●DDR IIとDDR IIIで帯域の切り分けは明快に

　いよいよDDR IIの先も見え始めた。JEDEC(米国の電子工業会EIAの下部組織で、事実上半導体の標準化機構)では、「DDR III」規格策定のためのタスクグループを10月に発足させた。DDR IIIでは667～800MHzの転送レートをカバー、2005～2006年に立ち上がるメモリ技術となると言われている。

　これにより、JEDECのDRAM規格は、メモリ帯域できっちり切り分けられることになった。次の図ような関係になる。

規格	転送レート	帯域	規格名	モジュール
DDR III	800MHz	6.4GB/sec	?	?
	667MHz	5.3GB/sec	?	?
DDR II	533MHz	4.3GB/sec	DDR533	PC4300
	400MHz	3.2GB/sec	DDR400	PC3200
DDR I	333MHz	2.7GB/sec	DDR333	PC2700
	266MHz	2.1GB/sec	DDR266	PC2100
	200MHz	1.6GB/sec	DDR200	PC1600

　まず、DDR IはPC向けのメモリとしては333MHzの「DDR333」で打ち止めで、400MHzと533MHzはDDR IIになる。今年の前半にはまだDDR I(現行のDDRメモリ)で400MHzの規格化の話もあった。しかし、結局、JEDECの規格としては見送られたという。ちなみに、Intelは当面はDDR I 266MHz(DDR266)までしかサポートしない。DDR I 333MHz(DDR333)をサポートしないのは、CPUのFSB(フロントサイドバス)との同期性がよくないからだと言われている。つまり、DDR I 333MHzのバスのベースクロックは166MHzになってしまうため、FSBベースクロックが100/133MHz(133MHzは来年登場)のPentium 4と合わないという。

　また、今年6月の段階ではDDR IIに含まれていた667MHzはDDR IIIに組み込まれた。DDR IIについては、今年7月のPlatform Conferenceで、規格名称がDDR400とDDR533になること、モジュール規格名称がPC3200、PC4300になることがアナウンスされている。

●DDR IIIではADTの広帯域規格とのマージが図られる?

　DDR IIについては、「Intelの推進する次世代メモリ規格ADTがDDR IIへと統合へ」でレポートした通り、現在、ADT(Advanced DRAM Technology,Intelと大手DRAMベンダー5社で結成したメモリ規格策定団体)の「ADT L(ADTメモリの低帯域規格)」の技術の一部が、拡張規格として提案されている。

　DDR IIIでは、これがさらに発展され、初めからADTの広帯域規格との融合が図られると見られている。「ADTとのマージは決まっているわけではないが、タスクグループの発足前からマージさせようという“雰囲気”はできあがっていた」とある関係者は言う。これは、そもそもADTを言い出したIntelが、業界標準規格のメモリを使いたいと言い出したためらしい。ある関係者は「Intelは、DDR IIのあとにDDR IIプラスをふまえてDDR IIIをサポートするという段階的ストーリーにしたいと、態度が変わってきている」と証言する。

　DDR II/IIIとADTの関係は、そもそも、これまでの方がいびつだったとも言える。ADTに規格策定メンバーとして参加するMicron Technology、Samsung Electronics、Hynix Semiconductor(旧Hyundai Electronics)、エルピーダメモリ(NECと日立製作所の合弁)、Infineon Technologiesは、いずれも業界最大手でDDR規格にも深く関わっているからだ。 「結局、やっている人たちは同じ。2つを分けてやっていたこれまでの方が難しかったんじゃないのか。同じメンツが、JEDECでは一般向けにここまでの技術という話をしながら、ADTではもっと進んだ技術を取り入れようと協議していた。DDR IIIではそれがなくなる」とある関係者は推測する。ADTのストローブレスアーキテクチャは、DDR IIIではおそらく検討されることになるだろう。

●共通ガーバーの開発が進むDDR IIのモジュール

　DDR IIのメモリモジュールは、現在、JEDECのコモンガーバー(Common Gerber,標準となる基板設計データ)開発が進められている。これにはJEDECに参加しているメルコなどが協力していることが、8月のAMDのDDRセミナーで明かされている。DDR IIのDIMMについては、10月には叩き台となるガーバーも出されている。

　DDR IIの伝送路の特性インピーダンスの制御は、DDR Iの場合と同じ60Ωプラスマイマス10%。つまり、基本的なインピーダンス特性は変えないでDDR IからDDR IIに移行するというストーリーだ。このスペックだけ見ると、モジュールレベルでは、DDR IはDDR IIと同じ程度の難度ということになる。これは、インピーダンス制御が格段に難しかったことがつまずきの一因になったRDRAMへの反省から出てきた方向性だという。

　もちろん実際にはそう簡単ではない。「現実的にはそれだとデータ(バス)が苦しいので、そこだけスペックを変えている。通常なら60Ωのインピーダンスで行くところを90Ωに変えて整合性をよくするという案も検討されている。しかし、90Ωになると、パターン幅も変えなければならないため、簡単には行かない。エッチング精度などを考えると成り立つのかどうか。このあたりは、まだ課題」とある関係者は語る。

　大まかに言うと、このあたりのスペックは、どこをきつくするかの問題になる。デバイス(チップ)側のスペックをきつくすると、モジュールやボードはラクになるという。つまり、モジュールやボードの設計や製造が容易になる反面、デバイスの製造は難しくなる。その逆に、モジュールの設計のハードルを高くしてマージンが狭くすると、今度はデバイス側がラクになる。つまり、デバイスを製造しやすくなる。

●デスクトップPCのメモリはSO-DIMMへと移行

　また、メモリモジュールについて、JEDECは基本的な変革を考えているらしい。それはSO-DIMMへの移行だ。ある関係者は7月頃「JEDECは、DDR IIではデスクトップPC向けのUnbufferedメモリモジュールはSO-DIMMへ移行させたいと考えている。SO-DIMMの2スロット限定で規格化したいようだ」と言っていた。

　実際、Platform Conferenceでは、今後の方向性として、次のようなメモリモジュールの棲み分けがJEDECのMemory ParametricsのチェアマンBill Gervasi氏(Transmeta)から提示された。

DIMM	サーバー、4Uラックマウントサーバ、ワークステーション	64MB～2GB/Slot
SO-DIMM	デスクトップPC、ノートPC、1Uサーバ、ルータ、ブレードサーバー	64MB～256MB/Slot
MicroDIMM	サブノートブック、PDA	32-256MB/Slot

　つまり、PCはSO-DIMM、サーバー&ワークステーションがDIMMという基本的な切り分けとなる。ある関係者は「現行のDDRの184ピンDIMMと同サイズの、高容量のDIMMについてはDDR IIからはRegisteredオンリーになる。廉価なUnbufferedはSO-DIMMになって行くというのが基本的なストーリー。DDR IIでは、Unbufferedで208ピンのSO-DIMMの規格を策定している」と言う。そのため、SO-DIMMを垂直に立てて装着できるコネクタも開発されている。 　こうした考え方が出てきた背景には2つの要素がある。

(1)は技術的な制約の問題。

　転送レートがより高いDDR IIになると、タイミングやノイズのマージンがタイトになるため、配線長を短くできるSO-DIMMの方が有利になるという。原理的には、転送レートが速くなればなるほど、伝送路を短くする必要が出てくる。DDR IIでは、バッファにいったん信号を蓄えて安定化を図るRegisteredタイプならDIMMでもOKだが、そのままの信号をDRAMチップに入れるUnbufferedだとSO-DIMMでないと難しいという話らしい。

　もちろん、Registeredはコストが高くなるので、低コストが要求されるデスクトップPCには向いていない。そのため必然的にデスクトップがSO-DIMMへ移行して行くというわけだ。「これまではDIMMとSO-DIMMのどちらもUnbufferedがあって、同じ容量のデバイスを使うなら、DIMMの方が容量を2倍にできた。そのため、デスクトップではDIMMだった。しかし、DDR IIからはDIMMの方がRegisteredになる分、絶対的なコストが上がる。そのため、SO-DIMMへの移行がしやすくなると考えている」とある関係者は語る。

(2)はDRAMの容量世代の問題。

　SO-DIMMはx8/x16デバイスなら、4～8チップを搭載できる。256Mbit DRAM世代なら最大256MBをワンモジュールに搭載できる計算になる。2スロットだとしても最大512MBになる。DDR IIの後半で512Mbit品になってくると1GBもねらえることになる。その一方、デスクトップPCのメモリ容量需要は、128～256MBで当面は推移すると見られている。それなら、SO-DIMMで十分にカバーできるというわけだ。

　ただ、これはJEDECの思惑通りに行けばの話。「メモリをやっている側からすると、SO-DIMMへ移行していかないとおかしいと思う。しかし、モジュールのソリューションを選ぶのはPCメーカーなりマザーボードメーカー。だから、本当にそのストーリ通り行くのかどうかはわからない」とある関係者は言う。

　ただし、デスクトップメモリのSO-DIMMへの移行は、まだPCベンダーやマザーボードベンダーには真剣に受け止められていない雰囲気がある。SO-DIMMを使うと、伝送路の面積自体は減らせるが、配線の本数自体は減らないため、配線ピッチが問題になり4層基板で対応できないのではと疑問視する声もある。

　このあたりは、まだ十分な情報が提示されていない状態だが、流れとしてはSO-DIMM化へ向かっていると見ていいだろう。

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【11月21日】2つの電圧を持ち複雑な次世代メモリDDR
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【11月16日】Intelの推進する次世代メモリ規格ADTがDDR IIへと統合へ
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【11月15日】Intelが2003年の「Springdale」でDDR IIをサポート
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(2001年11月22日)

[Reported by 後藤 弘茂]