내부에 RAM이 있는 프로세서를 판매하지 않는 이유는 무엇입니까?

메모리는 70년대부터 모든 컴퓨터에 존재해 왔지만 이번에는 구성 요소가 어떻게 나타나고 사라지는지를 보았습니다. 일부는 사용하지 않기 때문이고 다른 일부는 통합되어 있기 때문입니다. 그러나 프로세서 옆에는 여전히 있습니다. 하지만 만약 프로세서 내부에 RAM을 통합했습니다. 그리고 사라지게 했나요? 이것이 가능합니까? 우리는 당신에게 그것을 설명합니다.

하드웨어의 경향은 마더보드가 몇 년 전과 비교하여 점점 단순해지고 있다는 것입니다. 몇 년 동안 사람들은 RAM과 CPU 동일한 엔터티로 병합합니다. 미래에 볼 수 있습니까, 아니면 제한이 있습니까?

RAM이 내장된 프로세서가 판매되지 않는 이유

프로세서 내부에 RAM을 통합할 수 있습니까?

프로세서의 성능에 관한 개념 중 하나는 메모리가 명령을 실행하는 장치에 가까울수록 명령을 해결하는 데 시간이 덜 걸리기 때문에 성능이 향상된다는 것입니다. 이유? 간단하게 전기 신호는 이동 거리가 짧습니다. 따라서 이상적인 것은 프로세서와 메모리가 동일한 칩에 있는 것입니다.

그러나 우리는 모든 프로세서가 프로그램을 실행하는 데 사용하는 지원 메모리인 RAM 메모리가 있다는 사실을 알게 되었습니다. 이미 알고 있듯이 칩 외부에 있으므로 이상적인 성능을 제공하지 않습니다. 그것이 충분하지 않은 것처럼 이 거리는 데이터를 전송할 때 에너지 소비를 증가시킵니다.

RAM 메모리는 모든 아키텍처의 기본 부분이며 삭제할 수 없다는 점을 염두에 두고 이 구성 요소를 보기에서 제거하면 어떤 일이 일어날지 궁금했습니다. 즉, 프로세서에 통합한 경우입니다. 어쨌든 이러한 유형의 칩은 마이크로 컨트롤러가 칩 내부에서 작동하는 메모리를 정확하게 가지고 있기 때문에 이미 존재하지만 그 기능은 매우 제한적입니다.

CPU RAM

프로세서 내부에 RAM 통합의 이점

먼저 RAM을 프로세서에 통합하는 이점에 대해 이야기하겠습니다. 제조업체가 지금까지 수행하지 못하도록 하는 기술적 제한 사항을 고려하지 않기 때문에 조건부로 설정했습니다. 나중에 입력하겠습니다. 따라서 당분간 우리는 그 개념이 이론적으로 무엇인지, 그리고 그것이 가져올 이점에 대해 스스로를 제한할 것입니다.

BMI가 사라질 것이다

통합 메모리 컨트롤러는 외부 메모리와의 액세스 관리를 담당하므로 프로세서 내부의 RAM 메모리가 공간을 차지하기 때문에 결국 사라질 것입니다. 마찬가지로 외부에서 시스템의 메모리와 통신을 담당하는 인터페이스인 주변부의 전체 부분도 해당 메모리가 이론적으로 존재하지 않으므로 존재하지 않게 됩니다.

프로세서 성능이 향상됩니다.

분명히 데이터와 명령에 대한 액세스 시간을 완전히 줄임으로써 모든 명령이 더 짧은 시간 안에 실행될 것이며 분명히 이들의 성능은 주어진 시간에 실행될 수 있는 명령의 수로 측정됩니다. 왜요? 글쎄요, 이것은 프로그램을 더 빨리 실행하거나, 실패하면 동시에 여러 프로그램을 관리할 수 있다는 사실로 인해 가능합니다.

진행자 벨로시다드

소비가 줄어들 것이다

현재 프로세서 내에서 약간의 데이터를 전송하는 데 드는 에너지 비용은 0.1pJ/bit이지만, DDR5로 전송하는 데 드는 비용은 7pJ/bit입니다. 즉, 에너지 소비가 최대 70배까지 절감됩니다. 데이터 통신에 관한 한.

캐시는 사라지지 않을 것입니다

캐시의 역할은 정보의 임시 사본을 RAM에 보관하는 것이지만, 칩 내부에 저장하여 정보에 도달하는 데 걸리는 시간을 줄이는 것입니다. 랜덤 액세스 메모리를 칩 내부에 넣으면 지연 시간이 줄어들고 더 높은 캐시 수준이 필요하지 않게 됩니다. 따라서 이론상으로는 캐시 유틸리티를 로드합니다. 그러나 이것은 전적으로 사실이 아니며 문제가 발생할 수 있습니다.

캐시가 동일한 최하위 수준에서 각 코어의 로컬 복사본을 가짐으로써 메모리 액세스의 막힘을 줄이는 두 번째 유틸리티를 가지고 있다는 점을 감안할 때, 캐시가 없다면 엄청난 수의 데이터 버스로 인해 데이터 버스에 혼잡 문제가 발생할 것입니다. 것입니다. 즉, 모든 프로세서에 대한 메모리 풀이 있고 로컬 백업이 없으면 과도한 액세스로 인해 성능이 저하됩니다.

따라서 우리는 적어도 한 수준의 캐시, 즉 일반적으로 데이터와 명령으로 나뉘고 대기 시간이 가장 짧은 첫 번째 수준을 갖게 됩니다. 이미 여러 코어 간에 공유되는 중간 캐시 수준을 추가하는 것이 가능하지만 설계자는 대기 시간이 프로세서의 통합 RAM보다 낮은지 확인해야 합니다.

그렇다면 왜 완료되지 않습니까?

캐시 메모리에 대해 설명한 이유 중 하나가 칩의 공간 부족 때문입니다. 이미 알고 있듯이 프로세서를 제조할 때 판매하려는 사람은 사용 가능한 웨이퍼 수, 웨이퍼당 프로세서 수 및 비용을 고려해야 합니다. RAM 메모리의 DIMM 또는 SO-DIMM을 가지고 거기에 있는 모든 칩을 살펴보십시오. 프로세서 내부에 들어갈 것이라고 생각하십니까? 아니, 할 수 없어.

그렇기 때문에 RAM 메모리와 프로세서를 제조하는 데 사용되는 방법은 시간이 지남에 따라 프로세서를 전문으로 하는 TSMC와 같은 파운드리가 메모리와 프로세서를 제조할 때 눈에 띄지 않을 정도로 달라졌습니다. 그 반대도 마찬가지입니다. 가정용 시스템에서는 보기 드문 경제적으로 정당화되는 동일한 칩이 개발되지 않는 한 두 유형의 칩을 동시에 결합할 수 있는 프로세스를 보는 것은 매우 어렵습니다.

파브리카 칩

프로세서의 RAM에 대한 대안

대안은 실리콘을 통한 비아를 기반으로 집적 회로를 구축하기 위해 새로운 방법을 사용하는 것 외에는 없습니다. 프로세서를 RAM과 나란히 배치하고 둘 다 인터포저에 장착하는 것입니다. 이는 2.5DIC로 알려져 있으며 우리가 이미 본 것입니다. HBM 메모리가 있는 시스템에서. 다른 해결책은 프로세서 또는 3DIC 위에 RAM 칩을 쌓는 것입니다. 문제? 이러한 방법의 추가 비용은 너무 높아 국내 시장에서 실행 가능하지 않지만 두 경우 모두 제공되는 메모리는 기존 RAM보다 대기 시간과 소비가 적습니다.

RAM 계산

서버 프로세서 시장에서 곧 HBM 메모리 구성을 보게 될 것입니다. 문제는 크기 측면에서 고정되어 있고 더 많은 양의 RAM이 필요한 경우 기존 RDIMM 소켓을 버려야 한다는 것입니다. RAM을 프로세서에 통합하는 것을 완전히 파괴하여 시스템에서 구현하지 않아도 됩니다. 어쨌든 이러한 솔루션은 프로세서에 RAM을 완전히 통합하는 것보다 데이터 액세스 측면에서 대기 시간이나 소비를 줄이지 않습니다. 실제로 그렇게 하는 것이 아니라 RAM을 더 가깝게 가져오기 때문입니다.