Những vấn đề xung quanh RDRAM

Rambus DRAM (RDRAM) là một công nghệ bộ nhớ độc quyền (không là tiêu chuẩn JEDEC) được tìm thấy chủ yếu trong các hệ thống Intel Pentium III và 4 từ năm 2000 đến hết năm 2002. Intel đã ký một hợp đồng với Rambus vào năm 1996 đảm bảo rằng sẽ chấp nhận và hỗ trợ bộ nhớ RDRAM vào năm 2001.

Tin tưởng rằng bất kỳ bộ nhớ nào họ công nhận sẽ tự động trở thành thông dụng trong nền công nghiệp. Intel cùng đầu tư khá bộn vào Rambus tại thời điểm đó. Do RDRAM là tiêu chuẩn độc quyền thuộc về Rambus, sử dụng hay sản xuất nó đều đòi hỏi giấy phép từ Rambus, điều mà không quen thuộc với các nhà sản xuất chipset và bộ nhớ khác. Cũng vậy, công nghệ được cấp phép và Intel đầu tiên hứa hẹn sẽ hỗ trợ các chipset và bo mạch chủ có trong năm 1998.

RDRAM

Không may có những sự cố trong việc các chipset hỗ trợ cho thị trường, với sự chậm trễ trong nhiều tháng dẫn đến các nhà sản xuất bộ nhớ không có những hệ thống dự trữ chip RDRAM hỗ trợ họ, trong khi SDRAM và DDR thông thường trở thành nguồn cung cấp nhanh chóng. Các sự chậm trễ này dẫn đến một thất bại trong nền công nghiệp làm Intel suy nghĩ lại và cuối cùng từ bo sự đầu tư của họ trong công nghệ này. Sau năm 2001 Intel tiếp tục hỗ trợ RDRAM trong các hệ thống hiện hành; tuy nhiên những chipset và bo mạch chủ mới nhanh chóng chuyển sang DDR SDRAM. AMD khôn ngoan không bao giờ đầu tư vào công nghệ RDRAM và không có các hệ thống của AMD được thiết kế để dùng RDRAM.

Không có sự cam kết của Intel đối với sự phát triển và hỗ trợ chipset tương lai, rất ít hệ thống trên cơ sở RDRAM được bán sau năm 2002. Do thiếu sự hỗ trợ công nghiệp của các nhà sản xuất bo mạch chu và chipset. RDRAM chỉ được sử dụng trong các PC một thời gian ngắn và hầu như không kha năng tham dự thị trường PC tương lai.

Với RDRAM. Rambus phát triển cái chủ yếu là bus bộ nhớ chip đến chip, với các thiết bị chuyển dụng truyền thông ở cường độ tốc độ rất cao. Điều có thể thú vị với một số người là công nghệ này được đầu tiên phát triển dành cho các hệ thống trò chơi và sản phẩm phổ biến đầu tiên là hệ thống game Nintendo 64, sau đó đã được sử dụng trong Sony Playstation 2.

Các hệ thống bộ nhớ quy ước sử dụng SDRAM được biết như các hệ thống kênh mở rộng (wide-channel). Chúng có các kênh bộ nhớ dung lượng bằng bus bộ nhớ hay bus dữ liệu của bộ xử lý, cho Pentium và cao hơn là 64 bit. hay thậm chí lớn hơn trong các chê độ hai kênh hay ba kênh. Module bộ nhớ hai hàng chân này (DIMM) là một thiết bị dung lượng 64 bit. có nghĩa là các dữ liệu có thể được chuyển giao đến chúng 64 bit (hoặc 8 byte) mỗi lần.

Các module RDRAM, mặt khác, là một thiết bị kênh thu hẹp (narrow-channel). Chúng chuyển giao dữ liệu chỉ có 16 bit (2 byte) cùng lúc (cộng thêm 2 bit tùy chọn chẵn lẻ) nhưng ở tốc độ nhanh hơn nhiều. Đây là một thay đổi từ thiết kế parallel sang một thiết kế serial cho bộ nhớ và tương tự với điều đang diễn ra với các bus tiên tiến khác trong máy PC.

Mỗi chip riêng biệt được kết nối từng kỳ đến chip kế tiếp trong một gói được gọi là module bộ nhớ nội tuyến Rambus (RIMM: Rambus inline memory module), trông tương tự như một module DIMM nhưng không thể thay thế cho nhau. Tất cả chuyển giao bộ nhớ được thực hiện giữa bộ điều khiển bộ nhớ và một thiết bị đơn, không phải giữa các thiết bị. Một kênh Rambus tiêu biểu có ba socket RIMM và có thể hỗ trợ lên tới 32 thiết bị RDRAM riêng biệt (các chip RDRAM) và nhiều hơn nếu các tầng đệm được sử dụng. Tuy nhiên phần lớn bo mạch chủ chỉ thực thi hai module cho mỗi kênh (bốn socket trong một thiết kế hai kênh) để tránh các sự cố với tiếng ồn tín hiệu.

Bus bộ nhớ RDRAM là một đường dẫn liên tục thông qua mỗi thiết bị và module trên bus, với mỗi module có các chân vào và ra trên các đầu đối nhau. Do đó, bất kỳ socket RIMM nào không chứa một RIMM phải kế tiếp được lấp bằng một module liên tục để đảm bảo đường dẫn được hoàn tất. Các tín hiệu đạt đến tận cùng bus được kết thúc trên bo mạch chủ.

RIMM kênh đơn 16-bit ban đầu chạy vận tốc ở 800MHz. do đó băng thông tổng thể là 800 × 2, hay là 1.6GB mỗi giây cho một kênh đơn giống như DDR SDRAM PC 1600. Hệ thống Pentium 4 thường sử dụng hai dãy đồng thời, tạo ra một thiết kế kênh đôi có khả năng đến 3.2GBps, phù hợp với tốc độ bus của bộ xử lý Pentium 4 đầu tiên. Thiết kế của RDRAM có tính năng ít thời gian chờ giữa các chuyển giao bởi vì tất cả chúng đều chạy đồng bộ trong một hệ thống vòng lặp và chỉ có một hướng.

Phiên bản RIMM mới hơn chạy ở 1066MHz thêm vào tốc độ 800MHz đầu tiên, nhưng vài chipset hay bo mạch chủ được sản xuất để hỗ trợ tốc độ cao hơn.

Mỗi chip RDRAM trong một RIMM1600 chủ yếu hoạt động như là một thiết bị độc lập dựa trên kênh dữ liệu 16 bit. Bên trong mỗi chip RDRAM có một nhân hoạt động trên bus dung lượng 128 bit phân ra thành tám dãy 16-bit chạy ở tốc độ 100MHz. Nói cách khác, mỗi 10ns (100MHz). mỗi chip RDRAM có thể chuyển giao 16 byte ra vào nhân. Nội bộ rộng lớn này lại thêm giao diện ngoài hẹp tốc độ cao là chìa khóa dẫn đến RDRAM.

Các cải tiến thiết kế khác bao gồm tách điều khiển và tín hiệu dữ liệu trong bus. Điều khiến độc lập và bus địa chỉ tách ra thành hai nhóm chân cho những lệnh hàng và cột, trong khi dữ liệu được truyền tài qua bus dữ liệu dung lượng 2 byte. Đồng hồ bus bộ nhớ thực sự chạy ở 400MHz: tuy nhiên, dữ liệu được chuyển giao cả hai phần giảm và tăng của tín hiệu đồng hồ, hoặc hai lần cho mỗi xung đồng hồ. Phần giảm được gọi là một chu kỳ chẵn (even cycle) và phần tăng được gọi là một chu kỳ lè (odd cycle). Sự đồng bộ hoá hoàn toàn bus bộ nhớ được thực hiện bằng cách gửi các gói dữ liệu bắt đầu từ khoảng không gian chu kỳ chẵn. Tổng thể thời gian chờ trước khi một chuyển giao bộ nhớ có thể bắt đầu (thời gian chờ) chỉ là một chu kỳ, hoặc tối đa 2.5ns.

Một đặc tính quan trọng khác của RDRAM là nó được thiết kế ít tốn năng lượng. Bản thân các RIMM cũng như các thiết bị RDRAM chỉ chạy trên 2.5 volt và sử dụng các tín hiệu điện áp thấp dao động từ 1,0Y đến 1,8V, một dao động không quá 0.8V. RDRAM cũng có bốn chế độ ngắt điện và có thể chuyển tiếp tự động sang chế độ chờ (standby mode) ở cuối giao tác càng làm cho chúng tiết kiệm điện hơn nữa.

Một RIMM giống về kích thước và hình dạng vật lý với một DIMM, nhưng chúng không thể thay thế cho nhau. RIMM có sẵn trong module kích thước tối đa lên đến 1GB hoặc hơn và có thể được thêm vào hệ thống mỗi lần một RIMM, vì về kỹ thuật mỗi RIMM tương ứng với các dãy đa chức năng đối với một hệ thống. Nhận xét, tuy nhiên chúng phải được xếp thành cặp nếu bo mạch chủ của bạn thực thi RDRAM kênh đôi và bạn đang sử dụng RIMM dung lượng 16 bit.

RIMMs có sẵn trong bốn cấp tốc độ cơ bản và thường chạy trong một môi trường kênh đôi, do đó chúng phải được lắp đặt thành cặp. Với mỗi cái của cặp trong socket khác nhau. Mỗi socket RIMM trên các loại bo mạch chủ này là một kênh. Phiên bản 32 bit kết hợp đa kênh trong một thiết bị đơn và. Vì thế, được thiết kế để có thể lắp đặt riêng rẽ, loại trừ yêu cầu các cặp xứng hợp. Bằng 1 so sánh các loại module RDRAM khác nhau. Lưu ý tên thông dụng trước kia của các module RIMM. Ví dụ như PC800, đã được thay thế bằng tên phán ánh băng thông thực tế của module để tránh sự nhầm lẫn với bộ nhớ DDR.

Bảng 1: Các loại module RDRAM và băng thông

MT /s = Megatransfers/ giây

Mbps = Megabytes/ giây

RIMM = Rambus inline memory module – module bộ nhớ nội tuyến Rambus

Khi Intel lần đầu tiên để uy tín đằng sau bộ nhớ Rambus, dường như đương nhiên phải thành công. Không may, sự đình trệ kỹ thuật trong các chipset gây ra các bo mạch chủ hỗ trợ cũng bị đình trệ và với một vài hệ thống hỗ trợ RIMM, hầu hết các nhà sản xuất bộ nhớ đã trở lại sản xuất SDRAM hoặc chuyển sang DDR SDRAM. Điều này làm các RIMM còn lại được sản xuất với giá cao gấp ba hoặc nhiều lần hơn so với DIMM.

Lưu ý:

Rambus tuyên bố rằng họ có các bằng sáng chế cho cả tiêu chuẩn và thiết kế DDR SDRAM, đẩu tranh không màng đến công ty chế tạo SDRAM, DDR hoặc RDRAM luận điểm của Rambus là các nhà sản xuất bộ nhớ này phải trả tiền tác quyền cho công ty. Hầu hết các vụ kiện mà đã đi vào phiên tòa xử cho đến nay đều có thể hiện chống lại Rambus, chủ yếu làm mất hiệu lực các bằng sáng chế và yêu sách về DDR và SDRAM. Nhiều yêu cầu còn treo đó và sẽ mất một thời gian dài trước khi các vấn đề bằng sáng chế được giải quyết. Sự hỗ trợ bộ nhớ RDRAM chấm dứt năm 2003, RDRAM nhanh chóng biến mất khỏi thị trường PC. Bởi vì RDRAM với sự cung cấp bị hạn chế như vậy, nếu bạn đang có một hệ thống với bộ nhớ RDRAM nó thường không rẻ lắm để nâng cấp bằng cách thêm bộ nhớ