
Schnelle Netze - schnelle Speicher
Statische Halbleiterspeicher gehören zur teuren Kategorie von RAMs, da sie eine 6-T-Cell je binären Speicherplatz benötigen, sind aber nach wie vor unverzichtbar auf Grund ihrer hohen Datentransferraten und der Möglichkeit, wahlfrei auf jede Zelle zuzugreifen. Wurden sie früher wegen dieser Eigenschaften vor allem für Level-2-Caches zusammen mit Prozessoren eingesetzt, ist diese Anwendung dank fortschreitender Integration in den Hintergrund gerückt. Heute braucht man SRAMs vorrangig zu allen Arten des "packet processings" in Netzwerksystemen, für Netzwerkprozessoren und DSPs - der Markt für SRAMs also hat sich von "cache driven" zu "network driven" gewandelt.
Begriffe und Technologien
Neben dem SRAM-Klassiker mit asynchronen Daten-I/O-Interface, Adressleitungen und einer Handvoll Steuerleitungen gibt es inzwischen Typen mit DDR- und QDR-Interface, getrennten I/O-Ports und Bursting-Features, um den Ansprüchen ultraschneller Daten- und Paketverarbeitung zu genügen. Die synchronen SRAMs wurden in den späten 80er Jahren eingeführt und zielten vor allem auf den Einsatz als Level-2-Caches in leistungsfähigen Rechnersystemen. Im Gegensatz zu ihrer asynchronen Verwandschaft werden bei ihnen alle Steuer- und Datensignale auf die steigende Flanke eines gemeinsamen Taktes synchronisiert (single data rate = SDR), was ganz generell das Systemdesign vereinfacht und Setup- & Holdzeiten reduziert. Zudem verfügen praktisch alle synchronen SRAMs über eine Burst-Möglichkeit, d.h. nach Anlegen einer Startadresse können meist 4 aufeinander folgende Datensätze ohne Leerzyklus geschrieben oder gelesen werden.
Dieses Feature erhöht zwar die Performance des Speichers, allerdings treten zwischen den Burst-Sequenzen immer noch Leerzyklen auf wegen der Notwendigkeit, eine neue Adresse anzulegen und in das Adress-Register zu übernehmen. Dieser Nachteil der Flow-Through-Architektur (Daten "fallen" zum Ausgang) kann durch "Pipelining" kompensiert werden, indem sowohl für Schreib- als auch Lesedaten Register zur Zwischenspeicherung erhalten.
Damit ist es möglich, aufeinander folgende Zugriffe ohne Leerzyklen auszuführen und so die Performance weiter zu erhöhen. Der Preis dafür ist allerdings ein "Delay" von mindestens einem Taktzyklus. Zusätzlich muss beim Umschalten von Lese- auf den Schreibbetrieb aufgrund der I/O-Treiberstrukturen ein Leerzyklus hingenommen werden.
Erst mit der Einführung der Zero-Bus-Turn-around (ZBT) bzw. No-Bus-Latency (NoBL) oder auch No-Wait-State Technik war es möglich, diese letzte Lücke zu schließen und wahlfreie Schreib-/Lesezugriffe ohne Wartezyklen zu realisieren. Die nebenstehende Grafik zeigt die verschiedenen Varianten der synchronen SRAM-Realisierungen. Mit Double-Data-Rate (DDR) und Quad-Data-Rate (QDR) wird durch verschiedene Maßnahmen die Gesamtperformance der Speicher noch weiter erhöht. Bei Speichern mit 250MHz Taktrate und 36bit Datenbus lassen sich damit weit über 50GBit/s an Datendurchsatz erzielen.
Webseite des QDR Konsortiums
Webseite des SigmaRAM Konsortiums
Alle SRAM-Architekturen bei GSI-Technology verfügbar Unser Hersteller GSI Technology Inc. hat ein breites Angebot verschiedenster Speichertechnologien und adressiert industrielle, automotive und militärische Anwen-dungen. Die einzelnen Produktgruppen und Anwendungen sind:
- Asynchrone SRAMs, Kompatibel mit allen anderen asynchronen SRAMs am Markt, 3.3V, 8MBit max.und min. 7ns Zugriffszeit. Einsatz in VoIP-Appliances, DSL- und Standard-Modems.
- Synchrone SRAMs, Kompatibel mit ZBT, NtRAM, ZeroSB, "No Wait" und NoBL typen, 3.3V, 2.5V und 1.8V Versionen, 2MBit bis 72MBit, Organisation 18/x36/x72, Geschwindigkeit 133 bis 333MHz. Unterschiedliche Einsatzgebiete im Bereich der Industrieautomatisierung, Datenerfassung, Medizintechnik und militärisches Equipment.·
- SigmaQuad, Sigma DDR Kompatibel mit QDR™-Produkten. Unterstützt werden Quad- und Double Datarate, 2'er und 4'er Burst-Mode, 18MBit bis 72MBit. Typischer Einsatz bei grossen Switches, Routern und Base-Stations.
Übersichtsbroschüre GSI Technology








