از ردپای DDR4 تا توپولوژی نقطه به نقطه

با گذشت 2سال از عرضه حافظه های  DDR3 و هر چه پررنگ تر شدن ردپای این حافظه ها در اکثر سیستم های رایانه ای در حالیکه تولیدات تولیدکنندگان و استفاده کاربران از حافظه های DDR2  به صورت اندک هنچنان ادامه دارد ، قطعا خبر ارائه نسل جدید این حافظه یعنی DDR4  همه را شگفت زده خواهد کرد.

نسل جدید حافظه های SDRAM  با نام DDR4 می تواند با دیدی خوش بینانه نوید پیشرفت های فوق العاده ای را در سرعت و کارایی ، برای سیستم های دسکتاپ و نوت بوک و به همین ترتیب سرور ها و ایستگاه های کاری به ارمغان آورد اما این خبر شاید بیش از همه برای آن دسته از اورکلاکر هایی خوشایند باشد که اعداد و ارقام برایشان از همه چیز مهم تر است !

اما این پیشرفت به طبع نیاز به یک بسترسازی و تغییر اساسی در توپولوژی زیرساختی حافظه ها خواهد داشت.

در کنفرانس اخیر MemCon  که در توکیو ژاپن برگزار شد ، بیل جرویسی ، نائب رئیس تیم مهندسی US Modular  و یکی از اعضای هیئت مدیره JEDEC  ( اتحادیه مهندسی تجهیزات الکترونیکی ) اعلام کرد که فرکانس کاری حافظه هایDDR4   از  2133 مگاهرتز شروع شده و در نهایت تا 4266 مگاهرتز ادامه خواهد یافت و بدین ترتیب با تکبر قدرت خود را بر نسل های گذشته آشکار می سازد !

طراحان حافظه هایDDR4  به دنبال اعمال ولتاژ 1.1-1.2 ولت بر روی این حافظه های جدید هستند و البته نیم نگاهی هم به ولتاژ خیره کننده  1.05 ولت برای تکمیل طراحی خود خواهند داشت . نکته قابل توجه این است که با وجود کاهش ولتاژ کاری این حافظه نسبت به DDR3 ، توان مصرفی آنها نه تنها کمتر از حافظه های DDR3 نیست بلکه در مواردی نزدیک به یک و نیم برابر این حافظه ها است ! نمونه های اولیه این چیپ ها با استفاده از فرآیند ساخت 32nm  و یا 36nm  ساخته شوند و تا فرآیند ساخت 25nm  نیز پیش روند و بنابراین به نظر میرسد تولید کنندگان این نسل ازحافظه ها مجبور خواهند بود از اوج تکنولوژی خود جهت ساخت تراشه های DDR4  استفاده کنند.

هم اکنون JEDEC  در تلاش است که پروسه طراحی و ویژگی های استاندارد DDR4  را تا سال 2011 به پایان رساند تا بتواند تولید تجاری این محصول را در سال 2012 آغاز کند. البته برنامه ریزی اصلی جهت غلبه کامل DDR4  بر حافظه های فعلی از سال 2015 پایه ریزی خواهد شد.

بر اساس گزارشات منتشر شده از کنفرانس مذکور ، حافظه های DDR4  بر خلاف توپولوژی Multi-Drop نسل قبل ، از توپولوژی نقطه به نقطه ( Point-To-Point ) استفاده خواهد کرد تا بتوانند اوج سرعت و بازدهی را به همراه داشته باشند.

اما استفاده از این توپولوژی محدودیت جدیدی نسبت به حافظه های DDR3 ایجاد کرده است . این محدودیت عدم توانایی در استفاده از چندین DIMM در هر کانال می باشد . در واقع در حافظه های DDR3 با استفاده از توپولوژی Multi-Drop می توان از چندین DIMM ( یک ماژول حافظه ) بر روی یک کانال استفاده کرد . برای مثال در پلتفرم X58 اینتل ، می توان با استفاده از دو DIMM در هر کانال و در مجموع از شش ماژول که به صورت سه کاناله فعالیت می کنند ، استفاده کرد . اما در حافظه های DDR4 امکان استفاده از چندین DIMM در هر کانال وجود ندارد و هر کانال متصل به مموری کنترلر ، می بایست دارای حداکثر یک ماژول حافظه باشد . باید توجه داشت که این توپولوژی جدید محدودیتی در تعداد کانال ها ایجاد نخواهد کرد و همان گونه که اینتل اعلام کرده است در سوکت LGA2011 این شرکت حافظه ها می توانند به صورت چهار کاناله ( Quad-Channel ) فعالیت کنند .

در این راستا ، طراحان دو راهکار را پیش بینی کرده اند:

نخست اینکه تولید کنندگان با استفاده از تکنیک چند لایه ای و تکنولوژی TSV ( Through Silicon Via ) ظرفیت تراشه های حافظه را به طور چشمگیری بالا ببرند و البته همانطور که مشخص است ارتقا حافظه به مقدار اندک بسیار سخت تر از روش های معمولی خواهد بود که استفاده از چندین ماژول همزمان در هر کانال برای کاربران فراهم می کند و کاربران ناچارند برای ارتقاء حجم حافظه های خود حتی به مقدار کم ، دست به خرید و جایگزینی یک حافظه حجیم تر بزنند .

و در رویکرد دوم استفاده از سویچ های دیجیتالی بر روی مادربرد جهت بکارگیری چند ماژول و کارکرد به عنوان یک کانال حافظه واحد است .لازم به ذکر است که این طراحی قرار است فقط بر روی مادربرد های سرور استفاده شود .  

حال همان گونه که بدان اشاره شد حرکت به سوی حافظه های DDR3 تا سال 2012 یعنی دو سال دیگر قرار است ادامه داشته باشد اما در یک نگاه سنجیده تر و با توجه به ویژگی های پیچیده حافظه هایDDR4  ، انتظار می رود که این مدت بسیار طولانی تر شود تا همه اعضای جامعه کامپیوتری جهان اعم از تولید کنندگان حافظه ، مادربرد و پردازنده و حتی کاربران با توجه به نیاز های خود و بازار به سوی این حافظه ها روی آورند .

اما بحث حافظه های DDR4 و توپولوژی آن نیاز به بحث و مطالب تکمیلی بسیاری دارد که خوانندگان محترم می توانند با مراجعه به انجمن های پی سی نتورک ، ضمن تبادل نظر با هزاران کاربران فارسی زبان ، از این این اطلاعات بهره مند شوند .