RAM bellek 70'lerden beri tüm bilgisayarlarda var, bunca zaman olurken bileşenlerin nasıl ortaya çıktığını ve kaybolduğunu gördük. Bazıları kullanılmadığı için, bazıları da diğerleriyle entegre oldukları için. Ancak, işlemcinin yanında hala var. Ama ya eğer RAM'i işlemcinin içine entegre ettik ve ortadan kaybolmasını mı sağladı? Bunu yapmak mümkün mü? Size açıklıyoruz.
Donanımdaki eğilim, anakartların birkaç yıl öncesine göre daha basit hale gelmesidir. Birkaç yıldır insanlar RAM'e izin verecek belirli teknolojilerden bahsediyorlar ve işlemci aynı varlık içinde birleştirmek için. Gelecekte görecek miyiz yoksa bunun yerine sınırlamaları var mı?
RAM'i işlemciye entegre etmek mümkün mü?
İşlemcilerin performansıyla ilgili kavramlardan biri, bellek komutları yürüten birimlere ne kadar yakınsa, yönergeleri çözmek daha az zaman aldığından performansın o kadar iyi olduğudur. Sebep? Basit, elektrik sinyalinin kat etmesi gereken mesafe daha azdır. Yani ideal olan, işlemci ve belleğin aynı çip üzerinde olmasıydı.
Ancak, her işlemcinin programları yürütmek için kullandığı destek belleği olan RAM belleği olduğu gerçeğiyle kendimizi buluyoruz. Hangisi, zaten bildiğiniz gibi, çipin dışındadır ve bu nedenle ideal performansı getirmez. Bu da yetmezmiş gibi, bu mesafe veri aktarımı sırasında enerji tüketimini artırır.
RAM belleğin herhangi bir mimarinin temel bir parçası olduğunu ve onu silemeyeceğimizi göz önünde bulundurarak, bu bileşeni gözden kaçırırsak ne olacağını merak ettik. Yani, işlemciye entegre edersek. Her halükarda, bu tür yongalar zaten mevcuttur, çünkü mikrodenetleyiciler tam olarak çip içinde çalıştıkları belleğe sahiptir, ancak işlevi çok sınırlıdır.
RAM'i işlemciye entegre etmenin avantajları
Öncelikle işlemciye RAM entegre etmenin avantajlarından bahsedeceğiz. Şu ana kadar üreticilerin bunu yapmasını engelleyen teknik sınırlamaları dikkate almayacağımız için bunu şartlı koyduk. Daha sonra gireceğimiz hakkında. Bu yüzden şimdilik kendimizi kavramın teoride ne olacağı ve beraberinde ne gibi avantajlar getireceği ile sınırlayacağız.
BMI kaybolacaktı
Tümleşik bellek denetleyicisi, harici bellekle erişimleri yönetmekten sorumlu olduğundan ve bu nedenle, alanı işlemcinin içindeki RAM belleği tarafından doldurulacağından, sonunda ortadan kalkacaktır. Aynı şekilde sistem belleği ile dışarıdan iletişim kurmakla görevli arayüz olan periferinin tamamı da söz konusu bellek teoride olmadığı için ortadan kalkacaktır.
İşlemci performansı artar
Açıkçası, verilere ve talimatlara erişim süresini tamamen azaltarak, hepsi daha kısa sürede yürütülür ve açıkça bunların performansı, belirli bir zamanda yürütülebilen komut sayısıyla ölçülür. Neden? Niye? Bunun, programları daha hızlı yürütmeye veya bunda başarısız olursa, aynı anda birkaçını yönetebilmeye dönüşmesi nedeniyle.
Tüketim azalır
Bir bit veriyi işlemci içinde iletmek şu anda 0.1 pJ/bit enerji maliyetine sahipken, DDR5'e yapmak 7 pJ/bit maliyete sahip yani enerji tüketimi 70 kata kadar azaltılmış olur. veri iletişimi söz konusu olduğunda.
Önbellek kaybolmaz
Önbelleğin işi, bilginin geçici bir kopyasını RAM'de, ancak çipin içinde bulundurmaktır, böylece ona ulaşmak daha az zaman alır. Rastgele erişim belleğini çipin içine koyarsak, ona daha az gecikmeyle ulaşacağımızı ve dolayısıyla daha yüksek önbellek düzeylerinin gereksiz hale geleceğini görürüz. Yani teorik olarak önbellek yardımcı programını yükleyeceğiz. Ancak, durum tamamen böyle değildir ve bir sorunla karşılaşırız.
Önbelleklerin, her çekirdekte en düşük seviyelerde yerel kopyalara sahip olarak bellek erişimlerindeki blokajları azaltma ikinci faydasına sahip olduğu göz önüne alındığında, önbellek olmasaydı, çok büyük sayıdan dolayı veri yolunda bir tıkanıklık sorunu yaşardık. olacak istekler. Diğer bir deyişle, tüm işlemciler için bir bellek havuzuna sahip olmak ve yerel bir yedeği olmamak, fazla erişim nedeniyle performansın yükünü azaltır.
Böylece en az bir önbellek düzeyine sahip oluruz, birinci düzey, genellikle veri ve talimatlara bölünür ve en az gecikmeye sahip olandır. Halihazırda birkaç çekirdek arasında paylaşılan bir ara önbellek düzeyi eklemek mümkün olabilir, ancak tasarımcıların gecikme süresinin işlemcinin tümleşik RAM'inden daha düşük olduğundan emin olması gerekir.
Peki neden yapılmıyor?
Önbellek belleğini size neden anlattık diye merak ediyorsanız, bunun nedenlerinden biri de chip üzerinde yer olmamasıdır. Bir işlemci üretirken, zaten bildiğiniz gibi, onu kim satmak isterse, kaç gofret olduğunu, gofret başına kaç işlemci olduğunu ve ne kadara mal olduğunu hesaba katmalıdır. Bir DIMM veya SO-DIMM RAM belleği alın ve oradaki tüm yongalara bakın, bunun işlemciye sığacağını düşünüyor musunuz? Hayır yapılamaz.
Bu nedenle, RAM belleği ve işlemcileri üretmek için kullanılan yöntemler zaman içinde farklılık gösterdi ve günümüzde TSMC gibi işlemcilerde uzmanlaşmış dökümhanelerin bellek ve işlemci üretimi söz konusu olduğunda öne çıkmadığı noktaya kadar. tersine. Ev sistemlerinde nadiren görülen, ekonomik olarak haklı çıkaran aynı şey için geliştirilmekte olan bir çip olmadıkça, her iki çip türünün aynı anda birleştirilmesine izin veren bir süreç görmek çok zordur.
İşlemcideki RAM'e alternatifler
Alternatifler, işlemciyi RAM ile yan yana yerleştirerek ve her ikisini de 2.5DIC olarak bilinen ve daha önce gördüğümüz bir aracıya monte ederek silikon yoluyla viyalara dayalı entegre devreler oluşturmak için yeni yöntemleri kullanmaktan başka bir şey değildir. HBM hafızalı sistemlerde. Diğer çözüm, RAM yongalarını işlemcinin veya 3DIC'nin üzerine istiflemektir. Sorun? Bu yöntemlerin ekstra maliyetleri o kadar yüksektir ki, her iki durumda da sunulan bellek, geleneksel RAM'den daha düşük gecikme süresine ve tüketime sahip olmasına rağmen, iç pazar için uygun değildir.
Sunucu işlemcileri pazarında yakında HBM bellekli yapılandırmalar göreceğiz, sorun şu ki, boyut olarak sabitlenmişler ve daha büyük miktarda RAM gerekirse, geleneksel RDIMM yuvalarını atmak gerekecek. Bu da bizi sisteme uygulamak zorunda kalmaktan kurtarmak için işlemciye entegre RAM'i tamamen yok eder. Her durumda, bu çözümler veri erişimi açısından RAM'in işlemciye tam entegrasyonundan daha düşük bir gecikme veya tüketim sağlamaz, çünkü biz gerçekten bunu yapmıyoruz, RAM'i yaklaştırıyoruz.
