存儲(chǔ)器架構(gòu)選項(xiàng)漸多　定制化將成未來(lái)趨勢(shì)

　　就系統(tǒng)而言，存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存取與處理器的速度效能同等重要，但多年來(lái)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都只從強(qiáng)化處理器時(shí)脈下手，而回避了較麻煩的存儲(chǔ)器架構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著制程技術(shù)提升、填塞SRAM的辦法不再管用，芯片廠商的注意力也終于回到存儲(chǔ)器本身。

　　Semiconductor Engineering網(wǎng)站指出，在設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器架構(gòu)時(shí)，有以下幾點(diǎn)需要注意：第一，就算電晶體尺寸縮小到了3奈米，互連元件、線路、越來(lái)越薄的閘極氧化層仍是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域。第二，盡管核心使用數(shù)量不斷增加，但由于無(wú)法有效將軟體平行化，多數(shù)核心大多時(shí)候都沒(méi)有被使用。第三，扇出型與2.5D封裝的興起，讓芯片廠商可將Z軸上的存儲(chǔ)器，作為平衡成本、效能、數(shù)據(jù)可靠度的手段。

　　安謀(ARM)的Rog Aitken指出，從SRAM、DRAM、Flash到硬碟(HDD)，存儲(chǔ)器間原本有一套行之有年的層級(jí)系統(tǒng)。然而隨著新形態(tài)的存儲(chǔ)器出現(xiàn)，存取存儲(chǔ)器的方式也出現(xiàn)改變。除了作為存儲(chǔ)器使用外，這些存儲(chǔ)器還可發(fā)展出更多有趣的功用，而存儲(chǔ)器的改變將影響架構(gòu)、布局(layout)，產(chǎn)生各種實(shí)體及鄰近效應(yīng)，牽動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)。

　　在先進(jìn)制程中，制程偏移(Process Variation)是存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)不可忽視的一點(diǎn)。盡管以往因自動(dòng)化(EDA)工具的使用，適度解決了制程偏移的問(wèn)題，但隨著節(jié)點(diǎn)技術(shù)不斷發(fā)展，制程偏移的問(wèn)題也開(kāi)始影響到存儲(chǔ)器層面。

　　為了解決存儲(chǔ)器的制程偏移，最常借助的便是冗余設(shè)計(jì)(redundancy)，但若要為了節(jié)省耗電而降低電壓，制程偏移的情形將更加明顯。

　　吞吐量是衡量存儲(chǔ)器效能的一個(gè)重要指標(biāo)，但實(shí)際測(cè)量并不容易。布局的壅塞情形、核心間對(duì)于存儲(chǔ)器爭(zhēng)搶，以及讀取速度的差異，都是影響吞吐量的因素。而不同的存儲(chǔ)器與處理器配置，都會(huì)使情況更加復(fù)雜。

　　Rambus的Steven Woo指出，架構(gòu)與IP區(qū)塊整合有非常多的可能性。為減少電力的浪費(fèi)，低功耗產(chǎn)品的存儲(chǔ)器通常會(huì)很接近處理器。電力消耗最多區(qū)域，通常負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)讀寫的存儲(chǔ)器核心。以往提升存儲(chǔ)器吞吐量的方法，便是增加功率，但這也會(huì)提升芯片受損的風(fēng)險(xiǎn)，因此平面設(shè)計(jì)、基板(interposer)、SiP的矽穿孔技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，而采用這些技術(shù)所產(chǎn)生的漣漪效應(yīng)，絕對(duì)不僅止于存儲(chǔ)器而已。

　　Wide I/O等技術(shù)的出現(xiàn)，使得存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)不再獨(dú)立運(yùn)作，封包技術(shù)以及其他相關(guān)環(huán)節(jié)，也都會(huì)連帶發(fā)生改變。此外，以往對(duì)于錯(cuò)誤偵測(cè)都有一套既定的方法，存儲(chǔ)器架構(gòu)改變后，便可能需要采用新的方法。只要新的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)帶來(lái)的效益能超越各項(xiàng)組裝、測(cè)試、制造的成本，廠商便會(huì)開(kāi)始采用。

　　控制器除可調(diào)整存儲(chǔ)器功率外，也將影響到吞吐量、頻寬使用等各種環(huán)節(jié)。許多系統(tǒng)廠商轉(zhuǎn)移至高階模型的理由之一，便是為了提升控制器從存儲(chǔ)器存取數(shù)據(jù)的效率。

　　Synopsys的Prasad Saggurti指出，芯片內(nèi)建存儲(chǔ)器開(kāi)始采用外部存儲(chǔ)器管理單元后，將更方便架構(gòu)設(shè)計(jì)師設(shè)置讀寫位置。另外，Saggurti也注意到芯片周邊的低壓存儲(chǔ)器線路，已越來(lái)越常被再次使用。而為了降低功耗，存儲(chǔ)器芯片本身也出現(xiàn)了客制化的趨勢(shì)。

　　除此之外，晶粒間的光通訊(Optical Communication)技術(shù)以及存儲(chǔ)器上的位元布局，也都可望為存儲(chǔ)器架構(gòu)開(kāi)發(fā)出新的可能。