Technologie de doublement du débit du bus

Contexte

Dans de nombreux systèmes informatiques d’aujourd’hui, la bande passante de la mémoire est un facteur clé de la détermination des performances globales du système et son importance continue de croître à mesure que ces systèmes évoluent. Rambus a développé une technique pour améliorer la bande passante de la mémoire des systèmes en augmentant le débit de signalisation par broche des broches de données de la DRAM. Les SDRAM DDR (Double Data Rate ou double débit de données) sont un exemple de dispositifs de mémoire qui doublent le débit de signalisation des données par broche en transférant des données sur les deux fronts de chaque cycle d’horloge plutôt que sur un seul. Bien qu’une telle augmentation du débit de signalisation puisse améfliorer la bande passante mémoire des broches de données, il est possible que les performances réelles des systèmes ne soient pas améliorées en raison d’une bande passante d’adressage/contrôle insuffisante susceptible de réduire l’efficacité du transfert des données. Pour résoudre ce problème, Rambus a développé la technologie de bus à double débit, une innovation qui augmente la bande passante d’adressage/contrôle et des données, permettant aux systèmes de mémoire d’atteindre des niveaux de performance supérieurs.

Qu’est-ce que la technologie de bus à double débit (Double Bus Rate) ?

La Figure 1 illustre la manière dont ll’augmentation du débit de signalisation des données par broche d’une DRAM accroît la quantité de bande passante de la mémoire. La partie supérieure de la Figure 1 illustre les relations de synchronisation entre les informations d’adressage et de contrôle envoyées à la DRAM et les données revenant de la DRAM pour une transaction de lecture de mémoire simple avec une longueur de rafale de 4. Cette transaction transfère l’adresse, le contrôle et les données sur un front de chaque cycle d’horloge pour réaliser des transferts de données en débit simple. La partie inférieure de la Figure 1 illustre la manière dont la bande passante mémoire peut être augmentée en utilisant la technologie de doublement du débit du bus aux broches de données des DRAM. Comme l’illustre la moitié inférieure de la Figure 1, la technologie de doublement du débit du bus permet de transférer des données plus rapidement, ce qui augmente la bande passante que peut fournir la DRAM.

La Figure 2 illustre la manière dont le doublement du débit des transferts de données influe sur la relation entre les informations d’adressage/contrôle et les données pour une transaction de lecture. La partie inférieure de la Figure 2 illustre la manière dont peuvent être entrelacées les transactions avec doublement du débit de données, ainsi qu’un problème qui peut survenir lorsque la durée pendant laquelle les données occupent le bus mémoire est inférieure à la durée pendant laquelle les informations d’adressage et de contrôle occupent le bus. Dans cette situation, la bande passante d’adressage/contrôle insuffisante provoque des bulles dans le transfert des données sur le bus, ce qui conduit à une réduction de la bande passante mémoire et une perte de performances.

Le problème de perte de performances illustré à la Figure 2 peut être traité en appliquant également la technologie de doublement du débit du bus aux broches d’adressage et de contrôle. La Figure 3 illustre la manière dont la technologie de doublement du débit du bus est utilisée pour équilibrer la bande passante d’adressage, de contrôle et de données, éliminant ainsi les inquiétudes liées à une bande passante d’adressage et de contrôle insuffisante. Comme l’illustre la moitié inférieure de la Figure 3, la bande passante est augmentée de 50 % par rapport aux transactions entrelacées présentées à la Figure 2. Un autre exemple où l’augmentation de la bande passante de contrôle peut être utile est dans les systèmes qui utilisent le masquage d’écriture. Dans les systèmes qui utilisent le masquage d’écriture, l’augmentation de la quantité de données transférées vers la mémoire nécessite que davantage d’informations de contrôle masquant les octets soient indiquées, de manière à maintenir la prise en charge du masquage des données à des granularités de l’ordre de l’octet. En équilibrant les taux de transfert d’adressage, de contrôle et de données sur le bus grâce à la technologie de doublement du débit du bus, on élimine les pertes de performances dues à une bande passante d’adressage et de contrôle insuffisante, telles que celles présentées à la Figure 2.

Qui en bénéficie ?

Des exemples de groupes qui bénéficient de la technologie de doublement du débit du bus (Double Bus Rate) sont :

• Les concepteurs de systèmes : en équilibrant la bande passante d’adressage, de contrôle et de données, les concepteurs de systèmes peuvent atteindre les plus hauts niveaux de bande passante mémoire dans leurs systèmes. Cela conduit à une réduction du nombre de DRAM nécessaires pour atteindre un niveau donné de performances de la mémoire, ce qui réduit le nombre et facilite le placement des composants, réduit les problèmes liés au routage et la dissipation thermique.
• Les intégrateurs de systèmes : de comme que les concepteurs de systèmes, les intégrateurs de systèmes bénéficient de la réduction du nombre de composants nécessaires pour atteindre un niveau donné de bande passante mémoire, ce qui conduit à des coûts plus faibles des systèmes et à des systèmes dont le facteur de forme est inférieur.