Samsung e Micron preparam nova geração de memória RAM em 3D

A informática depende de investimento e evolução em diversos setores para continuar sendo um mercado bem-sucedido. Acontece, no entanto, que o aprimoramento dos componentes se dá de forma separada, o que resulta na disparidade de tecnologia entre diferentes itens.

As memórias RAM, por exemplo, vêm evoluindo num ritmo mais lento do que os semicondutores. E não falamos apenas da redução no tamanho dos componentes, mas ressaltamos aqui as diferenças brutais de desempenho que são notáveis nas arquiteturas dos dispositivos.

As maiores fabricantes de cada ramo, contudo, não ficam paradas. Há sempre investimento em novas tecnologias, arquiteturas, processos de fabricação e diversos outros detalhes que podem melhorar a forma como os componentes se relacionam.

A Samsung é uma empresa que tem mostrado iniciativa, fato comprovado pelo recente anúncio sobre o desenvolvimento de memórias RAM em 3D. Pensando na grande revolução que está para acontecer, elaboramos este artigo para explicar o que mudará daqui para frente e quais os benefícios da nova tecnologia nos chips de memória.

A necessidade de um novo padrão

Depois de construir a maior fábrica de memória RAM do mundo e investir na produção de módulos com tecnologia de 20 nanômetros, a Samsung (companhia número 1 do ramo), junto à Micron (maior empresa americana do setor), aposta na revolução do padrão DRAM.

As duas companhias criaram o HMCC (Hybrid Memory Cube Consortium, em tradução livre "Consórcio de Memória Híbrida em Cubo"), associação que conta com o apoio de algumas empresas ? como a Altera Corporation, a Open Silicon e a Xilinx ? e pretende arrebanhar mais parceiras para encontrar soluções para a evolução dos módulos.

Segundo o documento oficial, a ideia de criar o consórcio partiu da premissa de que a largura de banda de memória requerida por computadores de alto desempenho e equipamentos futuros aumentou além do que as arquiteturas convencionais conseguem prover.

Isso quer dizer que o padrão DDR3 e a futura versão DDR4 não são capazes de fornecer desempenho equiparável ao dos processadores e demais componentes que estão prestes a surgir. A solução? O consórcio HMC pretende investir na produção de memórias 3D.

Como vai funcionar?

Para o consumidor, a memória DRAM 3D não vai apresentar diferenças significativas no modo de funcionamento. Isso porque o que deve mudar não é o funcionamento, mas sim a construção e o modo como os componentes internos dela se relacionarão.

O nome provisório para o padrão dos novos módulos é 3DRAM, a junção entre os termos 3D e DRAM. Considerando isso, nota-se que a dificuldade principal do consórcio HMC não será criar algo completamente novo, mas apenas adaptar os atuais chips de memória para trabalharem em camadas.

Apesar do nome sugestivo, as memórias 3DRAM não têm relação alguma com imagens que saem da tela. O "3D" empregado na nomenclatura vem para indicar que, em vez de criar um módulo simples com chips colocados lado a lado, as memórias 3DRAM devem trazer diversos chips interligados, sobrepostos e distribuídos em três dimensões.

Basicamente, um módulo de memória 3D deve ser organizado da seguinte forma: uma pilha de camadas DRAM (no topo) interconectadas por trilhas, uma camada lógica com circuitos diversos (abaixo dos chips) e o substrato na base com os contatos elétricos. Claro, esse esboço pode ser alterado completamente, porém, isso é o que há de mais concreto no momento.

Por se tratar de uma arquitetura diferenciada, os chips 3DRAM não devem ser inseridos em módulos (como estamos acostumados a ver nos dispositivos atuais). A ideia é criar uma placa com os diversos cubos,a qual seria conectado na placa-mãe em um slot diferente, ou seja, mais um componente que deverá sofrer mudanças para que haja a evolução da informática.

As placas com memórias 3DRAM devem ter um tamanho consideravelmente reduzido, o que mostra a preocupação em minimizar a área ocupada pelo componente. Segundo informações divulgadas pela Samsung e pela Micron, as placas 3DRAM devem usar 90 % menos espaço que os módulos com chips DDR3.

Quais as vantagens?

Baseado no que foi divulgado até agora, se compararmos um módulo de memória comum com um simples cubo de memória 3D (ambos com a mesma capacidade), pode-se notar que uma memória 3DRAM apresenta desempenho 15 vezes superior e utiliza 70 % menos energia por cada bit.

Outra vantagem significativa diz respeito à capacidade das memórias. Considerando o modo de construção, as memórias 3DRAM poderão disponibilizar nove vezes mais espaço para o armazenamento de dados temporários. Isso significa que, enquanto os módulos DDR3 oferecem valores de 32 GB, os chips de memória 3D poderão entregar até 288 GB.

Não bastassem todos os benefícios de espaço, desempenho, capacidade e energia, a ideia do HMCC é criar soluções para fazer com que os chips de memória 3D trabalhem em conjunto com CPUs, GPUs e outros dispositivos. Não se descarta a possibilidade de usá-las embutidas em APUs, mas enquanto não houver a especificação completa, nada pode ser assumido como concreto.

Quando estarão disponíveis?

As empresas participantes do HMCC pretendem divulgar ferramentas, a documentação completa e especificações até o ano que vem (quando provavelmente serão lançados os módulos de memória DDR4). Até lá, a Samsung e a Micron esperam que mais fabricantes juntem-se ao desenvolvimento das memórias 3DRAM.

Apesar de ainda não ser dado como certo, tudo indica que o futuro do DRAM seja o 3DRAM. Vale lembrar, entretanto, que muitas outras tecnologias e soluções vêm sendo propostas, estudadas e desenvolvidas.

Enfim, não há como garantir que o 3DRAM será o futuro, mas só por aproveitar boa parte do que já foi evoluído com os chips DRAM, o novo padrão tem grandes chances. Você já sabia sobre esse novo padrão? Crê que ele pode alcançar melhores resultados que outras tecnologias? Deixe sua opinião.