Det statiska RAM-minnet har tidigare haft en given plats i mobiltelefonen. Det är snabbt, kräver inte refresh och har ett gränssnitt som passar bra till flashminnet, som lagrar programkoden i mobilen.

För två år sedan innehöll mer än 75 procent av alla mobiltelefoner statiska RAM. I år spås mindre än 40 procent av mobilerna innehålla denna typ av minne. Istället har en ny typ av DRAM, kallat pseudo-SRAM (PSRAM), tagit klivet in i mobilen. Mer än hälften av alla mobiler som skeppas under året tros ha ett eller flera PSRAM under skalet.

I de allra mest avancerade handterminalerna börjar dessutom nya typer av DRAM med extremt låg effekt (LP-SDRAM) att smyga sig in.

- Trenden är tydlig. PSRAM ersätter SRAM men kommer att med tiden ersättas av LP-SDRAM. Men det kommer att dröja några år, säger Björn Ekelund, utvecklingschef på Ericsson Mobile Platforms.

Bakom förändringen ligger ett markant ökat minnesbehov i mobilen under de. Nya funktioner som exempelvis kameror, färgskärmar, spel och webbläsare kräver allt högre överföringskapacitet och därmed större minnen. SRAM-minnets dilemma är att kostnaden per bit är betydligt högre än DRAM:ets, eftersom minnescellen byggs upp av sex transistorer istället för en.

I Edge-telefoner, som kan ha en bandbredd på upp till 384 kbit/s, har PSRAM:et redan mutat in en plats. Även i GPRS-telefoner med bandbredd mellan 56 kbit/s och 115 kbit/s är minnet på väg att putta ut SRAM:et. I de allra enklaste telefonerna som enbart nyttjas för tal - och datahastigheten inte överstiger 56 kbit/s - duger däremot traditionella SRAM fortfarande.

Pseudo-SRAM har utvecklats för att göra teknikövergången från SRAM till DRAM smidig. Och den nyaste generationen i denna kategori ser både ut och fungerar som ett statiskt RAM.

Två konkurrerande läger

Idag är det i huvudsak två företagskonstellationer som utvecklar senaste generationen av PSRAM. Den ena består av Micron, Infineon, Cypress och Renesas som tillsammans har utvecklat minnesspecifikationen CellularRAM. Renesas kom dock med i gruppen först i april i år. Den andra företagsgruppen inkluderar Fujitsu, NEC samt Toshiba och har utvecklat CosmoRAM-specifikationen.

Trots att CellularRAM och CosmoRAM inte är utvecklade för att enkelt kunna ersätta varandra - de är exempelvis inte benkompatibla - har de många gemensamma egenskaper. Framför allt har man in-fört olika knep för att hålla nere strömförbrukningen i viloläge. För till skillnad mot SRAM behöver PSRAM, likt andra DRAM, uppfriskas (refresh) periodiskt för att behålla data, vilket frestar på batteriet även i vila.

En DRAM-cell läcker betydligt mer laddning vid höga temperaturer än låga. För att vara på säkra sidan uppfriskas minnescellerna ofta i en takt som krävs vid höga temperaturer, typiskt +85 grader C, vilket gör att kretsen drar onödigt mycket ström.

I CellullarRAM och CosmoRAM har man istället infört temperaturkompenserad refresh som innebär att en inbyggd temperaturgivare automatiskt styr refresh-takten. Ytterligare ett knep är partiell refresh som kort och gott går ut på att enbart de delar av minnet som för tillfället används uppfriskas.

De nya minnena har begåvats med skurvis access (burst) både vid läs- och skrivning. Det gör att dataöverföringen mellan basbandsprocessor och andra minnen, som flash, kan göras betydligt snabbare än då asynkrona eller sid-modes PSRAM används. CellularRAM-minnen kan exempelvis klockas med upp till 104 MHz och erbjuda en bandbredd på 1,5 Gbit/s.

Idag finns både CellularRAM- och CosmoRAM-varianter i storlekarna 16, 32, 64 och 128 Mbit. Toshiba hävdar dessutom att företaget kommer att släppa ett CosmoRAM om 256 Mbit tillverkat i 110 nm under nästa år. Även CellularRAM i storleken 256 Mbit är under utveckling.

Nästa steg är SDRAM

Samtidigt jobbar minnestillverkarna just nu intensivt med att utveckla nästa DRAM-generation för mobilen. Det handlar om SDRAM med betydligt lägre effektförbrukning än dagens motsvarigheter.

Både Microns och Infineons minnesvarianter, Mobile DRAM respektive Mobile RAM, kommer att använda samma effektsparknep som utvecklats inom CellularRAM-specifikationen.

Infineon hävdar att detta ger åtminstone en halvering av strömförbrukningen i viloläge, jämfört med om äldre lågeffekts-SDRAM skulle användas. Strömförbrukningen hamnar runt 350-400 μA för ett minne om 256 Mbit i viloläge, hävdar företagen.

På sikt ska LP-SDRAM om både 256 och 512 Mbit in i 3G-terminalerna. Idag har Micron levererat sina första prover på Mobile DRAM om 64 och 128 Mbit till ledande mobiltelefontillverkare.

Anna Wennberg