Así lograrán las memorias DDR5 aumentar su velocidad con menos voltaje

Así lograrán las memorias DDR5 aumentar su velocidad con menos voltaje

Javier López

Uno de los mayores problemas que enfrenta el JEDEC actualmente para las memorias RAM es lograr mayores anchos de banda a base de unas mayores frecuencias. Todo sin que se cometan errores de lectura, escritura o copia en ningún momento y además, utilizando para ello un menor voltaje general. ¿Cómo lo logran exactamente? No es solo una técnica la que utilizan, pero si tuviésemos que destacar una seguro sería la llamada conocida DFE.

La palabra o concepto clave, no solo en DDR5, sino en las memorias en general es sin duda mitigación. La mitigación en sí misma puede llegar de diferentes maneras, pero la más útil es sin duda cuando se combina con la prevención.

Compensación, mitigación y prevención son las bases de DFE

DFE 3

DFE es el acrónimo de Decision Feedback Equialization, traducido como un concepto similar a ecualización por realimentación de decisiones y es una técnica que se está usando en amplios campos de la informática por sus beneficios para lograr mejores velocidades.

Para explicar qué es DFE tendremos que poner algunos ejemplos, puesto que la definición en sí misma no es demasiado instructiva: es una técnica que compensa el mal funcionamiento de ciertos bits mal ejecutados con anterioridad.

Desde el punto de vista de la memoria, tendremos que imaginar un canal de RAM ficticio, donde  se envían una serie de ceros continuamente, luego un solo 1 y luego otra serie de ceros continuos. Para cambiar de cero a uno se necesita un salto en el transmisor y el canal, pero para lograrlo es necesario que la velocidad y el tiempo de respuesta sean lo más cortos posibles para no inducir a error y así alcanzar el umbral para que la memoria registre el 1.

DFE 1

En la imagen superior se puede ver como el umbral de la memoria siempre está bajo, sobre -1,5V (no es el voltaje general de la misma obviamente), y cuando el 1 intenta registrarse y necesita superar dicho umbral de cero para que quede constancia, el voltaje no es capaz de llegar siquiera a ofrecer el valor cero.

DFE 2

Si la memoria sabe que el valor que precedía al 1 era un cero, la nueva DDR5 será capaz de bajar el umbral por debajo o podrá aumentar el voltaje más de lo establecido, lo que mejor se ajuste para poder registrar así el 1.

Mayores frecuencias determinarán mejores chips, más duraderos y con más tolerancias

DFE 4

Esto es útil cuando la frecuencia está sufriendo por adaptarse a nuevas cotas y le está costando salvaguardar el registro de los datos. Esto por supuesto es aplicable a una cadena de bits muchísimo más larga, donde la complejidad y velocidad se multiplican así como los cambios en los voltajes VREF.

La ventaja clave de usar DFE es que el ruido no se amplifica junto con la señal debido a que el cambio en el voltaje es solamente debido a los valores digitales con los que trabaja y por lo tanto la señal queda limpia.

DDR5

Lo único que tienen que tener en cuenta los diseñadores de las plataformas y sistemas es que el número de DFE por segundo sea limitado de manera realista en cada sistema.

Estas variaciones del voltaje tienen un impacto en el consumo de energía como en el silicio de las propias NAND Flash, así que será interesante ver como evoluciona el sistema de la mano de los fabricantes de memorias y cuanta durabilidad certifican.