La memoria RAM DDR5 podría ser la última para PC, ¿quién la sustituirá?

Hemos hablado bastante sobre la memoria RAM, sus nuevas versiones y velocidades así como los problemas de la industria sobre ella. Actualmente los procesadores y las tarjetas gráficas avanzan a mucho mayor ritmo que la RAM, lo que está generando cuellos de botella y muchas compañías comienzan a ver más allá, sobre todo en sistemas Exascale. ¿Tiene la DRAM las horas contadas? ¿será DDR5 la última versión? ¿quién la sustituirá?

La IA ha abierto un nuevo campo en la informática, un nuevo sector que está ansioso de recursos y que los devora a una velocidad inusitada. El ancho de banda está experimentando como concepto sus horas más bajas, ya que la disparidad entre componentes está propiciando cuellos de botella.

Con MCM los procesadores han escalado en potencia total, las GPU tienen HBM2E como novedad y amplían su potencia cada dos años, los SSD vuelven a elevar su rendimiento y las DRAM no pueden mantener el ritmo.

El escalamiento y apilamiento de la DRAM puede no ser suficiente

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La respuesta de la industria ante tales cuellos de botella es clara: hay que escalar la DRAM en dimensiones más pequeñas para aumentar su capacidad y poder aumentar su velocidad. Aunque las previsiones siempre son negativas con ella por motivos obvios, siempre ha sido la gran señalada dentro del mundo del hardware por ir con el mayor retraso de rendimiento frente a los demás componentes.

Se predijo su final con los 90 nm y en cambio vamos por los 10 nm, pero la polémica vuelve a estar encima de la mesa de nuevo por todo lo comentado.

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Salvo que ahora, DDR5 será un alivio momentáneo para el siguiente paso, el cual podría dar como fin a la DRAM tal cual la conocemos.

Los apilados 3D introducirán HBM como ya hemos visto en Lakefield de Intel y además surge un nuevo concepto que pone en jaque a la ya veterana DRAM, ¿cuáles son sus opciones reales para mantenerse en el mercado?

Aunque limitada, el mercado no puede deshacerse de ella tan fácilmente

Módulos DDR4 de SK Hynix fabricados con 1Z nm

La DRAM siempre está en el alambre y los fabricantes en el ojo del huracán. Pero el mercado en sí es consciente que aunque es el principal cuello de botella (dejamos el almacenamiento a un lado por motivos obvios) tiene una serie de beneficios que actualmente otra tecnología no puede ofrecer:

  • Acceso fácil a nivel de byte.
  • Tiempos de acceso relativamente rápidos.
  • Escritura y lectura simétricas.
  • Retención de datos infinita.
  • Resistencia «infinita».
  • Tecnología madura y con costes reducidos para su volumen.

Visto en perspectiva, se entiende el dilema de fabricantes y sistemas, pero ¿cuál es entonces la solución para su no desaparición? El aumento de la capacitancia por área. Se necesitan condensadores de celdas de bits más densos para albergar mayores velocidades, tamaños y en definitiva aumentar con ello el rendimiento general.

RAMBus afirma que la velocidad se duplica cada 5 o 6 años, un tiempo insuficiente en la industria sin duda y que determina un cableado cada vez más delicado de diseñar para soportar sin errores la cantidad de datos que se establecen.

¿Qué tecnología puede suplantar a la DRAM?: NRAM

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Según parece, la tecnología que puede degradar a DRAM a una nueva mejor vida estará en un punto entre la propia DRAM y las NAND Flash como tal, algo así como la XPoint de Intel y Micron pero llevado a un nuevo nivel.

La nueva tecnología parece ser que incluirá nanotubos de carbono, también llamados CNT y tomará como nombre principal el de NRAM, donde la N significa Nanotubos. La tecnología ha comenzado a ser desarrollada por Fijitsu, aunque su aplicación no está siendo como NRAM como tal, sino como dispositivos NVM.

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La base de las NRAM son las fuerzas de Van der Waals, donde los CNT se unen de tal forma que se convierten en una masa aleatoria de tubos de carbono en base a un conductor de electrodos. La unión se basa por lo tanto en el voltaje y se pueden romper por vibraciones térmicas mediante un voltaje opuesto.

Este efecto hace que la NRAM no sea consistente y que los intentos de IBM y Samsung siempre fracasaran, pero donde ellos lo hicieron Fujitsu dio con la tecla: añadir una capa más de CNT ordenada horizontalmente, la cual protege a la célula como si fuese una barrera para el metal.

NRAM

Las optimizaciones una vez superado este paso se han centrado en las resistencias y el ancho de las celdas, para lograr así una velocidad de conmutación de solo 5 ns sin depender del tamaño de la memoria. Se dice que podrán obtener 16 veces la densidad actual de la DRAM a misma velocidad que esta.

La velocidad será el segundo apartado a mejorar, pero si llegase a superar a DDR4 y posteriormente a DDR5, solo faltarían dos grandes empresas que apostaran por ella para romper el mercado de DRAM actual. Es cierto que al igual que con CMOS, la muerte de la DRAM ha sido vaticinada varias veces, quizás este es el mejor intento que tendrá la industria para dar el salto a un nuevo concepto que implique mejoras sustanciales a corto y largo plazo.