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LR-DIMMs vervielfachen Hauptspeicherkapazität

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Isolation Memory Buffer

(Bild: Inphi)

Mit jeder Prozessorgeneration steigt die Zahl der Rechenwerke beziehungsweise CPU-Kerne, doch im Vergleich dazu wächst die maximal mögliche Hauptspeicherkapazität nur langsam. Zwar gibt es Speziallösungen, die es erlauben, viel mehr Speichermodule einzustecken als vom jeweiligen CPU-Hersteller vorgesehen, doch die sind oft teuer. Eine Alternative dazu sollen sogenannte Load-Reduced-DIMMs werden, bei denen – wie bei den von Intel vor einigen Jahren eingeführten Fully-Buffered-(FB-)DIMMs – jedes Speichermodul einen Pufferchip besitzt. [Update:] Diesen bezeichnet das Normungsgremium JEDEC als DDR3 Memory Buffer; die endgültige Spezifikation ist aber noch nicht veröffentlicht.

Anders als der Advanced Memory Buffer (AMB) der FB-DIMMs arbeitet der von Inphi Isolation Memory Buffer (iMB) genannte Pufferchip auf LR-DIMMs aber nicht mit einem speziellen Signalprotokoll, sondern eben wie ein normales Registered DIMM (RDIMM). Außerdem dürften die iMB-Hersteller aus den Problemen mit der hohen AMB-Leistungsaufnahme gelernt haben und versprechen sparsameren Betrieb: Die Firma Inphi nennt in einem Whitepaper (PDF-Datei) eine zusätzliche Leistungsaufnahme von knapp 44 Watt, um 768 GByte Speicher auf einem Serverboard mit zwei Intel-Xeon-Prozessoren anzubinden. Zum Vergleich: Der integrierte Speicher-Controller eines aktuellen Xeon 5600 kann in jedem seiner drei Speicherkanäle maximal drei Dual-Rank- oder zwei Quad-Rank-RDIMMs anbinden. Auf einem Dual-Socket-Serverboard sind deshalb mit zwölf 16-GByte-Modulen maximal 192 GByte Hauptspeicher möglich oder 144 GByte in Form von achtzehn 8-GByte-Riegeln.

LR-DIMM und Speicher-Controller

(Bild: Inphi)

Bisher hat sich Intel zur LR-DIMM-Technik noch nicht öffentlich geäußert, aber nach diversen Informationen anderer Hersteller werden erst die 2011 erwarteten Xeons der Sandy-Bridge-Generation damit umgehen können. Dabei dürfte ein solcher Romney-EP-Xeon über seine LGA1356- oder LGA2011-Fassung weiterhin maximal drei Modulfassungen pro Kanal (3 DIMMs per Channel, 3DPC) anbinden. Ein LR-DIMM verhält sich aus Sicht des Speicher-Controllers stets wie ein Single-Rank-DIMM.

Micron hat bereits im August 2009 erste Muster von LR-DIMMs mit 8 GByte Kapazität präsentiert, Samsung will Ende dieses Jahres mit der Fertigung von 32-GByte-Modulen aus 40-Nanometer-Chips mit jeweils 4 GBit Kapazität beginnen. Als Vorteil der LR-DIMM-Technik nennt Samsung außer größerem Speicherausbau auch höhere Datentransferraten, weil der Speicherkanal – wiederum wie bei FB-DIMMs – auch bei voller Bestückung mit maximaler Taktfrequenz laufen kann. Im Vergleich zu einem RDIMM soll die Latenzzeit beim Zugriff auf ein LR-DIMM um drei Taktzyklen länger dauern; der Adressleitungspuffer (Register) von RDIMMs verlängert die Zugriffszeit im Vergleich zu ungepufferten (U)DIMMs bereits um 1 Taktzyklus.

Die Hersteller deuten an, dass die LR-DIMM-Technik bis hin zu DDR3-2133 funktionieren soll und später auch mit DDR4, kündigen aber zunächst Module mit DDR3-1333-Chips an. Nebenbei erwähnen einige Ankündigungen auch, dass außer den schon lieferbaren, sparsameren DDR3-Chips mit 1,35 statt 1,5 Volt Betriebsspannung auch noch genügsamere Varianten mit 1,25 Volt angedacht sind. Low-Voltage-DDR3-DIMMs werden schon jetzt häufig angeboten, aber erst von den Speicher-Controllern der allerneuesten CPU-Generationen sinnvoll genutzt.

Ob auch AMD LR-DIMMs mit den 2011 erwarteten Bulldozer-Serverprozessoren Interlagos und Valencia unterstützen will, ist unklar. AMD hatte allerdings bereits 2007 angekündigt, gemeinsam mit Inphi und IDT eine Puffertechnik namens G3MX zu entwickeln; seither hat man davon allerdings nichts mehr gehört. 2008 wiederum hatte die Firma MetaRAM gemeinsam mit Hynix eine spezielle Puffertechnik vorgestellt.

Cisco hatte im vergangenen Jahr einen speziellen Dual-Socket-Server mit zwei Xeons und 48 Steckplätzen für bis zu 384 GByte RAM angekündigt, wobei Spezialchips auf dem Mainboard zum Einsatz kommen (Buffer-on-Board, BoB). IBM wiederum liefert für den Quad-Socket-Server System x3850 X5 einen Rack-Einschub namens MAX5, sodass den vier Xeon-7500-CPUs in 96 Steckplätzen bis zu 1,5 TByte RAM (mit 16-GByte-DIMMs) zur Verfügung steht. Dell wiederum ermöglicht es beim PowerEdge R910, auch bei der Bestückung mit nur zwei Xeon 7500 sämtliche 64 DIMM-Slots zu nutzen. (ciw)