Technologie: Fully Buffered FB-DIMM
11.5.2004, Eagle , článek
Paměti postavené na modulech DIMM (Dual Inline Memory Module) stále zrychlují. Frekvence již dosáhly přes 250 MHz. To s sebou přináší řadu obtíží, především pak při uchování integrity dat při v současnosti používané přímé komunikaci s čipy a velkém množství pinů. Připravovaná technologie Fully Buffered DIMM nabízí jednoduché a přitom efektivní řešení problému v podobě sériové komunikace.
Kapitoly článku:
- Technologie: Fully Buffered FB-DIMM
- Princip Fully Buffered DIMM
- Efekty
V poslední době všechna rozhranní v počítači přechází na sériový způsob komunikace. Příkladem takových zařízení jsou například USB, Serial ATA, HyperTransport nebo i spojení mezi mosty čipové sady (Hub-link, V-link...). Důvod je zcela zřejmý - při použití diferenciálního typu komunikace je možné dosáhnout vysokých frekvencí bez ztráty stability. Všechny typy sériových rozhranní pracují na výrazně vyšších frekvencích než jejich předchůdci, přesto mají vyšší přenosové rychlosti a stačí jim zlomek vodičů.
Fully Buffered DIMM (FB-DIMM)
Teorie skrytá za pojmem plně bufferovaného DIMM modulu není nic jiného než nahrazení současného paralelního DIMM modulu s šířkou 64 bitů sériovým rozhranním pracujícím s mnohem vyšší frekvencí.
Každý DIMM modul je vybaven další elektronikou - bufferem (AMB - Advanced Memory Buffer). Tento buffer obstarává celou komunikaci modulu a zároveň také distribuuje hodinový signál do čipů.
Celé spojení je formou point-to-point s oddělenými směry dovnitř a ven. Buffer prvního modulu je spojen s řadičem v čipsetu, buffer druhého modulu je spojen s bufferem prvního modulu, buffer třetího modulu s bufferem druhého modulu atd. Tímto způsobem může jeden kanál obhospodařovat až 8 FB-DIMMů (to z dnešních čipsetů neumí žádný). A to více méně bez ohledu na frekvenci.
Výsledek je více než přesvědčivý - do modulu jde 20 datových pinů (celkem 10 signálů) a z něj 28 pinů (14 signálů). Dále je zde šest pinů přivádějících napětí, 12 pinů působí jako uzemnění a konečně další tři piny plní funkce spojené s řízením frekvence. Celkem 69 pinů! Jen pro srovnání - modul DDR DIMM má 184 pinů, modul DDR2 DIMM 240 pinů a dokonce i prastarý 32bit SIMM je na tom hůř.
Jeden z prvních prototypů FB-DIMM. Uprostřed je buffer
Na celé věci je dále zajímavé to, že mezi řadičem a moduly může být umístěn repeater (opakovač signálů).
Ten může prodloužit vzdálenost z původních dvanácti palců na dvojnásobek. Protože jeden palec je 2,54 cm, jedná se o vzdálenost téměř 60 cm! To umožní nasazení obrovských množství FB-DIMM modulů na rozlehlých serverových základních deskách.
V praxi to může vypadat třeba tak, že do PCI Express konektoru se vloží karta se sloty pro FB-DIMM moduly (Memory Riser Card) a paměti se naskládají nad sebe.
Co to znamená pro základní desky
Redukováním počtu pinů dochází k dramatickým změnám v designu základních desek. Pro ilustraci postačí následující srovnání:
U klasického přímého spojení s čipy je nutné spoje různě prodlužovat jejich vedením z jedné vrstvy do druhé tak, aby všechny čipy byly zhruba stejně daleko od řadiče pamětí čipsetu. Na obrázku výše je taková situace ilustrována. Celkově na jeden kanál připadnou dvě vrstvy datových spojů a třetí vrstva napájení.
Naproti tomu zapojení FB-DIMMů je zcela o něčem jiném. Již na první pohled je patrné, že v tomto případě je mnohem méně vodičů a celý design je mnohem jednodušší a spoje kratší. Mimo to takto jsou vyžadovány jen dvě vrstvy pro datové spoje (včetně napájení). Použitím FB-DIMMů se tak zlevní výroba základní desky.
V šesti vrstvách je možné vést čtyři kanály FB-DIMM !
Fully Buffered DIMM (FB-DIMM)
Teorie skrytá za pojmem plně bufferovaného DIMM modulu není nic jiného než nahrazení současného paralelního DIMM modulu s šířkou 64 bitů sériovým rozhranním pracujícím s mnohem vyšší frekvencí.
Každý DIMM modul je vybaven další elektronikou - bufferem (AMB - Advanced Memory Buffer). Tento buffer obstarává celou komunikaci modulu a zároveň také distribuuje hodinový signál do čipů.
Celé spojení je formou point-to-point s oddělenými směry dovnitř a ven. Buffer prvního modulu je spojen s řadičem v čipsetu, buffer druhého modulu je spojen s bufferem prvního modulu, buffer třetího modulu s bufferem druhého modulu atd. Tímto způsobem může jeden kanál obhospodařovat až 8 FB-DIMMů (to z dnešních čipsetů neumí žádný). A to více méně bez ohledu na frekvenci.
Výsledek je více než přesvědčivý - do modulu jde 20 datových pinů (celkem 10 signálů) a z něj 28 pinů (14 signálů). Dále je zde šest pinů přivádějících napětí, 12 pinů působí jako uzemnění a konečně další tři piny plní funkce spojené s řízením frekvence. Celkem 69 pinů! Jen pro srovnání - modul DDR DIMM má 184 pinů, modul DDR2 DIMM 240 pinů a dokonce i prastarý 32bit SIMM je na tom hůř.
Jeden z prvních prototypů FB-DIMM. Uprostřed je buffer
Na celé věci je dále zajímavé to, že mezi řadičem a moduly může být umístěn repeater (opakovač signálů).
Ten může prodloužit vzdálenost z původních dvanácti palců na dvojnásobek. Protože jeden palec je 2,54 cm, jedná se o vzdálenost téměř 60 cm! To umožní nasazení obrovských množství FB-DIMM modulů na rozlehlých serverových základních deskách.
V praxi to může vypadat třeba tak, že do PCI Express konektoru se vloží karta se sloty pro FB-DIMM moduly (Memory Riser Card) a paměti se naskládají nad sebe.
Co to znamená pro základní desky
Redukováním počtu pinů dochází k dramatickým změnám v designu základních desek. Pro ilustraci postačí následující srovnání:
U klasického přímého spojení s čipy je nutné spoje různě prodlužovat jejich vedením z jedné vrstvy do druhé tak, aby všechny čipy byly zhruba stejně daleko od řadiče pamětí čipsetu. Na obrázku výše je taková situace ilustrována. Celkově na jeden kanál připadnou dvě vrstvy datových spojů a třetí vrstva napájení.
Naproti tomu zapojení FB-DIMMů je zcela o něčem jiném. Již na první pohled je patrné, že v tomto případě je mnohem méně vodičů a celý design je mnohem jednodušší a spoje kratší. Mimo to takto jsou vyžadovány jen dvě vrstvy pro datové spoje (včetně napájení). Použitím FB-DIMMů se tak zlevní výroba základní desky.
V šesti vrstvách je možné vést čtyři kanály FB-DIMM !
