入出力ピン当たりのデータ転送速度が8Gbpsの次世代高速メモリ技術を開発中
――ラムバス デベロッパ フォーラム JAPAN 2005レポート

　

　半導体用高速インターフェース技術の開発企業である米国Rambus社は，2005年7月7日〜8日に東京・渋谷のセルリアンタワー東急ホテルで，回路設計者向けセミナ「ラムバス デベロッパ フォーラム JAPAN 2005」を開催した．高速メモリ・インターフェース技術である「XDR（Extreme Data Rate）」や「DDR（double data rate）」，高速入出力インターフェース技術である「PCI Express（Peripheral Component Interconnect Express）」などの内容が詳しく紹介された．

●2007年にはXDR2対応半導体製品が登場

　Rambus社は，毎年，7月上旬に東京で回路設計者向けセミナを開催し，最新の技術動向を紹介している．今年は，高速メモリ・インターフェース技術XDRの次世代版である「XDR2」を開発中であることを公表した（写真1）．2007年には，XDR2技術を組み込んだ半導体製品を出荷できるようになるという．

　XDR2技術によるデータ転送速度は，入出力ピン当たり8Gbpsときわめて高い．×16ビット構成のDRAMにXDR2技術を導入すれば，16Gバイト/sものデータ転送を実現できることになる．

　Rambus社が開発した現行のXDRインターフェースは，主に，以下の三つの要素技術で構成される．

• システム・クロックの8倍の周波数でデータを転送する技術（ODR：Octal Data Rate）
• 約200mVと小さな振幅でデータを伝送する差動伝送技術（DRSL：Differential Rambus Signaling Levels）
• DRAMとメモリ・コントローラの間の遅延時間を2.5ps単位で制御する技術（FlexPhase）
  

　これに対してXDR2インターフェースでは，システム・クロックの16倍の周波数でデータを転送する．システム・クロックが500MHzのとき，XDRインターフェースではデータ転送周波数が4GHzになるのに対し，XDR2インターフェースでは8GHzと，XDRの2倍に増える（写真2）．

　また，DRAMのコア部とインターフェース部でデータをやり取りする方式を変える．現行のXDR DRAMでは，コア部を8バンクに分け，二つのバンクから同時にデータをアクセスしていた．XDR2 DRAMでは8バンクの各バンクを奇数バンクと偶数バンクに分ける．そして二つの奇数バンクと二つの偶数バンクから交互にデータをアクセスする．列（コラム）アクセスの速度が高まるとともに，1回にアクセスするデータの単位が小さくなる．この方式を「マイクロスレッディング（Micro-threading）」とRambus社は呼んでいる．

(a)トランスミット・イコライゼーションの原理

(b)アイ・パターン

●XDR DRAMモジュールを実際に動かす

　現行のXDR技術を導入したDRAM（XDR DRAM）は，現在，東芝，エルピーダメモリ，韓国Samsung Electronics社の3社が製品を出荷中である（写真5）．いずれも単体のDRAMであり，メイン・メモリを想定したモジュール製品はまだ登場していない．

　今回のフォーラムでは，XDR DRAMのメイン・メモリ用途を想定したモジュール技術をRambus社が公表した．一般的なシンクロナスDRAMモジュールと同じDIMMソケットに差し込む，カード型のモジュールである．搭載するモジュールの数は2個．メイン・ボードにはソケットをあらかじめ2個搭載しておく．1個のソケットにだけモジュールを載せるときは，空いたソケットにダミー基板（continuity module）を差し込む（写真6）．

　Rambus社の展示ブースでは，実際にモジュールを組み込んだボードを展示し，入出力ピン当たり3.2Gbpsのデータ転送を実行してみせていた（写真7，写真8）．これは×36ビット構成のモジュールである（×4ビットはエラー訂正用コード）．東芝の512MビットXDR DRAMを9個搭載する．DRAMの語構成は×4ビット．モジュール全体は銅（Cu）製のヒート・シンクで覆ってある．指でヒート・シンクを軽く触ってみると，かなり熱かった．

　また，東芝は，XDR DRAMが入出力ピン当たり4.8Gbpsで動くことを示した（写真9）．現在の製品仕様である3.2Gbpsは，電源電圧にかなり余裕があることがわかる．さらに仕様外だが電源電圧を2.1Vに上げ，6.4Gbpsと高い速度で動かしてみせた．

●PCI Expressシステムの開発支援用計測器が続々

　　このほか，展示ブースでは，PCI Expressバス・システムの開発を支援する計測器のデモンストレーションが目立っていた．

　レクロイ・ジャパンは，16レーンのPCI Expressバスに対応したエキササイザ「PETrainer EML」とプロトコル・アナライザ「PETracer EML」を展示した．米国LeCroy社は2004年10月に，バス・アナライザ・メーカのCATC（Computer Access Technology Corporation）を買収している．これらはいずれも，旧CATCの製品である．

　また，日本テクトロニクスは，PCI Expressバスのコンプライアンス・テストに対応したソフトウエア「TDSRT-Eye 2.0」をディジタル・ストレージ・オシロスコープ「TDS6154C」に組み込み，動作の実演を行った．「最近，コンプライアンス・テストの規格が一部変更された．そこで，規格変更に対応するソフトウェアを展示した」（展示ブースの説明員）．

ふくだ・あきら
テクニカルライター/アナリスト
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