를 해결합니다.

그림 2와 3은 가변 버스트 길이가 동일한 DRAM 장치를 사용하는 두 개의 서로 다른 메모리 시스템에서 사용될 수 있는 방법을 보여줍니다. 그림 2의 컴퓨터 시스템에는 CPU, 메모리 컨트롤러 및 메모리(이 경우에는 온 메모리 모듈)가 포함되어 있습니다. 이 시스템은 작은 폼 팩터 또는 로우 엔드 PC에 해당합니다. 이 시스템에서 메모리 버스의 데이터 부분은 폭이 64비트이며 CPU는 64비트 청크 단위로 데이터에 액세스하는데, 이는 CPU 내부 캐시의 캐시 라인 크기에 해당합니다. 시스템의 효율을 최적화하기 위해 메모리 컨트롤러는 버스트 길이 8을 갖도록 DRAM을 구성하여 64바이트 블록 데이터가 메모리 컨트롤러의 단일 요청에 응답하여 메모리로부터 전송됩니다(8 x 64비트 = 64바이트)

그림 3은 하이 엔드 PC, 블레이드 또는 서버의 대표적인 아키텍처를 나타냅니다. 이 메모리 시스템은 메모리 버스의 데이터 부분에 128비트 폭을 가집니다. 비록 그림 2의 메모리 시스템보다 2배 많은 데이터 라인이 있지만 2개의 아키텍처는 동일한 데이터 블록 크기 요구사항을 가진 동일한 CPU를 사용할 수 있어 CPU 제조업체가 여러 시장에 하나의 프로세서 설계를 활용할 수 있습니다. 이 시스템에서 버스트 길이가 8로 설정될 경우 메모리 모듈은 CPU가 필요로 한 것보다 많은 128비트를 가진 메모리 컨트롤러의 단일 요청에 응답하는데, 메모리 대역폭을 낭비하게 됩니다. 그러나 메모리 장치의 버스트 길이를 4(4 x 128비트 = 64바이트)로 설정하는 유연성을 가짐으로써 각 메모리 장치 출력은 버스트 길이 8인 경우의 반이 됩니다. 따라서 메모리 컨트롤러는 단일 요청으로 모든 요청된 데이터를 확보하고 불필요한 추가 데이터를 만들지 않음으로써 메모리 시스템의 효율을 극대화시킬 수 있습니다.

가변 버스트 길이로 동일한 DRAM 장치가 여러 시스템 아키텍처에 사용될 수 있어 DRAM 장치와 필요한 모듈 아키텍처의 수를 줄입니다. 많은 시스템에서 동일한 DRAM 장치를 사용할 수 있어 제조 및 재고 비용을 줄여 시스템 제조업체 및 소비자에게 유사한 이점을 제공합니다. 가변 버스트 길이가 제공하는 유연성은 시스템 요구에 가장 잘 맞는 버스트 길이 값을 사용할 수 있도록 보장하므로 제어 대역폭을 줄이고 메모리 버스를 효율적으로 사용할 수 있습니다.

이점

가변 버스트 길이로부터 이점을 얻을 수 있는 일부 그룹의 예는 다음과 같습니다.

• 프로세서 설계자 가변 버스트 길이로 단일 DRAM 또는 플래시 메모리 설계가 여러 메모리 시스템 아키텍처에 사용될 수 있습니다. 따라서 프로세서 설계가 여러 시장에서 사용될 수 있어 개발 비용, 대량 생산에 따른 원가 절감으로 제조 비용 및 재고 비용을 줄일 수 있습니다.
• 시스템 통합업체 여러 시장을 대상으로 하는 시스템 통합업체는 여러 가지 제품군에 사용할 수 있는 단일 DRAM 또는 플래시 메모리 유형을 결정해 비축할 수 있습니다. 이는 재고 관리 비용 절감으로 이어집니다.
• 메모리 제조업체 메모리 제조업체는 가변 버스트 길이를 사용하여 여러 시장에서 단일 DRAM 또는 플래시 메모리를 활용할 수 있어 프로세서 설계자와 유사한 비용 상의 이점을 얻습니다(개발, 제조 및 재고 비용 감소).