Στην φρενίτιδα της τεχνητής νοημοσύνης (AI), η μηχανική μάθηση (ML) και η εξόρυξη δεδομένων, η επιθυμία μας για επεξεργασία δεδομένων δείχνει πρωτοφανή ανάπτυξη δείκτη.Αντιμετωπίζοντας αυτήν την προοπτική, το πλάτος του εύρους ζώνης μνήμης έχει γίνει ένα κλειδί "αρτηρίες" στην ψηφιακή εποχή.Μεταξύ αυτών, η τεχνολογία DDR (Double Data Rate), γνωστή για τα ποσοστά μετάδοσης διπλών δεδομένων και το υψηλότερο εύρος ζώνης ως δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης (DRAM), έχει προωθήσει σημαντικά τη βελτίωση της απόδοσης του υπολογιστή.Από τη γέννηση της πρώτης γενιάς τεχνολογίας DDR το 2000, στο DDR5 το 2020, κάθε γενιά τεχνολογίας DDR έχει επιτύχει σημαντικές βελτιώσεις σε διάφορες πτυχές όπως το εύρος ζώνης, η απόδοση και η κατανάλωση ενέργειας.

Σήμερα, είτε πρόκειται για PC, φορητό υπολογιστή ή τεχνητή νοημοσύνη, διάφορες βιομηχανίες επιταχύνουν για να προχωρήσουν προς τη νέα εποχή του DDR5.Φέτος, η αγορά AI Generation είναι αναπτυσσόμενη και οι διακομιστές AI που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές μεγάλου μοντέλου έχουν προωθήσει έντονα τη ζήτηση για DDR5.Με την ανάκτηση της ζήτησης για την αγορά μνήμης, οι προμηθευτές τσιπ μνήμης έχουν δείξει την παραγωγική ικανότητα του DDR5 το τέταρτο τρίμηνο του τρέχοντος έτους για να αντικαταστήσουν σταδιακά το τρέχον DDR4.

Ωστόσο, η νέα εποχή του DDR5 έφτασε, ωστόσο, ορισμένες προκλήσεις έχουν επίσης εμποδίσει την περαιτέρω ανάπτυξη της βιομηχανίας.

DDR5 ERA: Προκλήσεις σχεδιασμού πίσω από την απόδοση Ultra -High -Speed

Τον Ιούλιο του 2020, το πρότυπο τεχνολογίας μνήμης DDR5 κυκλοφόρησε επίσημα, σηματοδοτώντας ότι η τεχνολογία μνήμης άνοιξε ένα νέο κεφάλαιο.Το DDR5 έχει προσελκύσει ευρεία προσοχή με υψηλότερο εύρος ζώνης και απόδοσης.Σε σύγκριση με το προηγούμενο DDR4, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του DDR5 είναι ότι έχει μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας και διπλασίασε το εύρος ζώνης.Συγκεκριμένα, έχει φτάσει ο υψηλότερος ρυθμός του τρέχοντος πρωτοκόλλου απελευθέρωσης του DDR5 6.4GBPSΗ συχνότητα του ρολογιού αυξήθηκε επίσης από 1,6GHz σε 3,2GHz.

Όταν διερευνούμε περισσότερες λεπτομέρειες του DDR5, διαπιστώνουμε επίσης ότι αυτή η νέα τεχνολογία έχει φέρει κάποιες πρόσθετες τεχνικές προκλήσεις.Για παράδειγμα, η τάση τροφοδοσίας του DDR5 μειώνεται κατά 0,1V κατά 1,2V από το DDR4, φθάνοντας στο 1,1V. Οι προκλήσεις, όπως οι τεχνικές προκλήσεις, όπως ορισμένες τεχνικές προκλήσεις, όπως ορισμένες τεχνικές προκλήσεις, όπως ορισμένες τεχνικές προκλήσεις, όπως ορισμένες τεχνικές προκλήσεις, όπως όπως, Ορισμένες τεχνικές προκλήσεις, όπως, όπως οι τεχνικές προκλήσεις, όπως, όπως ορισμένες τεχνικές προκλήσεις. Για παράδειγμα, είναι πιο πιθανό να διαταραχθεί από τον θόρυβο, γεγονός που καθιστά την ακεραιότητα του σήματος πιο δύσκολη, επειδή η ποσότητα θορύβου μεταξύ της τάσης Μεταξύ της τάσης κατά τη διάρκεια του διακόπτη σήματος είναι μικρότερη και μπορεί να επηρεάσει το σχεδιασμό.

Μια άλλη σημαντική αλλαγή του DDR5 είναι διαφορετική από τον τρόπο με τον οποίο το τσιπ διαχείρισης ισχύος (PMIC) του DDR4 είναι ενσωματωμένη στη μητρική πλακέτα. Η DDR5 μεταβίβασε το IC διαχείρισης ενέργειας (PMIC) από τη μητρική πλακέτα στη μονάδα άμεσης μνήμης Dual -Column (DIMM).Αυτό επιτρέπει τη διαχείριση ισχύος, τη ρύθμιση της τάσης και την αλληλουχία ισχύος σε φυσική πλησιέστερη στη συσκευή αποθήκευσης στη μονάδα, η οποία βοηθά επίσης στη διασφάλιση της ακεραιότητας τροφοδοσίας (PI) και στην ενίσχυση του ελέγχου της μεθόδου λειτουργίας PMIC.

Επιπλέον, όταν ο συνολικός αριθμός των bits δεδομένων παραμένει αμετάβλητος, ο αριθμός των καναλιών DIMM από 1 κανάλι σε 2 κανάλια είναι επίσης μια σημαντική πρόοδος. Με τη μετάδοση δεδομένων σε δύο στενές μετάδοσης καναλιού, μπορεί να δημιουργηθεί πιο αποτελεσματικά και να δημιουργηθεί αποτελεσματικότερα Σήματα ρολογιού για τη βελτίωση της ακεραιότητας του σήματος.

Προφανώς, η ανάπτυξη του προτύπου DDR5 έχει επίσης λάβει υπόψη το πρόβλημα ακεραιότητας σήματος και η μεταφορά του PMIC στη μονάδα θα ασκήσει επίσης τα αντίστοιχα πλεονεκτήματα.Ωστόσο, οι σχεδιαστές πρέπει ακόμα να εξετάσουν τη συνολική επίδραση της ακεραιότητας του σήματος της τροφοδοσίας.Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το DDR5 έχει ρυθμό δεδομένων μέχρι 6,4GBP και τη συχνότητα ρολογιού του συστήματος 3,2GHz. Ο θόρυβος ισχύος μπορεί να προκαλέσει πιο προφανή προβλήματα σε αυτή τη λειτουργία υψηλής ταχύτητας, η οποία θα επηρεάσει την απόδοση του συστήματος και τη σταθερότητα.Εάν η ακεραιότητα της ισχύος και η ακεραιότητα του σήματος αναλύονται χωριστά, μπορεί να χαθεί το πρόβλημα του θορύβου της τροφοδοσίας.

Ως εκ τούτου, για να δοθεί πλήρες παιχνίδι στην απόδοση του DDR5, όλα τα βασικά σημεία του συστήματος πρέπει να περιλαμβάνουν μάρκες, συσκευασίες και PCB για ανάλυση ακεραιότητας σήματος της επίδρασης της τροφοδοσίας.Ωστόσο, η ανάλυση αυτού του επιπέδου είναι ένα πολύπλοκο έργο. Έχει υψηλές απαιτήσεις για τα εργαλεία υλικού και λογισμικού που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση προσομοίωσης για την υποκείμενη πλατφόρμα υπολογιστών. Η δυσκολία και η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού.

Απελευθερώστε πλήρως το δυναμικό του DDR5, Cadence

Ήδη το 2005, η έννοια της "λαμβάνοντας υπόψη την επιρροή της παροχής ρεύματος" έκανε ντεμπούτο για πρώτη φορά. Είναι μια προηγμένη μέθοδος προσομοίωσης ακεραιότητας σήματος που μπορεί να αναλύσει τα σήματα και τον θόρυβο ισχύος ταυτόχρονα (Εικόνα 1).Η λύση ακεραιότητας σήματος που λαμβάνει υπόψη την επίδραση της παροχής ρεύματος πρέπει να εξετάσει την αντανάκλαση, τη χορδή, τη διαδοχική και άλλα αποτελέσματα και την εξοπλισμένη με την αντίστοιχη τεχνική επιθεώρησης προσομοίωσης και κανόνων.Αξίζει να σημειωθεί ότι προκειμένου να εφαρμοστεί αποτελεσματικά η προσομοίωση ακεραιότητας σήματος που λαμβάνει υπόψη τον αντίκτυπο της τροφοδοσίας, είναι απαραίτητο να εκτελεστεί στη φάση ανάλυσης μετά από τακτική επιθεώρηση και καλωδίωση, επειδή συμβαίνει η αλληλεπίδραση/σύζευξη του επιπέδου και του σήματος Μετά την ολοκλήρωση της καλωδίωσης.

Επομένως, πρέπει συχνά να παρέχεται μια πλήρης λύση που λαμβάνει υπόψη την επίδραση της παροχής ρεύματος:

l Ένα σύνολο λύσεων γρήγορης επιθεώρησης για εξασθένηση σήματος και τροφοδοτικό σε σήματα

Το L μπορεί να προσομοιώσει τον προσομοιωτή πεδίου χρόνου των μεγάλων κυκλωμάτων (τα αποτελέσματα των δικτύων πολλαπλών σημάτων και των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας)

L Δίκτυο ισχύος και μοντελοποίηση δικτύου σήματος

l Υψηλή -επίπεδη εισροή/έξοδο (I/O) buffer μοντελοποίηση

Εικόνα 1: Το αποτέλεσμα της ακεραιότητας του σήματος τόσο της επίδρασης της τροφοδοσίας

Παρόλο που πολλά εργαλεία στην αγορά υποστηρίζουν τα βασικά πρότυπα μοντελοποίησης εισόδου/εξόδου που λαμβάνουν υπόψη την επιρροή της τροφοδοσίας, με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας διεπαφής μνήμης, οι απαιτήσεις της αγοράς για τα εργαλεία ακεραιότητας σήματος αυξάνονται επίσης. Το ακριβές εργαλείο εξαγωγής για το Το σήμα σύζευξης, η τροφοδοσία ρεύματος και το σήμα εδάφους στο PCB είναι σπάνιο.

Από αυτή την άποψη, ως κορυφαία επιχείρηση στον τομέα της προσομοίωσης EDA, η τεχνολογία Sigrity X που ξεκίνησε από το Cadence παρέχει μια ανάλυση ακεραιότητας σήματος για την επίδραση της τροφοδοσίας για DDR4 και DDR5.

Η τεχνολογία Sigrity X δεν συνειδητοποιεί μόνο την ακριβή εξαγωγή συζευγμένων σημάτων, τροφοδοσίας και σήματα εδάφους σε μάρκες, συσκευασίες και PCB, αλλά επίσης μπορεί να κάνει αποτελεσματική προσομοίωση σε αντανάκλαση, απώλεια, bandidal και σύγχρονο switch effects (SSO) στο ίδιο χρόνος.Οι σχεδιαστές που χρησιμοποιούν τεχνολογία Sigrity μπορούν να μετατρέψουν γρήγορα το μοντέλο του τρανζίστορ σε ένα μοντέλο IBIS συμπεριφοράς που θεωρεί την επιρροή της εξουσίας, έτσι ώστε μέσα σε λίγες ώρες, να μπορεί να προσφέρει ακριβή, αποτελεσματική και ολοκληρωμένη λαμβάνοντας υπόψη την προσομοίωση των αποτελεσμάτων τροφοδοσίας, τα οποία πολύ συντομεύει τον αρχικό αριθμό των αρχικά πρέπει να αριθμηθεί. Ο κύκλος σχεδιασμού του ουρανού.(Σχήμα 2)

Εικόνα 2: Εργαλείο ακεραιότητας και ακεραιότητας σήματος ρυθμού για συσκευασία PCB και IC

Η τεχνολογία Sigrity X απλοποιεί τη ροή εργασίας, παρέχει σύγχρονη προσομοίωση σχεδιασμού και την ακρίβεια του επιπέδου υπογραφής για τελική επαλήθευση.Τα σήματα, η ισχύς και τα προβλήματα θερμότητας μπορούν να λυθούν σε κάθε στάδιο σχεδιασμού, μειώνοντας έτσι τον αριθμό των επαναλήψεων μεταξύ των ομάδων σχεδιασμού και ανάλυσης.Οι σχεδιαστές μπορούν να εκτελέσουν τον κινητήρα πυρηνικού επιπέδου στο σχεδιασμό του υφάσματος σχεδίασης για προσομοίωση υψηλής προσομοίωσης, παρέχοντας έτσι σχεδιασμό υψηλής ποιότητας για τις ομάδες ανάλυσης για επαλήθευση.Αργότερα, η ομάδα ανάλυσης χρησιμοποίησε τη μηχανή παράλληλης προσομοίωσης μεγάλης κλίμακας για να κάνει πλήρη προσομοίωση του συστήματος για να εξασφαλίσει ότι ολόκληρο το "chip-packaging-pcb-shell" πληροί τις προδιαγραφές σχεδιασμού και προετοιμάζεται για την υπογραφή.

Αυτά τα πλεονεκτήματα καθιστούν τη Sigrity X την καλύτερη λύση για τη μνήμη DDR5 και τη διεπαφή 112G.Η μοντελοποίηση της διασύνδεσης Golden Standard συνδυάζει την προσομοίωση του τομέα χρόνου (προσομοίωση κυκλώματος και καναλιού) της ανάλυσης σειριακών/διαλύματος (SERDES) και υποστηρίζοντας τη διεπαφή μοντελοποίησης αλγορίθμου IBIS (AMI), η οποία δίνει τα μοναδικά πλεονεκτήματα του Cadence, Πλήρεις λύσεις.

Επιπλέον, η τεχνολογία Sigrity Xtractim και Sarlity 3D Solver μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό, η οποία επιτρέπει στους μηχανικούς να δημιουργούν πλήρη μοντέλα συσκευασίας που περιέχουν σήματα σύζευξης, τροφοδοτικά και μοντέλα διασύνδεσης γείωσης για διάφορους τύπους συσκευασίας, τα οποία αποτελεσματικά αντισταθμίζουν τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού και συσκευασίας Το χάσμα μεταξύ.

Επιπλέον, η τεχνολογία Sigrity Systemsi υποστηρίζει το μοντέλο IBIS που μπορεί γρήγορα να συνδεθεί με την επίδραση της τροφοδοσίας και του μοντέλου διασύνδεσης που λαμβάνει υπόψη την επίδραση της τροφοδοσίας. Ο σχεδιαστής μπορεί γρήγορα να καθορίσει τη χειρότερη κατάσταση μέσω αυτής της τεχνολογίας και να τη συγκρίνει με το Πρότυπο JEDEC Για να διασφαλίσετε ότι το DDR4/DDR5 η διεπαφή (συμπεριλαμβανομένων των απαιτήσεων επιτοκίου κώδικα χωρίς κώδικα) πληροί όλες τις σχετικές προδιαγραφές.

Το σχήμα 3 είναι η διαδικασία επιθεώρησης και προσομοίωσης που λαμβάνει υπόψη την επιρροή της τροφοδοσίας, η οποία βρίσκεται σε έντονη αντίθεση με την παραδοσιακή διαδικασία σχεδιασμού που κατευθύνεται (Σχήμα 4).Η διαδικασία σχεδιασμού των παραδοσιακών οδηγών περιορισμών περιλαμβάνει κυρίως τέσσερα μέρη: καλωδίωση πριν από την εξάπλωση, τον σχηματισμό περιορισμού, την επιθεώρηση κανόνων και την επαλήθευση μετά την ανανέωση.

Εικόνα 3: Το Cadence λαμβάνει υπόψη τη διαδικασία του οδηγού περιορισμού της επιρροής της τροφοδοσίας

Εναντίον

Εικόνα 4: Παράδειγμα παραδοσιακής διαδικασίας σχεδιασμού οδηγού περιορισμού

Μεταξύ των πολλών τεχνολογιών προσομοίωσης τρέχουσας προσομοίωσης, υπάρχουν συχνά αποσυνδέσεις μεταξύ της ανάλυσης σήματος και του δικτύου διανομής ενέργειας (PDN) και υπάρχουν κάποιες άλλες αδυναμίες.Υπό κανονικές συνθήκες, σύμφωνα με την πολυπλοκότητα του μοντέλου μπαχαρικών, μερικές φορές χρησιμοποιούν προσομοίωση χρονικού τομέα για να δημιουργήσουν μοντέλα ακριβούς αντίστασης/επαγωγής/πυκνωτών (RLC), και μερικές φορές αναλαμβάνει ένα ιδανικό επίπεδο εδάφους.Το μοντέλο πεδίου χρόνου που λαμβάνεται από αυτό βασίζεται στην απλή απόκριση συχνότητας της εξαγωγής προσομοίωσης, αν και είναι πιο βολικό, είναι ελαφρώς ανεπαρκές όσον αφορά την ακρίβεια.

Στην πραγματικότητα, υπάρχει επίσης μια αποτελεσματική μέθοδος για να συνδυαστεί η μέθοδος περιορισμένης διαφοράς χρόνου (FDTD) με τη συσκευή μικτής επίλυσης για την επέκταση της κάλυψης σε σήμανση, τροφοδοσία και γραμμή γείωσης.

Η επιτυχημένη περίπτωση πρακτικής αυτής της μεθόδου είναι το εργαλείο κινητήρα STRAPRITY SPEED2000 του Cadence. Ενσωματώνει και ενσωματώνει την έξοδο αρκετών λύσεων για την επίλυση της καλωδίωσης κυκλώματος, των γραμμών μετάδοσης και των προβλημάτων ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και μπορεί να εμφανίσει καλύτερα τα δεδομένα και την αλληλεπίδραση ισχύος/γείωσης σε διαφορετικά φορές.Και χρησιμοποιήστε τη μέθοδο FDTD για να αναλύσετε τη διάταξη της συσκευασίας IC και του PCB.Παρέχει μια σημαντική βάση αναφοράς για την περαιτέρω βελτιστοποίηση του σχεδιασμού κυκλώματος.

Κατά την είσοδο στο τελικό στάδιο υπογραφής, οι μηχανικοί συνήθως τείνουν να χρησιμοποιούν μεθόδους μοντελοποίησης 3D πλήρους κύματος για να αποκτήσουν υψηλότερη ακρίβεια.Αλλά αυτό θα καταναλώνει περισσότερους υπολογιστικούς πόρους και θα αυξήσει τον χρόνο προσομοίωσης.Για να ανακουφιστεί αυτό το πρόβλημα, μπορεί να υιοθετηθεί τεχνολογία διαίρεσης και παραλληλισμού.Από αυτή την άποψη, χρησιμοποιώντας το διαλυτή 3D Sarlity για μια ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (FEM) και στη συνέχεια συνδυάζοντας την τεχνολογία Sigrity Xtractim, τα αποτελέσματα κάθε ανάλυσης είναι συγκινημένες για να σχηματίσουν ένα μοντέλο παραμέτρων S με βάση την απόκριση συχνότητας, επιτυγχάνοντας έτσι το ολόκληρο το σύστημα σε ολόκληρο το σύστημα ή σε -βαθμό και ακριβή ανάλυση του σχεδιασμού.

Συνοψίζω

Ταυτόχρονα με το τεχνολογικό άλμα, η τεχνολογία έχει βελτιωθεί και είναι αναπόφευκτο να θέσουμε νέες προκλήσεις για τους σχεδιαστές.Στο δρόμο προς τη μνήμη DDR5 και τις νέες προκλήσεις, με την απότομη "αιχμηρή λεπίδα" του Cadence Sigrity X, οι μηχανικοί μπορούν να αντιμετωπίσουν ήρεμα τα σύνθετα ζητήματα της ακεραιότητας σήματος, εξασφαλίζοντας ότι το προϊόν δεν είναι μόνο συνεπές με τις προδιαγραφές. Απόδοση, προσθέτοντας ένα άλλο τούβλο στο δρόμο της μελλοντικής καινοτομίας.