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智慧型DRAM整合偵錯更正功能

上網時間: 2015年06月04日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:偵錯更正  ECC  記憶體  DRAM  DDR1 

睿進記憶體(I'M Intelligent Memory)開發出第一顆整合偵錯更正功能(ECC)功能的記憶體晶片(DRAM),無需附加任何軟體及硬體控制,其功能已內建於記憶體晶片內,只要把現有的記憶體晶片換上DRAM with ECC,就可擁有ECC功能,完全相容於目前的DRAM晶片。

根據睿進記憶體表示,電子系統通常配置一顆或多顆DRAM,記憶體中有數億到數兆位元的儲存空間保存著應用程式碼與所需的資料。假如其中一個資料位元的資訊發生錯誤,就可能造成不正確的程式演算結果,嚴重時還可能導致程式功能失效,甚至系統當機。

而在實際使用上,DRAM最常出現的錯誤形態是單一位元資料錯誤或單一事件翻轉(SEU)。這兩種類型的錯誤都可藉由伺服器處理器的ECC功能進行偵錯與更正,用正確的資料覆蓋掉錯誤的資料來解決問題,不過錯誤的資料隨時可能再度出現在同樣的記憶體位置或其他位置。

“針對伺服器與其他需要高可靠度的應用,都會使用具ECC功能的DRAM模組,DRAM資料匯流排從64位元增加到72位元,多出來的8位元是處理器根據原本64位元的資料,經過編碼運算後產生的更正檢查碼,如果這72位元中有任何一個位元發生錯誤的話,處理器可以透過解碼運算找出錯誤的位元並加以更正。在這種運作方式下,使用者必須負擔額外的成本,包括處理器與韌體必須支援ECC、DRAM匯流排寬度必須增加到72 位元、DRAM模組上必須有額外的DRAM儲存額外的更正檢查碼等。”

為了克服這些挑戰以及滿足伺服器與高階應用需求,睿進記憶體發表內建偵錯更正功能的智慧型 ECC DRAM,並預留額外空間儲存更正檢查碼。當系統將資料寫入智慧型ECC DRAM時,內部電路會即時自動運算資料並產生更正檢查碼,儲存在DRAM內部的額外記憶體空間中。當系統需要讀取資料時,智慧型ECC DRAM取出資料與更正檢查碼,自動比對後輸出正確資料。整個過程中完全不需要系統處理器的參與,而且運作速度與標準DRAM相同,無額外延遲,也不必進行任何軟體或硬體修改。


智慧型 ECC DRAM整合偵錯更正功能,提高DRAM可靠度。

一般伺服器通常採用匯流排寬度72bits的ECC DRAM模組來強化資料偵錯更正的能力,而在導入睿進ECC DRAM製作ECC DRAM模組時,除了每顆DRAM內部原有的ECC進行內部資料更正,而在模組上也會有9顆DRAM共同進行ECC資料更正,這兩種更正可同時進行,從而提高整體DRAM的錯誤更正能力。

而ECC DRAM的產品可靠性還有辦法再提升嗎?睿進指出,一種有效的解決方案就是雙單元技術與ECC偵錯更正功能的結合。“一般DRAM是由一個電晶體與一個電容構成一個記憶體單元,而超高可靠度的產品可用兩個電晶體與兩個電容構成一個記憶體單元,即使電容因為長時間與高溫使用而有衰減的現象,只要兩個電容保留的電荷到達可辨識的水準,就仍然能夠讀寫正確的資料,再加上ECC的偵錯更正功能的運作,使整體產品的可靠度與高溫耐受性再提升一個層次。”


雙單元技術可實現超高可靠度的ECC DRAM解決方案。

在此設計架構下,睿進ECC DRAM的功能、運作時脈、訊號輸入輸出與錫球腳位都與JEDEC標準DRAM相容,可直接替換傳統的標準型DRAM,使系統輕鬆獲得ECC的偵錯更正功能。任何應用都可以透過智慧型ECC DRAM提高系統穩定度。另一方面,DDR2與DDR3由於運作時脈更快,內部產生的熱量較高,而內部的高溫會讓DRAM內部電容漏電的速度加快,因此JEDEC在制定DRAM標準時,當溫度超過攝氏85度時,DRAM內部重新充電的頻率必須提高一倍,以確保資料不會流失。

這樣的標準,是以DRAM內部最弱的電容為基準來篩選。但是對睿進智慧型 ECC DRAM來說,內建的ECC功能可以用其他正常儲存單位的資料來更正較弱電容的資料,因此電容保存資料的時間比普通DRAM可增加三倍以上,提供能在更高溫環境下運作的DRAM產品。

此外,對於功能安全性要求更高、使用時間更長或是在嚴酷環境條件下的電子系統,記憶體偵錯更正的防護功能至關重要,從網路路由器、工業電腦、硬碟、安全監視系統、醫療用設備、車用電子產品、甚至航空與太空等各種應用皆有強大的發展潛力。

I’M ECC DRAM現可提供DDR1、DDR2、DDR3與mobile DDR1等四種DRAM,記憶體容量有512Mb與1Gb,資料寬度則有x8與x16兩種類型供客戶選擇,未來還將陸續推出更多產品。





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