Memoria RAM DDR apilada vertical en 3D, ¿por qué no llega a PC?

El uso de memoria en 3D o memoria apilada no es algo exclusivo de la memoria HBM, sino que existen variantes de cada estándar de memoria DDR que parten del mismo principio y son llamadas 3DS-DDR, las cuales consisten en apilar varios chips de memoria y que estos ocupen menos espacio en la placa base. ¿Por qué no se utilizan en un PC de escritorio o en portátiles?

Hace ya unos días que Samsung anunció un módulo DDR5 con una capacidad de 512 GB, ¿el secreto para conseguirlo? El uso de memoria de la 3DS en dicha DDR5, y es que las variantes 3D Stack de los estándares de memoria DDR no son algo exclusivo y único, ya que forman parte del estándar de la JEDEC.

Claro está que no lo vemos siendo utilizado para los PC domésticos y su uso se limita a servidores donde se manejan grandes volúmenes de datos resultando un aumento considerable en el rendimiento el tener la mayor cantidad posible de ellos en la RAM en todo momento, y en eso es clave la memoria 3DS-DDR, pero, ¿por qué no la vemos implementada en PC?

¿Cómo solucionar el problema de la capacidad?: memorias 3DS-DDR

3DS-DDR JEDEC

La idea de apilar varios chips distintos en vertical responde no solo a la necesidad, sino al argumento de tener que reducir el consumo energético de la transmisión de datos, algo que es fácil de visualizar si conectamos dos elementos de hardware en serie colocados en horizontal. ¿El problema? El consumo energético es exponencial con la velocidad de reloj y el voltaje, donde este último crece de manera lineal con el primero. Por lo que la solución pasa por aumentar la cantidad de interconexiones, pero en un bus normal no se puede hacer al aumentar el tamaño del chip. ¿La solución? Conectar los chips en vertical, uno encima del otro.

Este planteamiento fue clave para el desarrollo de la memoria HBM, pero al mismo tiempo la JEDEC empezó a plantear dentro del estándar una solución similar de bajo coste para las memorias DDR, lo que acabó en el desarrollo de la memoria 3DS-DDR. La diferencia con la memoria HBM es que la comunicación no requiere de un interposer, sino con el tradicional bus de 64 bits de la memoria DDR para comunicarse con el controlador o interfaz en el lado de la memoria. Esto propicia que se puedan apilar hasta 4 chips de memoria.

¿Por qué no se ha implementado en los PC domésticos?

3DS DDR render conceptual

A simple vista la implementación de la memoria 3DS-DDR no debería ser un problema, en especial en portátiles donde el espacio es importante, ya que sería tan sencillo como soldar 2 o 4 pilas dependiendo del número de canales de memoria que queramos tener en el sistema. Claro está que se perdería la capacidad de poder ampliar la memoria RAM, pero esta también se encuentra limitada en aquellos que hacen uso de memoria LPDDR4 o LPDDR4X.

¿Entonces cómo es que la memoria 3DS-DDR4 no se ha estandarizado en portátiles? No es por el hecho que su implementación podría limitar las capacidades de expansión viendo la tendencia a las que van ciertos fabricantes, sino porque rompe por completo la ventaja en consumo del uso de interconexiones verticales al no usar un interposer para la interconexión. Por lo que el consumo energético de la memoria 3DS-DDR4 es el mismo que la DDR4, ya que la interconexión procesador-memoria es la misma. A todo esto le tenemos que añadir los altos costes de fabricar memorias apiladas que hacen uso de vías a través de silicio.

Es precisamente el alto coste en su fabricación el que hace que los DIMM con memoria 3DS-DDR se encuentren en exclusiva en el mercado de los servidores donde son utilizados en módulos RDIMM y LRDIMM en vez de los módulos convencionales que utilizamos en nuestros PC. En todo caso, la ventaja sobre el espacio que aporta apilar los chips de memoria es atractiva en portátiles por el hecho que cada milímetro cúbico en el interior cuenta.