Inbyggda DRAM skall rädda minnestillverkarna

DRAM och logik på samma chips lanseras nu av flera kiselleverantörer. Fördelarna är många: kortytan krymper, dataöverföringen blir snabbare och effektförbrukningen minskar drastiskt. Men det finns även nackdelar. Den största är priset.

Att DRAM-priset åker berg-och-dalbana är inget nytt. Men fjolåret blev ett ovanligt eländigt år för DRAM-leverantörerna - kapaciteten låg i topp samtidigt som efterfrågan rasade. Resultatet blev i princip fritt fall för priserna och tillverkarna insåg snabbt att något drastiskt måste göras.

Många valde då att para ihop DRAM och logik på samma kisel. En sådan hybridkrets har högre värde för kunden och kan alltså säljas till ett högre pris jämfört med en ren DRAM-krets. Mitsubishi, Samsung, Toshiba och NEC är några företag som på sistone presenterat kretsar med så kallat inbyggt DRAM. Minnesblocket får då helt enkelt samsas med en mikroprocessor, en mikrostyrkrets eller kanske med de logiska kretsarna i en asic där konstruktören sedan bestämmer funktionen.

Och visst har dessa skapelser många fördelar jämfört med att implementera minne och styrlogik i separata kretsar. Man vinner såväl yta som hastighet plus att effektförbrukningen stryps rejält. Att systemets totala kortyta minskar är självklart - man behöver ju inte lika många kretsar. Med DRAM direkt på kretsen klarar man också bredare bussar, vilket ger snabbare dataöverföring.

Effektbesparingen beror framför allt på att man slipper de in- och utbuffertar som normalt krävs för kommunikation med DRAM-kretsarna. Dessutom ökar tillförlitligheten eftersom systemet får färre kretsar.

Kompromiss

Men ett inbyggt DRAM är inget kiseltillverkarna bara snyter ur näsan - kiselprocesser för DRAM och logik skiljer sig ofta markant. Väljer man att implementera DRAM-celler i en logikprocess så ökar minnets fysiska storlek med runt 50 procent, vilket höjer priset.

Gör man tvärtom - tillverkar logik i en DRAM-process - tappar man prestanda på grund av DRAM-processens höga tröskelspänning. Idealet vore naturligtvis en kompromiss mellan processtyperna. Det är ungefär vad koreanska Samsung anser sig ha presterat med sina MDL-kretsar, där MDL står för Merged DRAM with Logic.

Priset problematiskt

Marknadens logikkretsar med inbyggt DRAM har inte fått vidare varmt mottagande, trots alla tilltalande fördelar. Den största stötestenen rör priserna. Vanliga DRAM är ju som sagt mycket billiga nu för tiden.

Men ett DRAM-block inbyggt i logik ger dessvärre stora och därmed dyra chips. Många konstruktörer säger sig därför föredra traditionella lösningar med minne och logik i separata kretsar.

En annan akilleshäl har varit storleken på de inbyggda DRAM-blocken - i allmänhet erbjuder tillverkarna enbart 1, 2 eller i bästa fall 4 Mbit. Många tillämpningar kräver betydligt mer minne.

Och på sistone har faktiskt riktigt stora inbyggda DRAM-block presenterats. Först ut var Toshiba som i april stolt meddelade att de tagit tätplatsen mätt i storlek - företaget har lyckats integrera hela 128 Mbit DRAM tillsammans med 400 000 grindar.

Det hela marknadsförs som en serie asicar särskilt lämpade för exempelvis nätverkstillämpningar och mobiltelefoner.

Koreanska Samsung, världens största DRAM-leverantör, har också spottat upp sig. Härom veckan lanserade företaget en asicfamilj med upp till 24 Mbit DRAM inbyggt på kislet. Siktet är inställt på konstruktörer av datorer, nätverks- och telekomtillämpningar.

Kvarstår att se om priserna är tillräckligt konkurrenskraftiga.

Charlotta von Schultz

Mitsubishi hoppas på multimedia

Hittills har de inbyggda minnena fått störst genomslag i multimediatillämpningar och bärbara datorer. Många DRAM-tillverkare nischar därför in sig på dessa marknaden.

Ett bra exempel är Mitsubishi som hoppas att M32R/D, en krets med en 2-bitars Riscprocessor plus inbyggt DRAM, skall finna sin plats i digital-TV-mottagare och digitala kameror.