Samsung sagte diese Woche, dass es entwickelt wird 24-Gb-DDR5-Speichergeräte auf Anfrage seiner Kunden, die Cloud-Rechenzentren betreiben. Solche ICs werden es dem Unternehmen ermöglichen, Speichermodule mit einer Kapazität von bis zu 768 GB für Server sowie Speicherlösungen mit hoher Kapazität für Client-PCs zu bauen. Darüber hinaus gab Samsung einige Besonderheiten seiner DRAM-Technologie bekannt, die extreme Ultraviolett-Lithographie (EUV) verwendet.
24-Gbit-DDR5-Chips in Entwicklung
“Um der Nachfrage und Nachfrage der Cloud-Unternehmen gerecht zu werden, entwickeln wir auch ein DDR5-Produkt mit maximal 24 Gbit”, sagte ein Samsung-Manager bei einer Ergebniskonferenz in dieser Woche, laut einer Niederschrift von SucheAlpha.
Samsung hat bereits sein registriertes DIMM mit 512 GB (RDIMM) demonstriert. Speichermodul, das 32 16-GB-Stacks basierend auf acht 16-GB-DRAM-Geräten verwendet. Die 8-Hi-Stacks verwenden durchgehende Silizium-Verbindungen, um eine niedrige Leistung und eine qualitativ hochwertige Signalisierung zu gewährleisten.
Durch die Verwendung von 24-Gb-Speicher-ICs in 8-Hi-Stacks könnte Samsung die Kapazität eines Stapels auf 24 GB und die Kapazität des 32-Chip-Moduls auf 768 GB erhöhen. Mit einem solchen RDIMM könnte eine Server-CPU mit acht Speicherkanälen und zwei Modulen pro Kanal mit über 12 TB DDR5-Speicher ausgestattet werden. Um die Zahl in den Kontext zu stellen: Die heutige Intel Xeon Scalable’Ice Lake-SP’CPU, die für speicherhungrige Workloads entwickelt wurde, kann bis zu 6 TB DRAM unterstützen.
Darüber hinaus könnte Samsung 96-GB-, 192-GB-oder 384-GB-Module für Mainstream-und Ultra-Dense-Server bauen, die nicht mehr als ein RDIMM pro Kanal verwenden, aber sicherlich die zusätzliche DRAM-Kapazität nutzen könnten.
Für Client-Anwendungen könnte die Verwendung von 24-Gbit-Speicherchips anstelle von 16-Gbit-ICs die Speichermodulkapazität um 50 % erhöhen. Rechnen Sie also irgendwann mit 24-GB-und 48-GB-DDR5-Modulen. Unterdessen stellt Samsung fest, dass 16-Gbit-DDR5-Geräte vorerst Mainstream sein werden. Selbst wenn 24-Gbit-Geräte für Client-Anwendungen verwendet werden, erwarten Sie sie nicht zu früh.
DRAM-Schrumpfung wird schwieriger
Eine der wichtigsten Funktionen von DDR5-Speichern neben erhöhten Datenübertragungsraten und leistungssteigernden Funktionen ist die Möglichkeit, die Kapazität pro Gerät vollständig zu erhöhen auf 64 Gb (bis zu 16 Gb bei DDR4) sowie bis zu 8-16 DRAMs (je nach Kapazität) innerhalb eines Chips (bis zu vier bei DDR4) stapeln.
Die Verdoppelung der Kapazität eines Speicher-ICs von 16 Gb auf 32 Gb ist eine Herausforderung, da es immer schwieriger wird, DRAM-Transistoren und Kondensatorstrukturen zu verkleinern, da neuere Prozesstechnologien keine spürbaren Verbesserungen der Knoten-zu-Knoten-Dichte mehr bieten. Zum Beispiel bezieht sich Samsung auf seinen fortschrittlichsten DUV-only-Fertigungsprozess in Bezug auf einen 15-nm-Knoten, während seine neueste D1a-Technologie, die auf EUV über fünf Schichten basiert, 14 nm genannt wird.
“Unser 14-nm-DRAM ist die kleinste Designregel in der 14-nm-Klasse der Branche”, sagte ein Samsung-Manager.”Wir werden dieses Produkt in der zweiten Jahreshälfte in Serie herstellen, indem wir EUV auf fünf Schichten aufbringen.”
Ein so kleiner Schritt – von 15 nm auf 14 nm – ist bedingt durch Samsungs konservativen Ansatz und die mangelnde Bereitschaft, die Risiken im Zusammenhang mit der Verwendung neuer Geräte und aggressiver Dichteerhöhung zu erhöhen. Dennoch wird betont, dass die Erhöhung der Dichte pro Gerät selbst mit DDR5 und seinen ertragssteigernden Verbesserungen sowie der EUV-Lithographie nicht so einfach sein wird. In diesem Sinne ist Samsungs Entwicklung eines 24-Gb-DDR5-Geräts völlig gerechtfertigt.
Zuvor hat das Unternehmen die Anzahl der von D1a verwendeten EUV-Schichten nicht bekannt gegeben. Durch die Verwendung von EUV anstelle von Multi-Patterning mit DUV reduziert Samsung die Anzahl der Prozessschritte und die DRAM-Kosten. Samsung testet derzeit seine 14-nm-D1a-basierten 16-Gb-DRAMs bei Kunden und plant, in der zweiten Jahreshälfte 2021 mit der Massenproduktion zu beginnen.
Wann?
Samsung ist der erste Speicherhersteller seine 24-Gb-DDR5-ICs im Voraus ankündigen und wird zu den ersten gehören, die von solchen DRAM-Bausteinen mit hoher Kapazität profitieren. Die Frage ist nur wann.
Vielleicht hat Samsung aus Wettbewerbsgründen nicht bekannt gegeben, wann es beabsichtigt, die Produktion von 24-Gb-DDR5-DRAMs und Speichermodulen mit hoher Kapazität auf ihrer Basis zu starten. Um den unmittelbaren Bedarf an DDR5-Speichermodulen mit ultrahoher Kapazität zu decken, wenn Intels Xeon Scalable’Sapphire Rapids’-Prozessoren Mitte 2022 auf den Markt kommen, bietet Samsung 16-Gbit-basierte 512-GB-RDIMMs an, die derzeit an verschiedene Serverkunden bemustert werden.
Daher werden 24 Gb-basierte Hochleistungsmodule wahrscheinlich manchmal später verfügbar sein, es sei denn, es gibt Kunden, die bereit sind, sie so schnell wie möglich ohne einen langen Validierungsprozess bereitzustellen.
