세대마다 DRAM(동적 램) 용량이 증가하고, 더 높은 속도와 규모의 경제성을 달성하기 위해 웨이퍼 리소그래피가 축소됨에 따라 비트 오류도 증가할 것으로 예상됩니다.
온다이 ECC는 DDR5의 중요한 기능입니다. 중앙 처리 장치(CPU)로 데이터를 보내기 전에 DRAM 칩 내의 비트 오류를 수정하여 추가 보호 기능을 제공합니다.
On-Die ECC란 무엇인가? 기존 ECC와 같은가?
오류 수정 코드(ECC) 는 우주선이나 열적 문제로 인한 비트 플리핑과 같은 메모리 오류를 처리하여 데이터 무결성을 보호하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. ECC 메모리는 일반적으로 이중 비트 오류를 감지하고 컨트롤러와 메모리 간에 데이터가 전송되는 동안 발생할 수 있는 단일 비트 오류를 수정합니다. 온다이 ECC도 더 높은 신뢰성을 보장하고 결함률을 줄이지만 "전통적인" ECC와는 다릅니다.
다음은 그것이 무엇이고 무엇이 아닌지에 대한 몇 가지 주의 사항입니다.
- DIMM-wide 또는 side-band ECC를 대체하는 것은 아니지만 개별 칩의 안정성을 개선하도록 설계되었습니다. 즉, 온다이 ECC는 데이터 보존보다 안정성과 더 관련이 있습니다.
- 메모리 셀이 더 밀도가 높아질수록 비트 플립에 더 취약해집니다. 이로 인해 셀이 덜 전하를 보유하게 됩니다. 온다이 ECC는 비트 플립을 관리하여 생산 또는 제조 단계에서 더 많은 셀이 검증 방법을 통과하도록 하는 방법입니다. 이를 통해 더 많은 셀이 JEDEC에서 요구하는 사양에 도달할 수 있습니다.
- 다이에 있는 데이터 에 대한 보호는 제공 하지만 전송 중인 데이터나 메모리 모듈과 CPU/GPU에서 이동 중인 데이터에 대한 보호는 제공하지 않습니다. CPU에 있는 메모리 모듈과 메모리 컨트롤러에서 발생하는 것과 같이 칩 외부에서 발생하는 오류에 대한 보호는 제공하지 않습니다.
DDR5에 온다이 ECC가 탑재된 이유는 무엇인가?
프로세스 노드가 2배에서 10나노미터(nm) 기술의 4세대인 더욱 진보된 1-알파(1α)로 개선됨에 따라 칩 크기가 더 작아져 DDR5가 더 높은 속도와 더 높은 용량을 달성할 수 있었습니다. 그러나 더 작은 프로세스 기술로 인해 DRAM 메모리 어레이에서 단일 비트 오류가 발생할 가능성도 증가했습니다.
축소된 리소그래피는 패키지 크기가 더 높은 밀도를 수용할 수 있게 해주고, 따라서 추가적인 온다이 ECC 여유 데이터 공간에 대한 더 큰 공간 요구 사항을 충족합니다. DDR5 DRAM은 ECC 기능을 위한 추가 스토리지를 할당합니다. 128비트의 데이터마다 8비트의 추가 ECC 스토리지입니다.
쓰기 작업 중에 DRAM은 내부적으로 ECC를 계산하고 이 추가 저장 공간 내에 ECC 코드를 저장합니다. 읽기 작업 중에 DRAM은 실제 데이터와 ECC 코드를 모두 읽습니다. 불일치 사항을 감지하면 단일 비트 오류가 수정되어 메모리 배열 내부의 단일 비트 오류로부터 데이터를 더욱 보호합니다.
온다이 ECC의 이점은 무엇입니까?
- 규모의 경제성. 더 많은 확장을 허용하여 ATP Electronics와 같은 메모리 제조업체가 더 높은 신뢰성과 더 낮은 비용으로 더 높은 밀도의 메모리를 생산할 수 있습니다. 단일 비트 오류를 내부적으로 수정함으로써 온다이 ECC는 더 신뢰할 수 있는 기술 노드 확장을 허용하므로 비용을 더욱 줄일 것으로 예상됩니다.
- 또한 데이터 무결성을 개선합니다. 읽기 명령 중 및 DDR5에서 데이터를 출력하기 전에 수정을 수행함으로써 시스템 오류 수정의 부담을 줄이고 온다이 데이터는 메모리 배열 내의 단일 비트 오류로부터 더욱 보호됩니다.
- 오류 검사 및 스크럽(ECS) 기능을 사용하면 DDR5 메모리가 내부 데이터를 읽고 오류가 발생한 경우 수정된 데이터를 다시 쓸 수 있으므로 특히 대용량 DRAM 모듈에서 오류 누적을 방지할 수 있습니다. DRAM 결함을 기록하고 호스트에 오류 수를 제공하여 투명성과 안정성을 개선합니다.
결론
온다이 ECC는 DDR5의 중요한 기능입니다. 그러나 일반적으로 ECC라고 알려진 것과는 다릅니다. 기존 ECC는 데이터가 이동하는 동안 메모리 오류를 처리하여 데이터 무결성을 보장하는 반면, 온다이 ECC는 고밀도 메모리의 더 높은 안정성을 보장하고 메모리 칩에 있는 데이터를 보호합니다.
오늘날의 메모리 모듈에서 칩 크기가 작아지고 밀도가 높아지면서, 리소그래피가 줄어들면서 이러한 칩은 비트 플립에 더 취약해졌습니다. 다이 ECC는 비트 플립을 관리하여 생산 또는 제조 단계에서 더 많은 셀이 검증 방법을 통과하도록 하는 방법입니다.
