인텔 로드맵에서 DDR4 메모리가 빠진 이유

● 메모리업계의 전략을 결정하는 Intel의 메모리 로드맵 
 

PC메인 메모리의 DDR3 시대는 길게 계속 된다 .다음의 DDR4에의 이행이 본격적으로 시작되는 것은 2014년까지 늦어지기 때문이다. 둔화하는 메인 메모리의 고속화를 메우도록(듯이), DRAM 칩을 적층하거나 CPU 패키지에 싣는 테크닉이 침투할 것이다.그 한편, 저전력화한 DDR3L와 휴대 전화 전용의 LPDDR3 메모리가 부분적으로 PC시장에 들어 온다.메모리의 초점이, 속도와 용량으로부터, 전력으로 시프트 한다.한마디로 요약하면, PC의 메모리는 격변의 시대에 들어가는 전조를 보이기 시작하지만, 데스크탑의 메인 메모리만을 보고 있으면 고속화가 느긋한 페이스로 밖에 진행되지 않는다.

　Intel은, 샌프란시스코에서 개최한 기술 컨퍼런스 「Intel Developer Forum(IDF)」로, 동사의 메모리 대응 로드맵을 분명히 했다. PC시장을 독점해, 서버 시장의 대부분을 억제하는 Intel의 메모리 로드맵은, 메모리 업계에 있어서 최대 고객의 로드맵으로, 시장을 좌우하는 최대의 요인이 되고 있다. 그리고, 이번 로드맵에는, 중요한 포인트가 얼마든지 있었다.

　우선, 메인 메모리 DDR4의 이행에 대한 Intel의 이상한 정도의 '의욕이 " 다음, 1종류의 메모리를 모든 요구에 대응하는 "한 사이즈 피츠 올"노선에서 Intel 탈피 의지. 또한 보드 직접 교육이나 적층 패키지와 같은 내장 메모리 구현의 도입 검토. 서버의 메모리 대용량화는 새로운 버퍼 DIMM 소개. 그리고 Intel의 향후의 전개는 실리콘 비아 (TSV : Through Silicon Via) 기술의 그림자가 보일듯 말듯 시작했다.

● 인텔 메모리로드맵에서 빠진 DDR4 
 

　아래의 슬라이드는 Intel이 IDF에서 공개한 메모리 로드맵이다. 

 

IDF에서 공개한 메모리 로드맵
 

　첫째, 현재까지도 DDR4가 로드맵에 없다. DDR4는 DDR3의 2배의 데이터 전송 속도를 실현하는 차세대 DRAM 규격이다. 1,600Mbps (1.6Gbps)에서 4,266 Mbps (4.266Gbps)를 포함한다. 인터페이스는 싱글 엔드 신호 (클럭과 스트로브는 차동 신호)에서 표준은 1.2V의 I/O 및 코어 전압에서 시작한다 (1.1V 또는 1.05V의 코어 전압도 검토). 기존의 멀티 드롭 버스에서 지점간 연결 (실제로는 2 순위 Unbuffered DIMM (UDIMM)을 지원하므로 포인트 투 2 포인트)로 전환합니다. 아래는 작년 (2010 년) JEDEC의 설명을 기반으로하는 DDR4 차트이다.

　JEDEC (미국 전자 공업회 EIA의 하부 조직으로, 반도체의 표준화 단체)는 DDR4의 공식 사양 발표를 내년 (2012년) 중반에 계획하고있다. DRAM 벤더는 이미 현재의 30nm 대의 프로세스 기술 DDR4 칩 프로토타입을 제조하고있다. 또한 JEDEC 간부는 지금까지 DDR4 제품의 도입은 2012 년부터라고 설명 해왔다.

　그러나 Intel의 로드맵은 현재 DDR4의 모습이 없다. IDF 메모리 세션에서 메모리 로드맵 설명을 행했다 Geof Findley 씨 (SrManager, Platform Memory Operation, Intel)은 다음과 같이 설명한다.

　"DDR4는 2013년부터 시장에 나오기 시작하지만 매우 적은 양의에 머물 것이다. 본격적으로 일어서는 것은 2014년, 2015년이되면 DRAM 시장 전체의 30 ~ 40 %를 DDR4가 차지하도록 될 것이다. "

　DDR4 시장이  본격화가 2014년이되면 Intel이 단언할 것은 물론, Intel의 메모리 지원 계​​획이 그렇게되어 있기 때문이다. 현재, 2013 년 CPU "Haswell (하즈웰)"에서도, PC용 버전은 아직 DDR3 지원 채로, DDR4 계획이 없다. Intel은 2014 년부터 DDR4 지원으로 내딛는거야 것으로 보인다.

● 서버에서 시작되는 DDR4 침투
 

　아래는 Intel이 보여준 업계의 DRAM 기술의 이행 예측이다. 오른쪽 차트를 보면 진한 블루로 표시된 DDR4가 2014 년에 10 % 정도 침투 가능성이 나타나고있다. 본격적으로 진한 블루가 얇은 블루 DDR3를 능가하는 것은 2015 년 들어 서다.

　JEDEC (미국 전자 공업회 EIA의 하부 조직으로, 반도체의 표준화 단체)가 지난해 7월 메모리 컨퍼런스 "MemCon 10 'DDR4 설명을 할때도, DDR4의 침투가 늦어 진다고 예측했다. 그 때, JEDEC의 Bill Gervasi (빌 쟈봐시) 씨 (Discobolus Designs)는 DDR4로의 이행은 2013 년 지금까지 해왔지만, 현실적으로는 2015 년에 될 것이라고 정정했다. 아래의 슬라이드가 그 설명이다. 그 시점에서 이미 DDR4의 침투속도가 느려질걸 생각해 넣었던 것이다.

MemCon 10의 설명과 함께 DDR4의 침투 속도가 느려질 것으로 예측되었다

 

　또한 DDR3를 되돌아 보면,이 메모리도 2007년에 등장했지만 본격침투까지 3년이 소요됐다. DDR4도 같은 속도를 추적하는 것을 의미한다. 무엇보다, DDR3의 경우 Intel 측은 지원했지만, 적극적으로 마이 그레이션을 밀어 못했을 뿐이다. 이번에는 DDR4 지원 자체가 뒤쪽에 어긋난다.

　좀더 정확히 말해, PC에서 DDR4 지원이 늦지만, 서버 측은, 조금 더 빨라질 가능성이 높다. IDF 메모리 세션에서 Intel 함께 세션을 행한 Samsung의 Harry Yoon 씨 (Principal Engineer, Samsung)은 다음과 같이 설명했다.

　"새로운 메모리의 출시는 지금까지 PC이 먼저 서버가 후였다. 그러나 DDR4의 경우 서버가 대상 왜냐하면, DDR4는 전력/성능이보다 효율적으로되기 때문에 서버 향하고 있기 때문이다. "

　JEDEC도 DDR4를 먼저 서버로 침투시킬 계획으로 움직이고있다. 또한, DDR4의 전력 효율이 높은 특징은 모바일에 적합하다. 따라서 서버의 다음 상위의 노트북PC에도 침투 것으로 추측된다.

모바일에도 DDR3,DDR4를 침투

● 전력면에서 장점인 DDR4의 스펙 

　
DDR4는 전력 면에서 어느 정도의 이점이있는가? 아래는 지난해 JEDEC의 프레 젠 테이션은 PC-133 SDRAM의 소비 전력을 1로했을 경우 1.2V의 통상 전압 판의 DDR4 3,200 Mbps는 약 3배, DDR4 4,266 Mbps는 약 4배의 활성 전력된다 한다. 전력이 올라갈 것처럼 보이지만 대역 근처에서는 DDR3의 3 분의 2 정도로 내려간다. DDR4는 1.1V 나 1.05V도 검토되고 있으며, 그 표준은 또한 전력을 낮춘다.

 

DDR4 소비 전력

 

　작동시의 저전력화에 가장 기여하고있는 것은 제품 발표 시에 1.2V의 낮은 코어 및 I/O 전압이다. 1.2V는 모바일 기기 용의 LPDDR2 메모리와 같다. 전압이 모바일 메모리 수준으로 내려온다. 참고로 지난해 메모리 컨퍼런스 "MemCon Tokyo 2010 '에서 엘피다 메모리는 1.2V로 DDR4 성능의 제품을 제조할 수있게되는 것은, 30nm 대 전반부터 20nm 대 후반의 프로세스 기술이 될 것이라고 설명하고 했다. 현재, DRAM 벤더는 20nm 다이로 이행하고 있기 때문에 1.2V의 요구는 채울 수있을 것이다.

　JEDEC는 올해 (2011 년) 8월 DDR4 규격의 개요를 발표했다. 아래가 그 목록에서 아직 자세한 것은 밝혀지지 않았지만, 저전력화에 효과적인 몇 가지 기능이 포함된다. (POD : Pseudo Open Drain) 및 기어 다운 모드를 채용했다. 또한 버스 효율을 높이는 기술로 뱅크 그룹화 (뱅크 그룹마다 독립적인 접근이 가능)이 도입된다.

DDR4의 기본적인 스펙

 

　또한 IDF의 Hynix 세션에서는 DDR4 대기 전력을 낮추는 기술도 도입되고있는 것이 설명되었다. 다이 온도에 따라 주파수를 조정할 수있는 대기의자가 리프레시 모드 등이다. 아래의 배터리 수명표는 IDF의 Hynix 슬라이드에서 대기 모드에서 작동시보다 최대 36 % 전력 절감이 가능하다는 것을 표시하고있다.
Samsung는 이러한 DDR4 특징 때문에 DDR4가 모바일 저전압 DDR3L 대체 갈 것이라고보고있다.

                                                                        DDR4는 저소비 전력을 특징으로 점차 DDR3L을 대체

●메모리고속화를 보충하는 기술이 필요 
 

　장점은 있지만 DDR4의 본격적인 도입은 2014 년부터 시작된다. 이것은 DDR3으로부터 DDR4 에의 이행에 5년 걸릴 것을 의미한다. DDR3에서 DDR4에 전송 속도가 2 배가되기 때문에, PC 메모리는 5년 만에 드디어 2배의 페이스로 밖에 속도나지 않게된다. DRAM 인터페이스 기술의 이행은 점점 시간이 걸리게되고있다.

　따라서 2년 트랜지스터 수가 2배로 고성능 화를 계속 CPU는 점점 격차가 열게된다. CPU는 향후 늘어난 트랜지스터를 연산 고성능 GPU 코어에 할당하기 때문에 점점 메모리 대역폭 요구가 증가한다. 따라서 DRAM 기술 격차가 열어가는 것이다.

 

DRAM 로드맵

CPU와 메모리의 차이

 

　Intel의 메모리 지원 전략은 프로세서 측면의 성능 향상에 따라 잡으려 하기는커녕 격차를 한층 더 넓히는 방향으로 움직이고있다는 것을 알 수있다. 이것은 매우 이상한 일이다. Intel도 AMD와 NVIDIA와 마찬가지로 메모리 대역을 조금이라도 확장하고자하는 것이기 때문이다. 그렇지 않으면 향후 CPU는 메모리 현상 성능이 오르지 않게되어 버린다.

　따라서 당연한 귀결로서, Intel은 메인 메모리의 속도에 의존하지 않는 어떤 메모리 솔루션을 준비하고 있다고 추측된다. 하이엔드 슈퍼컴퓨터용으로 실리콘 비아 (TSV : Through Silicon Via) 기술을 사용한 메모리 기술 "Hybrid Memory Cube (HMC)"가있다. 그러나, 메인 스트림 PC를위한 또 다른 수단을 계획하고있을 것이다. 그렇지 않으면, GPU 코어를 자꾸자꾸 강화해 나갈 수 없다.

　실제, I​​ntel은 메인스트림 PC용 하즈웰의 최상위 구성에서 온패키지 또는 온다이 중 하나로 L4캐쉬 eDRAM 칩을 올릴 계획을 검토하고있는 것으로 알려져있다. 아마도 GPU 코어의 메모리버퍼로 사용할 것으로 보인다. 사용자 정의 DRAM을 온 패키지로 CPU 다이에 연결한다면, 매우 광대역의 메모리를 실현할 수있다. 그러나 원가 상승은 불가피하다.