Zahlreiche DRAM-Hersteller und die Chipsatz-Schmiede VIA wollten die siebte Platform Conference in San Jose Ende Januar 2002 nutzen, um den Durchbruch von DDR333 zu feiern. Seit ihrer ersten Ausgabe 1999 hat sich die Veranstaltung des Marktforschungsunternehmens InQuest zu einer kleinen Alternative für Intels Monster-Show IDF gemausert.
Schon im Vorfeld der Konferenz herrschte rund um DDR-333 ungewöhnlich viel Wirbel: VIA kündigte ein "Gipfeltreffen" der beteiligten Firmen an und versprach ausführliche Kompatibilitätstests. Für weitere 66 MHz mehr gegenüber DDR266 ein überraschend großer Aufwand.
Durch die Platform Conference zeigte sich schließlich, dass einfache Takterhöhungen auch beim DRAM langsam an ihre Grenzen stoßen. Die präsenten Firmen wie Micron, Infineon, Elpida und Samsung kämpfen noch mit zahlreichen Problemen.
Knackpunkt JEDEC
Was zum Beispiel als "PC333" in den Handel kommt, sollte in der Regel den Spezifikationen des Ingenieurskonsortiums JEDEC entsprechen. Von einem echten "Standard" kann man dann aber noch nicht sprechen. Es gibt keine Logos, eingetragene Warenzeichen oder dergleichen, die Standard-Kompatibilität versprechen und deren Gebrauch auch überwacht werden würde.
Die JEDEC ist ein lose organisierter Verband, in dem Entwickler von Halbleiterherstellern sich an einen Tisch setzen und Empfehlungen für DRAM-Designs aussprechen. Was von der JEDEC dann verabschiedet wird, sind im Wesentlichen elektronische Schaltpläne für DRAM-Chips und Speichermodule, die so genannten "Gerber files". Diese "Gerbers" bilden dann die Basis für die Massenfertigung.
Diese Gerbers kann jeder Hersteller nach eigenem Gutdünken modifizieren und seine Produkte immer noch als "DDR-333" bezeichnen. Inkompatibilitäten sind damit vorprogrammiert.
Kritische Signalqualität
In den ersten Jahren der DDR-Entwicklung hat der damals noch große Rambus-Fan Intel immer wieder einen Punkt des DDR-Designs kritisiert. DDR-Module stellen eine Stichleitung dar, die von einem hoch getakteten Bus abzweigt. Das provoziert Rauschen und Reflektionen.
Bei Rambus ist das anders: Hier wird das Signal quer über das Modul geführt und landet dann wieder auf dem Bus. Um dennoch in den DDR-Markt einsteigen zu können, hat Intel 2001 bei der JEDEC sehr genaue Spezifikationen eingebracht. Geringe Toleranzen bei Länge, Breite, Kapazität und Induktivität der Leiterbahnen reduzieren das Problem.
Bei physikalischen 166 MHz, die DDR333 erfordert, wird das Rauschen zu einem großen Problem. Im folgenden Bild sind die Signale eines herkömmlichen DDR-DIMMs mit 333 MHz und einem neuen Modul zu sehen, das den aktuellsten JEDEC-Daten entspricht.
Was in diesem Bild oben als aktuelles DDR333-Modul zu sehen ist, wurde von bösen Zungen auf der Platform Conference auch als "übertaktetes DDR266-Modul" bezeichnet. Da die JEDEC für Teile der DDR333-Architektur noch immer tagt, sind die schon im Handel befindlichen DDR333-DIMMs mit Vorsicht zu genießen. Den neuesten JEDEC-Gerbers entsprechende Module sollen laut Infineon und Micron erst im dritten Quartal 2002 in großen Stückzahlen verfügbar sein - bisher sei die Ausbeute noch zu gering, meinten die Speicherhersteller.
Lösungen mit Pferdefuß
Zwei Auswege aus der Misere sehen VIA und die DRAM-Macher. Zum einen wird jetzt vorausgesetzt, dass die Laufzeiten auf den Befehls- und Adressleitungen (Command/Adress, CA) sehr genau abgestimmt sind. Das verteuert aber die Boards.
Zum anderen werden die Busimpedanz und Abschlusswiderstände für die Stichleitungen auf dem Modul jetzt verändert - zwischen 7,5 und 10 Ohm sind im Gespräch. Das hat aber den Nachteil, dass manche ältere DDR-266-Module in den DDR-333-Boards nicht laufen werden. Deren nicht angepasste Impedanz sorgt für Reflexionen und Signalverzerrungen auf dem Bus.
Diese Schwierigkeiten sind auch der Grund, warum VIA jetzt Kompatibilitätslisten für DDR-333-Module erstellen will. Wenn DDR-333-Boards erst einmal in großer Stückzahl im Handel sind, sollte man genau auf die Bezeichnung der DDR333-Module achten und nur die empfohlenen benutzen.
DDR400 oder DDR-II?
Während die Probleme mit DDR-333 gerade noch lösbar erscheinen, sind die Speicherhersteller bei 200 MHz physikalischem Takt für DDR-400 weniger zuversichtlich. Microns Marketing-Engineer Brett Williams meinte zwar, dass dieser Speicher noch auf den Markt kommen würde. Der Aufwand erfordere aber einen hohen Aufpreis, so dass er dafür keinen Massenmarkt sieht.
Viel lieber wäre ihm ein direkter Umstieg auf DDR-II, der aber erst ab Mitte 2003 erfolgen dürfte. Bei DDR-II sind zahlreiche Änderungen der Speicherchips selbst vorgesehen. So erfolgt etwa der Abschluss des Busses direkt auf dem Die, was die Stichleitungen verkürzt. Daten- und Versorgungsleitungen arbeiten mit 1,8 statt wie bisher 2,5 Volt, und die CAS-Signale werden nur noch bei Bedarf ausgelöst.
Die letzte Maßnahme erhöht allerdings die Latenzzeiten. Um dennoch zu deutlich mehr Leistung zu kommen, arbeitet die JEDEC noch an den Spezifikationen. Eine erste Version wird für Juni 2002 erwartet. (nie)