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16 倍資料速率Rambus 的 16 倍資料速率技術支持極高的位元傳輸速率和單一裝置頻寬,同時維持相對低的系統時脈速度。例如,具備 16 倍資料速率技術,可以達到 12.8Gbps 的訊號傳輸速率,系統時脈為 800MHz。在 4 位元寬的 DRAM 裝置,可為裝置提供 51.2GB/s 的頻寛。因為單一裝置可以達到非常高的頻寬,意味著可使用更少的裝置,就可取得目標性能水平,減少所需的主機板面積和控制器端的介面寬度。這些可降低系統的複雜性和成本。 背景圖像處理器、遊戲控制台和多核心處理器為基礎的 PC,使得對於記憶體頻寬的需求越來越高。遊戲控制台對於記憶體頻寬的要求,從 1995 年的 1GB/s 以下激增至當代遊戲控制台的 50GB/s。下一代的遊戲控制台預計需要 300GB/s 以上的記憶體頻寬,才能達到游戲開發商和消費者的要求。 圖像卡市場也顯示了相同的趨勢,系統頻寬的需求從 1995年 的 1GB/s 以下,提高到如今的 100GB/s 以上。預計在接下來十年初期,下一代的圖像卡將要求 500GB/s 以上的記憶體頻寬。 現在的記憶體頻寬使用傳統的雙倍速率資料速率(DDR)或四倍資料速率記憶體系統和寬并排匯流排。因為必須增加更多信道和 I/O 腳位,寬匯流排在未來的應用將日益昂貴,而且難以擴展。寬匯流排也消耗大量電力。 Rambus 的 16 倍資料速率技術提出了不一樣的方式。其提供一個可擴展搬移路徑,能通過更少的線路和更有效率的使用 I/O 腳位,達到更快的記憶體和更高的裝置頻寬。這可降低複雜程度、耗電量和成本。 采用 16 倍資料速率技術具有挑戰性,并需要創新的支持基礎。Rambus 通過其時基減少技術、非對稱均等和增強的 FlexPhase™ 校正,解決這些挑戰。 甚麼是 16 倍資料速率技術?16 倍資料速率技術可在每個時脈週期內傳輸 16 位元資料,通過 800MHz 的系統時脈達到高達 12.8Gbps 的資料速率。相比之下,GDDR5 記憶體系統在使用相同的 800MHz 時脈時,在每個時脈週期內傳輸 4 位元資料,傳輸率為 3.2Gbps。通過 16 倍資料速率技術,只需使用 GDDR5 系統所需要的系統時脈速度的一半,就可達到雙倍的資料速率。
要在維持訊號完整性之際取得高達 12.8Gbps 的資料速率,極之困難。在這些資料速率時,傳輸一個位元只需 78.1 微微秒,如果要保持位元錯誤率(BER)在低於 10-15 (每傳輸 1015 位元有 1 位元錯誤)的可接受閾值以下,時基減少技術則非常重要。 甚麼是時基減少技術?時基是訊號和其理想位置之振幅、相位、位寬或位元位置的差動。這是在高速系統會出現的問題,因為即使是很小的差異,也會造成嚴重的時間計算錯誤和提高 BER。 16 倍資料速率技術使用了幾個時基減少技術:
除了這些時基減少技術,Rambus 的 16 倍資料速率技術也具備非對稱均等和增強的FlexPhase™ 時序調整功能。 非對稱均等能對抗 FR4 系統電路板減弱較高頻率多於較低頻率的傾向。非對稱均等在多 Gbps 資料速率也非常有用,能夠對抗碼間干擾 (ISI) - 上一個位元遺留的能源對當前位元的干擾 - 這類干擾會大幅降低訊號的完整性。 非對稱均等使用結合了可編程線性等化器的接受轉接發送 FIR(有限沖激回應)過濾器,以執行均等功能。通過分析所提供的主機板和包裝設計,可以預測最佳的均等系數,同時可在系統起始化順序時,透過能適應的演算法強化系數。大部分的均等功能的責任落在控制器身上,這有助於減少所需的 DRAM 複雜性和成本。 非對稱均等使得頻率范圍內的輸出呈線狀,從而提高在多 Gbps 資料速率的訊號完整性。 FlexPhase 時序調整根據系統相位回應的實時測量,計算各個從控制器到 DRAM 的連結的最佳傳輸和接收相位。 在 16 倍資料速率技術,更佳的線性和次微微秒解決方案改進了 FlexPhase 的校正。通過在一系列的相位設置傳輸測試模式,并標示失敗和通過的區域之間的范圍,控制器可校正最佳的傳輸和接收的相位值。然後,將傳輸和接收相位放置在這些范圍的半途,將時序邊緣增加到最大。 FlexPhase 校正強化後,補償了包裝或 PCB 內任何靜電抵消和其他來源決定性的時基,同時簡化 DRAM 的設計,並批准可變的線路長度,減少 PCB 的複雜性和區域。 時基減少技術、非對稱均等和增強的 FlexPhase™ 時序調整功能的效果,將在眼圖前或後顯現:
商業和性能優勢
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