메모리 모듈의 SPD(Serial Presence Detect) 데이터 분석및 공부

요즘 반도체 공장에서 프로젝트를 진행하다 보니 반도체에 대하여 많은 공부가 필요하다는 것을 느끼고 있습니다.

SPD를 공부하기 위하여 JEDEC에 가입함. (https://www.jedec.org/)

JEDEC에 가입을 하면 다음과 같은 카테고리로 반도체 표준 정보를 구분하여 확인할 수 있음.

JC-10: Terms, Definitions, and Symbols: 

JC-11: Mechanical (Package Outlines) Standardization: 

JC-13: Government Liaison: 

JC-14: Quality and Reliability of Solid State Products: 

JC-15: Thermal Characterization/Packages: 

JC-16: Interface Technology: 

JC-40: Digital Logic: 

JC-42: Solid State Memories: 

JC-45: DRAM Modules: 

JC-63: Multiple Chip Packages: 

JC-64: Embedded/Removable Memory: Storage/Cards:

여기에 있는 문서를 위주로 공부한 내용을 정리함.

SPD란?

SPD는 일부 SDRAM 메모리에서 이용할 수 있는 8 핀 짜리 직렬 EEPROM 칩을 말하는데, DIMM의 크기, 속도, 전압, 드라이브 위력, 행렬 주소의 개수, DIMM 제작자와 RAM 제작자 등에 관한 구체적인 정보를 담고 있다. 만약 마더보드가 SPD를 지원하면, 이러한 설정치에 근거하여 적합성을 최대한으로 달성하기 위한 BIOS 설정을 자동으로 할 수 있다

내가 읽어볼 문서는...

JESD 21-C Section Title: Annex L: Serial Presence Detect (SPD) for DDR4 SDRAM Modules 

Committee Document Reference Title: DDR4 SPD Document Release 5 

여기 디바이스 타입은 ... UDIMM Revision 1.2, RDIMM Revision 1.3, LRDIMM Revision 1.4, NVDIMM-N Revision 1.2

UIDIMM 은 ECC 기능 (Unbefferd or Unregistered DIMM 이다. [특징]  - 저렴한 가격 대신, 8bit(x8)DRAM만을 사용하고 최대 2RANK까지 확장할 수 있응 메모리 타입, 지원용량을 저전력으로 유지 - 채널 당 2개 DIMM만 사용이 가능 - 오류를 줄이기 위해 저용량만을 지원하고 버퍼, 레지스터가 없어 빠른 응답률을 갖는다.

RDIMM은 ECC 기능 + REG기능 (Registered DIMM) 이다 [특징] - 메모리에 버퍼를 추가하여 DIMM의 주소와 명령신호를 기다리고 DIMMs당 4RANK로 확장이 가능 - 보다 강력한 에러 보정 기술이 적용 - 레지시터 칩에 의한 원가상승 발생

LRDIMM은 ECC 기능 + REG기능 + 데이터신호 제어 (Load Reduced DIMM) 이다. - RDIMM에 isolation Memory Buffer를 적용하여 데이터신호를 제어 - 부하 분산을 RANK에 의존하지 않고 전기적부하를 순차적으로 데이터 버퍼에 내열 - 이로 인해 고용량 메모리를 지원하고 빠른 응답률이 있는 반면 상당한 원가 상승발생

NVDIMM은 ECC 기능 + REG기능 + 데이터신호 제어 + SSD기능 - 차세대 DIMM으로서 DIMM 모듈에 NAND FLASH를 결합한 하이브리드 메모리 - DIMM의 휘발성 메모리의 성격을 보완하면서 임시데이터를 안전하게 저장, 복구가 가능 - 따라서 캐쉬와 스토리지 2가지 모두 사용가능하기 때문에 많은 서버업체에서 관심을 갖고 있습니다.

이렇게 4개의 디바이스의 타입에 SPD 정보가 있다는 생각이 듬... 그중에 NVDIMM에 대하여 좀더 자세히 공부가 필요함.

1. SCOPE

DDR4 모듈에서 SPD(Serial presence detect)를 설명하는 문서임. SPD 데이터는 메모리 채널의 모든 모듈들에서 명확한 정보를 제공하며 초기에 사용되는 시스템의 바이오스에 또한 시스템 메모리 채널을 최적화 한다.

SPD EEPROMs는 저장용량의 한계가 있다. 그래서 바이트 단위로 최적화 해서 코딩 하여 사용할 수 있는 기술의 방법을 쓴다. All unused entries will be coded as 0x00. All unused bits in defined bytes will be coded as 0 except where noted. 

SPD byte 11 =>  support devices at the lowest supported supply voltage

SPD bytes 18 and 19 =>  valid from tCKAVGmin to tCKAVGmax 

2. SPD History ( Skip )

3. SPD Architecture 

1.  Standard Module Parameter - Overlay Bytes 128-191  [ 이 영역은 모듈 파라미터의 기본 영역 임]

    UDIMMs, RDIMM, LRDIMM 이런 기본 정보가 있음.

2.  Hybrid Module Parameters - Overlay Bytes 192 - 255 

    NVDIMM 

3.  Hybrid Module Extended Function Parameters - Overlay Bytes 256-319 

    - Energy Backed Byte Addressable NVDIMM 

    - Energy Backed Block Addressable NVDIMM

    - Non-Energy Backed Byte Addressable NVDIMM

DDR4 Spd 각 바이트 별로 데이터를 확인하기 위하여 가장 쉽게 이해할 수 있는 사이트 

Understanding DDR4 Serial Presence Detect (SPD) Table

==> https://www.simmtester.com/News/PublicationArticle/184

Understanding DDR4 Serial Presence Detect (SPD) Table