Полностью буферизованный DIMM (FB-DIMM) — это тип модуля памяти, используемый в компьютерных системах. Он разработан для повышения производительности и емкости памяти, позволяя подключать несколько модулей памяти к контроллеру памяти с помощью последовательного интерфейса, а не параллельного. В отличие от архитектуры параллельной шины традиционных DRAM, FB-DIMM имеет последовательный интерфейс между контроллером памяти и расширенным буфером памяти (AMB). Традиционно линии данных от контроллера памяти должны быть подключены к линиям данных в каждом модуле DRAM , т. е. через многоточечные шины . По мере увеличения ширины памяти вместе со скоростью доступа сигнал ухудшается на интерфейсе между шиной и устройством. Это ограничивает скорость и плотность памяти, поэтому FB- DIMM используют другой подход для решения проблемы.
240-контактные модули DDR2 FB-DIMM не являются ни механически, ни электрически совместимыми с обычными 240-контактными модулями DDR2 DIMM. В результате эти два типа модулей DIMM имеют разные выемки, чтобы предотвратить использование неправильного модуля.
Как и почти все спецификации оперативной памяти, спецификация FB-DIMM была опубликована JEDEC .
Полностью буферизованная архитектура DIMM вводит расширенный буфер памяти (AMB) между контроллером памяти и модулем памяти. В отличие от архитектуры параллельной шины традиционных DRAM, FB-DIMM имеет последовательный интерфейс между контроллером памяти и AMB. Это позволяет увеличить ширину памяти без увеличения количества контактов контроллера памяти сверх допустимого уровня. При такой архитектуре контроллер памяти не записывает данные в модуль памяти напрямую; это делается через AMB. Таким образом, AMB может компенсировать ухудшение сигнала путем буферизации и повторной отправки сигнала.
AMB также может предложить исправление ошибок , не налагая дополнительных накладных расходов на процессор или контроллер памяти системы. Он также может использовать функцию Bit Lane Failover Correction для определения плохих путей данных и удаления их из работы, что значительно снижает ошибки команд/адресов. Кроме того, поскольку чтение и запись буферизуются, они могут выполняться контроллером памяти параллельно. Это позволяет упростить межсоединения и (теоретически) использовать аппаратно-независимые чипы контроллера памяти (такие как DDR2 и DDR3 ), которые могут использоваться взаимозаменяемо.
Недостатки этого подхода: он вносит задержку в запрос памяти, требует дополнительного энергопотребления для микросхем буфера, а текущие реализации создают шину записи памяти, значительно более узкую, чем шина чтения памяти. Это означает, что рабочие нагрузки, использующие много записей (например, высокопроизводительные вычисления ), будут значительно замедлены. Однако это замедление далеко не так плохо, как отсутствие достаточного объема памяти, чтобы избежать использования значительных объемов виртуальной памяти , поэтому рабочие нагрузки, использующие экстремальные объемы памяти в нерегулярных шаблонах, могут быть улучшены с помощью полностью буферизованных модулей DIMM. [ необходима цитата ]
Стандарт JEDEC JESD206 определяет протокол, а JESD82-20 определяет интерфейс AMB для памяти DDR2. Протокол более обобщенно описан во многих других местах. [1] [2] [3] [4] [5] Канал FB-DIMM состоит из 14 «северных» битовых полос, передающих данные из памяти в процессор, и 10 «южных» битовых полос, передающих команды и данные из процессора в память. Каждый бит передается по дифференциальной паре, тактируемой в 12 раз выше базовой тактовой частоты памяти, в 6 раз выше скорости передачи данных с двойной накачкой. Например, для чипов DDR2-667 DRAM канал будет работать на частоте 4000 МГц. Каждые 12 циклов составляют один кадр, 168 бит северного направления и 120 бит южного направления.
Один кадр северного направления несет 144 бита данных, количество данных, произведенных 72-битным массивом DDR SDRAM за это время, и 24 бита CRC для обнаружения ошибок. Информация заголовка отсутствует, хотя неиспользуемые кадры включают преднамеренно недействительный CRC.
Один кадр южного направления несет 98 бит полезной нагрузки и 22 бита CRC. Два бита полезной нагрузки являются типом кадра, а 24 бита — командой. Оставшиеся 72 бита могут быть (в зависимости от типа кадра) 72 битами данных записи, еще двумя 24-битными командами или еще одной командой плюс 36 бит данных для записи в регистр управления AMB.
Команды соответствуют стандартным циклам доступа к DRAM, таким как команды выбора строки, предварительной зарядки и обновления. Команды чтения и записи включают только адреса столбцов. Все команды включают 3-битный адрес FB-DIMM, что позволяет использовать до 8 модулей FB-DIMM на канале.
Поскольку данные записи поставляются медленнее, чем ожидает память DDR, записи буферизуются в AMB до тех пор, пока их не удастся записать в пакете. Команды записи не связаны напрямую с данными записи; вместо этого каждый AMB имеет FIFO данных записи, который заполняется четырьмя последовательными кадрами данных записи и очищается командой записи.
Как северные, так и южные каналы связи могут работать на полной скорости с отключением одной битовой линии, отбрасывая 12 бит информации CRC на кадр.
Обратите внимание, что пропускная способность канала FB-DIMM равна пиковой пропускной способности чтения канала памяти DDR (и эта скорость может поддерживаться, поскольку нет конкуренции за северный канал), плюс половина пиковой пропускной способности записи канала памяти DDR (которая часто может поддерживаться, если достаточно одной команды на кадр). Единственные накладные расходы — это необходимость в кадре синхронизации канала (который вызывает в ответ кадр состояния северного канала) каждые 32–42 кадра (накладные расходы 2,5–3%).
Intel внедрила эту технологию в свои серии Xeon 5000/5100 и последующие, которые она считает «долгосрочным стратегическим направлением для серверов». [6]
Sun Microsystems использовала FB-DIMM для серверного процессора Niagara II (UltraSparc T2) . [7]
Системная платформа для энтузиастов Intel Skulltrail использует модули FB-DIMM для своей двухпроцессорной системы с несколькими графическими процессорами. [8]
Модули FB-DIMM имеют 240 контактов и такую же общую длину, как и другие модули DDR DIMM, но отличаются наличием выемок на обоих концах слота. [ необходима ссылка ]
Стоимость памяти FB-DIMM изначально была намного выше, чем зарегистрированной DIMM , что может быть одним из факторов, обусловивших ее нынешний уровень принятия. Кроме того, чип AMB рассеивает значительное количество тепла, что приводит к дополнительным проблемам с охлаждением. Хотя были предприняты значительные усилия для минимизации задержки в AMB, есть некоторые заметные затраты на задержку доступа к памяти. [9] [10] [11]
С сентября 2006 года AMD исключила FB-DIMM из своей дорожной карты. [12] В декабре 2006 года AMD показала на одном из слайдов, что микропроцессоры на базе новой микроархитектуры K10 поддерживают FB-DIMM «при необходимости». [13] Кроме того, AMD также разработала Socket G3 Memory Extender ( G3MX ), который использует один буфер для каждых 4 модулей вместо одного для каждого, для использования в системах на базе Opteron в 2009 году. [14]
На форуме разработчиков Intel 2007 года было выявлено, что основные производители памяти не планируют расширять FB-DIMM для поддержки DDR3 SDRAM. Вместо этого были продемонстрированы только зарегистрированные DIMM для DDR3 SDRAM. [15]
В 2007 году Intel продемонстрировала FB-DIMM с более короткими задержками, CL5 и CL3, показав улучшение задержек. [16]
5 августа 2008 года компания Elpida Memory объявила, что начнет массовое производство первой в мире памяти FB-DIMM емкостью 16 гигабайт с четвертого квартала 2008 года [17], однако по состоянию на январь 2011 года [обновлять]продукт так и не появился, а пресс-релиз был удален с сайта Elpida. [18]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite news}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )