为何说「SRAM下一步是生是死?」因为SRAM除用在高速网通设备外,最大宗的应用是处理器内的高速缓存。然2007年1月AMD向瑞士ISi(Innovative Silicon Inc.)取得Z-RAM技术的授权,Z-RAM是一种密度比DRAM高、速度比DRAM快的内存,但先决条件必须在已使用硅绝缘(SOI)制程的芯片上才能使用,而AMD的CPU几乎都已使用SOI制程,但并自ATI的相关芯片(GPU)则因代工业者为TSMC,因此还未使用SOI。所以AMD向ISi取得Z-RAM技术必是用于CPU内,且很大的可能是做为高速缓存,如果此事成真,未来用的高速缓存就是Z-RAM而非SRAM。
BigPic:461x600 |
即便Z-RAM无法比SRAM快,但Z-RAM密度比DRAM高,速度也比DRAM快,一旦做为高速缓存则可「以量取胜」,用较高的容量来增加快取命中率以弥补存取效能,更何况ISi方面宣称Z-RAM效能近似于6T SRAM,因此未来取代SRAM的机会大增,一旦Z-RAM成功取代SRAM,SRAM就几无可立足的应用,等于宣告死亡,同EPROM或其他作古内存般,纯为书上的一页。
更重要的是,Z-RAM的记忆位、记忆格(Cell)仅1T(1个晶体管),比SRAM的4T、6T(4、6个晶体管)省电路空间,同时也省功耗用电,甚至也比DRAM还省,因为DRAM的记忆格为1T1C(1个晶体管+1个电容),而Z-RAM原理上与DRAM一样是1T1C,但1C部分用的是晶体管与SOI绝缘层间的电容效应,所以真正的电容就省了。
如此看来SRAM似乎没未来了,然偏偏2007年7月IBM宣布发展出频率达6GHz的SRAM,使SRAM最重要的效能价值再度领先各内存,如此CPU内的高速缓存有可能持续以SRAM为首选,而非Z-RAM。
事实上这个宣布算晚,因为在此之前,使用新的65nm制程(之前使用90nm)的Cell处理器,其快取部分就已使用这项技术,因而拥有6GHz的超高速表现,此消息于2007年2月的ISSCC盛会中透露。
6GHz不仅代表高速、高效能,也代表IBM的超强工艺技术,目前仅IBM的POWER6处理器能突破4GHz魔障,而Cell内的6GHz SRAM算是第二个,此同样出自IBM之手。
不过,为了达到6GHz的高速也付出大代价:每个记忆格所耗用的晶体管数从过去的4T、6T增至8T,即是8个晶体管才能记忆1个位,如此电路面积、功耗必然增加。
进一步的,现有CPU内的高速缓存多是用6T SRAM(6T比4T快),未来将有2种走向可能,一是换成Z-RAM,如此速度相近,容量可增6倍,功耗可省6倍;另一是升级成8T SRAM,如此速度可倍增,从3GHz~4GHz间增至6GHz,但容量得减25%,或容量不减改选择功耗增25%,到底那个合算?恐得要仔细权衡舍取了!
最后最令人疑惑的:AMD的CPU所使用的SOI技术主要来自于IBM,而AMD为何未跟进Cell的作法:实行更高速的6GHz SRAM。而是向ISi授权Z-RAM,关于此只能假设未来AMD会在效能取向的CPU上用6GHz SRAM,而在低功耗取向的CPU上用Z-RAM,此假设是否成立有待时间验证。