Компания SMART Modular Technologies, входящая в состав SMART Global Holdings, анонсировала модули оперативной памяти DDR5 повышенной надёжности. Изделия ориентированы на промышленный сектор: они могут применяться в телекоммуникационном и сетевом оборудовании, системах высокопроизводительных вычислений и пр.

Модули подвергаются всестороннему тестированию в температурном диапазоне от -40 до +85 °C. Это гарантирует долговечность и стабильную работу в самых суровых условиях. В серии представлены изделия DDR5-4800 ёмкостью 32 и 64 Гбайт. Они функционируют при напряжении питания 1,1 В.

Для модулей не предусмотрено наличие радиатора охлаждения. Высота изделий составляет 31,25 мм. Специальное однородное покрытие на основе полимерной плёнки защищает печатную плату от влаги, пыли, грязи и других веществ, которые могут нанести урон электронным компонентам.

Данные, представленные в отчёте Coughlin Associates и Objective Analysis, говорят о том, что глобальный рынок памяти новых типов ожидают светлые времена. Речь идёт о развивающихся технологиях энергонезависимых чипов, которые найдут применение в самых разных областях.

Авторы документа, в частности, рассматривают память с изменением фазового состояния (PCM), магниторезистивную память (MRAM), резистивную память с произвольным доступом (ReRAM), сегнетоэлектрическую оперативную память (FRAM) и пр.

Здесь и ниже изображения pixabay.com

Эксперты полагают, что изделия на основе новых технологий постепенно будут вытеснять привычные решения вроде NOR Flash, SRAM и DRAM. Причём это касается как самостоятельных чипов памяти, так и памяти, интегрируемой в другие устройства — микроконтроллеры, процессоры и интегральные схемы специального назначения. В результате, к 2031 году объём глобальной отрасли развивающихся типов памяти достигнет $44 млрд.

К примеру, в сегменте энергонезависимой памяти 3D XPoint, применяемой в накопителях Intel Optane, к началу следующего десятилетия прогнозируется выручка на уровне $20 млрд. К 2031-му доход от реализации чипов памяти MRAM и STT-RAM (магниторезистивная память на основе переноса спинового момента) может достичь $1,7 млрд, увеличившись в 42 раза по сравнению с 2020-м. А встраиваемая память ReRAM и MRAM, идущая на замену NOR и SRAM соответственно, по факту займёт ещё большую долю рынка.

Компания Innodisk объявила о выпуске модулей оперативной памяти DDR5 DRAM, рассчитанных на применение в оборудовании промышленного класса. Изделия, как отмечается, специально оптимизированы для обеспечения надёжности и стабильности при эксплуатации в жёстких условиях.

Модули Innodisk DDR5-4800 UDIMM в настоящее время доступны в модификациях ёмкостью 16 и 32 Гбайт. Теоретически же объём таких изделий может достигать 128 Гбайт. В будущем должны появиться и модели DDR5-6400.

Память функционирует при напряжении 1,1 В. Заявленный диапазон рабочих температур простирается от 0 до +85 °C. В качестве областей применения памяти DDR5 UDIMM называются промышленные и встраиваемые системы, комплексы автоматизации, системы видеонаблюдения, оборудование для сферы здравоохранения и пр.

В некоторых случаях BIOS или ядро Linux на платформе x86-64 могут так или иначе использовать блоки из первого мегабайта оперативной памяти для своих собственных нужд. Из-за этого могут возникать различные проблемы, например, с загрузкой системы. Но с выходом Linux 5.13 ядро по умолчанию будет всегда резервировать первый мегабайт ОЗУ, чтобы избежать проблем.

wikipedia.org

Поводом для такого нововведения стал баг с загрузкой Linux 5.13 на процессорах AMD Ryzen. Кроме того, известно, что на старых Intel Sandy Bridge некоторые версии BIOS могут портить данные в первых 64 Кбайт памяти. Чтобы избежать подобных конфликтов, ядро Linux 5.13 теперь по умолчанию на всякий случай резервирует первый мегабайт памяти.

Подход грубый, но действенный, потому что таким образом проще обойти проблемы с различным «железом», чем пытаться разбираться в его логике работы в каждом конкретном случае. Тем более что многие решения могут быть проприетарными, так что обратная разработка окажется долгой и трудоёмкой процедурой.

Современная индустрия серверов и HPC нуждается в универсальном высокоскоростном интерфейсе, и таким интерфейсом должен стать Compute Express Link, базирующийся на возможностях протокола PCI Express 5.0. Мы рассказывали читателям об этой технологии ещё в начале года — тогда речь шла лишь о демонстрационной платформе, но сейчас разработчики аппаратного обеспечения анонсируют первые продукты, использующие CXL.

Как известно, современные вычислительные системы используют для шину PCI Express на коротких дистанциях; на длинных это, как правило, Ethernet или InfiniBand. Но остаётся один участок, который традиционно не охвачен каким-либо унифицированным интерфейсом, и это участок, связывающий процессоры с оперативной памятью. CXL позволяет унифицировать и этот момент, и компания Samsung уже анонсировала первые модули памяти в новом формате.

В эпоху популярности систем машинной аналитики, обучения и вычислений in-memory объёмы DRAM (и PMem) в серверных системах серьёзно выросли, но традиционный подход к расширению оперативной памяти содержит ряд проблем: это и большое количество контактов, и ограниченное число модулей памяти на канал. Производителям приходится искать баланс между скоростью, объёмом и физическими размерами памяти.

Стандарт CXL шире, нежели PCI Express, с его помощью возможна реализация различных топологий, а не только подключений «точка-точка». Причём дезагрегация ресурсов возможно не только в пределах шасси, но и в пределах стойки и далее (при наличии CXL-коммутатора с «оптикой»). Впрочем, главное в данном случае — поддержка протокола CXL.memory, причём с версии 2.0 с полным шифрованием.

В режиме CXL.memory подключённый к шине пул DRAM может объединяться с системным пулом оперативной памяти в единое пространство или делиться между другими устройствами (FPGA). При этом целью может ставиться как увеличение пропускной способности, так и наращивание объёмов до нескольких терабайт и более. Этот режим и реализован Samsung в новых модулях. Внешне они напоминают SSD, но в основе новинки лежит новый стандарт DDR5.

Такой модуль подключается к системе с помощью 16 линий PCIe 5.0, которые имеют суммарную пропускную способность 63 Гбайт/с. Более детальной информации о новых модулях Samsung CXL DDR5 пока мало, но очевидно, что при серьёзных объёмах DRAM такие модули потребуют и достаточно серьёзного охлаждения. Ожидается, что тепловыделение модуля объёмом 2 Тбайт может достигать 70-80 Вт, хотя выбранный форм-фактор (E3.S 2T) предполагает TDP на уровне 40 Вт.

Такой форм-фактор позволит свободно комбинировать DRAM, SCM и SSD в 2U-шасси, что позволит выбрать необходимое для конкретной нагрузки сочетание ёмкости и производительности. Интересно, появятся ли аналогичные DRAM-модули и в формате E1, который актуален для 1U-шасси, edge-систем, а также для высокоплотных HPC-решений.

Согласно официальному заявлению, новые модули успешно прошли квалификационное тестирование на некоей «серверной платформе Intel следующего поколения», однако больше никаких деталей Samsung пока не сообщает. Также известно, что компания сотрудничает и с AMD. О каких платформах идёт речь, сказать сейчас сложно, ведь даже Intel Sapphire Rapids будет поддерживать лишь CXL 1.1.

Отметим, что похожий подход предлагают и CCIX, и Gen-Z. Причём для Gen-Z ещё в 2019 году SMART Modular представила первый DRAM-модуль с DDR4, и тоже в форм-факторе E3. Впрочем, с тех пор CXL и Gen-Z успели «подружиться», да и Synopsys в своих IP-решениях позволяется совмещать CCIX и CXL. Альтернативный подход к наращиванию ёмкости памяти предлагает IBM — DDIMM-модули с интерфейсом OMI (Open Memory Interface).

Более года шла разработка функции, которая позволит создавать секретные области памяти в Linux. Эти области будут видны только процессу-владельцу и не будут показываться другим процессам, а их содержимое будет недоступно ядру. Задачей этой подсистемы является повышение защиты.

К примеру, при использовании OpenSSL в пользовательском пространстве в этой области можно хранить закрытые ключи, что уменьшает вероятность их компрометации. Отдельно стоит отметить, что для скрытых таким образом областей памяти не предполагается использование шифрования или иных методов дополнительной защиты.

linuxhint.com

При этом по умолчанию эта функция отключена. Для её запуска во время загрузки системы нужно передать особый параметр. Функциональность секретной памяти и системный вызов memfd_secret скрыты за параметром secretmem_enable, по крайней мере, на данный момент. Само собой, пока это ранняя версия функции. Однако не стоит исключать, что в сборке ядра Linux 5.13 она уже станет доступна для использования.

Компания SMART Modular Technologies, подразделение SMART Global Holdings, анонсировала модули оперативной памяти семейства DuraMemory, спроектированные для использования в сетевом оборудовании крупных центров обработки данных.

Представлены решения стандарта DDR4 в форматах DIMM и Mini-DIMM. Изделия отличаются надёжностью, а также небольшой высотой, благодаря чему подходят для применения в устройствах с ограниченным пространством внутри корпуса. Это могут быть, скажем, маршрутизаторы и коммутаторы корпоративного класса.

В частности, анонсированы модули DuraMemory ULP UDIMM (Ultra Low Profile) высотой 17,78 мм. Они имеют ёмкость 16 и 32 Гбайт, а рабочая частота может составлять 2666 и 3200 МГц. Напряжение питания — 1,2 В.

Кроме того, выпущены решения DuraMemory VLP RDIMM (Very Low Profile) высотой 18,75 мм. В данную серию вошли версии на 4, 8, 16, 32 и 64 Гбайт. Частота может составлять 2400, 2666, 2933 и 3200 МГц. Напряжение питания — 1,2 В.

Наконец, представлены модули DuraMemory VLP Mini-RDIMM (Very Low Profile) с высотой 18,75 мм. Такие изделия будут доступны в четырёх вариантах ёмкости — 4, 8, 16 и 32 Гбайт. Частота составляет 2666, 2933 и 3200 МГц, напряжение питания — 1,2 В.

SMART Modular анонсировала модули оперативной памяти стандарта DDR5, предназначенные для использования в оборудовании корпоративного класса. Это могут быть системы высокопроизводительных вычислений (НРС), платформы искусственного интеллекта (ИИ), телекоммуникационное оборудование, различные сетевые устройства, системы периферийных вычислений и пр.

Представленные изделия функционируют на частоте 4800 МГц (CL40). Анонсированные модули работают при напряжении питания 1,1 В. Заявленный диапазон рабочих температур простирается от 0 до 70 градусов Цельсия. В дальнейшем будут выпущены более производительные решения — с частотой до 6400 МГц.

Изделия будут доступны в различных вариантах исполнения — RDIMM, UDIMM и SODIMM. Таким образом, применять модули заказчики смогут в компьютерах разного назначения, в том числе в компактных системах с ограниченным пространством внутри корпуса. SMART Modular предложит изделия DDR5 ёмкостью 16, 32 и 64 Гбайт. Цена не уточняется, а более подробная информация о новинках доступна на этой странице. 

Компания Apacer объявила об организации массового производства первых в отрасли модулей оперативной памяти DDR4-3200 с расширенным диапазоном рабочих температур, рассчитанных на применение в промышленной сфере. Это может быть оборудование для Интернета вещей, Edge-системы и пр.

В основу изделий положены качественные компоненты, в частности, микрочипы памяти Samsung. Эксплуатироваться модули могут при температурах от минус 40 до плюс 85 градусов Цельсия.

Решения доступны в различных исполнениях — UDIMM, SO-DIMM, ECC UDIMM, ECC SO-DIMM и RDIMM, благодаря чему подходят для применения в устройствах в различных форм-факторах.

Доступны модули ёмкостью 8, 16 и 32 Гбайт. При необходимости эти изделия могут изготавливаться в версиях с защитой от влаги, коррозии и температурного шока.

В целом, память подходит для работы в неблагоприятных условиях. Это могут быть различные производства, открытые пространства и пр. Сведений об ориентировочной цене решений пока нет.

Флеш-память имеет свои достоинства, но также обладает рядом недостатков, поэтому крупные разработчики микроэлектроники активно работают над созданием и внедрением иных, лишённых недостатков NAND типов энергонезависимой памяти. Одной из разновидностей такой памяти является STT-MRAM (Spin-Transfer-Torque). На мероприятии IEEE International Devices Meeting 2020 корпорация IBM продемонстрировала новые чипы этого типа, произведённые с использованием 14-нм норм производства.

Базовая структура ячейки STT-MRAM. Информация хранится в MTJ-вентиле (версия Intel, 2018 год)

Термин STT-MRAM расшифровывается как «магниторезистивная память с записью с переносом спина электрона». В отличие от более традиционных технологий, значения в такой памяти хранятся за счёт магнитных моментов, а не электрического заряда. Скоростные характеристики STT-MRAM великолепны, но объёмы невелики — порядка гигабайт.

Одним из крупных разработчиков, занимающихся STT-MRAM, является IBM, которая ещё в 2018 году представила уникальный SSD с буфером на основе этой технологии вместо традиционной DRAM. На тот момент память типа MRAM имела ёмкость порядка 256 Мбит на чип и выпускалась с использованием 40-нм техпроцесса, а использование 22-нм норм и достижение ёмкости 1 Гбит на кристалл лишь обсуждались.

А уже в 2020 году компания представила новые SSD FlashCore с MRAM-буфером и продемонстрировала собственые рабочие микросхемы STT-MRAM, произведённые с использованием 14-нм техпроцесса. При этом удалось добиться очень высоких скоростных характеристик: если ранее шла речь о задержках в районе 6-7 мкс, то в случае с новыми чипами STT-MRAM речь идёт уже о 4-20 наносекундах, а это показатели уровня DRAM. Столь низкие скорости циклов записи делают новинки идеально походящими на роль рабочей памяти в компактных встраиваемых приложениях и в качестве «кеша последнего уровня».

Структура 14-нм «стопок» STT-MRAM в версии IBM 2020 года

IBM сообщает, что ей удалось преодолеть проблемы с реализацией магниторезистивных туннельных вентилей (MTJ) при малых размерах элемента, что ранее ограничивало STT-MRAM рамками 22-28-нм техпроцессов. Новая технология использует шаблон с вертикальным расположением MTJ-структур (высота 160 нм), он имеет ёмкость 2 Мбит. В нём удалось избавиться от паразитных наводок, за счёт чего задержки при записи удалось снизить до рекордных 4 нс. Компания также рассказала о новых продвинутых магнитных материалах, позволяющих создавать структуры со временем переключения 2 нс, что делает их идеальным выбором для различного рода энергонезависимых кешей.

Помимо STT-MRAM, IBM сообщила о развитии технологий памяти на основе фазового перехода. В перспективе они позволят создавать аналоговые энергонезависимые массивы памяти, способные точно хранить синаптический вес. Такая память будет идеальной для аналоговых инференс-систем и систем машинного обучения нового поколения. Более подробно о новинках можно прочесть в блоге IBM.