DRAM ডিজাইনে পাওয়ার ডেলিভারি নেটওয়ার্ক বিশ্লেষণ

আমার আইসি ডিজাইন ক্যারিয়ার শুরু হয়েছিল 1978 সালে DRAM ডিজাইনের সাথে, তাই আমি ডিজাইনের চ্যালেঞ্জ, প্রক্রিয়া আপডেট এবং উদ্ভাবনগুলি নোট করার জন্য মেমরি ডিজাইনের এই ক্ষেত্রের উন্নয়নের উপর নজর রেখেছি। Synopsys হোস্ট একটি মেমরি প্রযুক্তি সিম্পোজিয়াম নভেম্বর 2022-এ, এবং আমি SK hynix ইঞ্জিনিয়ার, Tae-Jun Lee এবং Bong-Gil Kang-এর একটি উপস্থাপনা দেখার সুযোগ পেয়েছি। DRAM চিপগুলি সাম্প্রতিক সময়ের মতো উচ্চ ক্ষমতা এবং দ্রুত ডেটা হারে 9.6 গিগাবিট প্রতি সেকেন্ডে পৌঁছেছে LPDDDR5T 25শে জানুয়ারি ঘোষণা। পাওয়ার ডেলিভারি নেটওয়ার্ক (PDN) এর অখণ্ডতার দ্বারা ডেটা রেট সীমিত হতে পারে, তবুও PDN-এর সাথে একটি ফুল-চিপ DRAM বিশ্লেষণ করলে সিমুলেশনের সময় অনেক কম হবে।

প্রতি x64 চ্যানেলে পিক মেমরি ব্যান্ডউইথ বেশ কয়েকটি প্রজন্ম জুড়ে স্থির বৃদ্ধি দেখিয়েছে:

• DDR1, 3.2V সরবরাহে 2.5 GB/s
• DDR2, 6.4V সরবরাহে 1.8 GB/s
• DDR3, 12.8V সরবরাহে 1.5 GB/s
• DDR4, 25.6V সরবরাহে 1.2 GB/s
• DDR5, 51.2V সরবরাহে 1.1 GB/s

এই আক্রমনাত্মক টাইমিং লক্ষ্য পূরণে একটি বড় চ্যালেঞ্জ হল DRAM অ্যারের IC লেআউটের সময় সৃষ্ট পরজীবী IR ড্রপ সমস্যাগুলি নিয়ন্ত্রণ করা, এবং নীচে দেখানো হয়েছে IR ড্রপের একটি প্লট যেখানে লাল রঙ হল সর্বোচ্চ ভোল্টেজ ড্রপের একটি এলাকা, যার ফলে স্মৃতির কর্মক্ষমতা ধীর করে দেয়।

একটি IC-এর জন্য নিষ্কাশিত পরজীবীগুলি একটি SPF ফাইল বিন্যাসে সংরক্ষিত হয়, এবং PDN-এর জন্য এই পরজীবীগুলিকে একটি SPICE নেটলিস্টে যোগ করার ফলে সার্কিট সিমুলেটরটি 64X এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা ধীর হয়ে যায়, যখন PDN দ্বারা যোগ করা পরজীবী RC উপাদানগুলির সংখ্যা হয় শুধুমাত্র সংকেত পরজীবী থেকে 3.7X বেশি।

SK hynix-এ তারা ব্যবহার করার সময় সিমুলেশন রান টাইম কমাতে একটি বাস্তবসম্মত পন্থা নিয়ে এসেছে প্রাইমসিম™ প্রো তিনটি কৌশল ব্যবহার করে PDN সহ SPF নেটলিস্টে সার্কিট সিমুলেটর:

1. পাওয়ার এবং অন্যান্য সংকেতের মধ্যে নেটলিস্টের বিভাজন
2. PDN এ RC উপাদানের হ্রাস
3. সিমুলেশন ইভেন্ট সহনশীলতা নিয়ন্ত্রণ করা

প্রাইমসিম প্রো কানেক্টিভিটির উপর ভিত্তি করে নেটলিস্টকে বিভক্ত করতে পার্টিশনিং ব্যবহার করে এবং ডিফল্টভাবে PDN এবং অন্যান্য সিগন্যালগুলি একত্রিত হয়ে খুব বড় পার্টিশন তৈরি করে, যা সিমুলেশনের সময়কে অনেক বেশি ধীর করে দেয়। ডিফল্ট সিমুলেটর সেটিংসের সাথে সবচেয়ে বড় পার্টিশনটি কেমন দেখায় তা এখানে:

প্রাইমসিম প্রোতে একটি বিকল্প (primesim_pwrblock) PDN কে অন্যান্য সংকেত থেকে আলাদা করে বৃহত্তম পার্টিশনের আকার কমাতে ব্যবহৃত হয়েছিল।

SPF ফরম্যাটে নিষ্কাশিত PDN-এ অনেক বেশি RC উপাদান ছিল, যা সার্কিট সিমুলেশন রান টাইম কমিয়ে দেয়, তাই একটি বিকল্প বলা হয় primesim_postl_rcred RC নেটওয়ার্ক কমাতে ব্যবহার করা হয়েছিল, একই সময়ে নির্ভুলতা রক্ষা করার জন্য। RC হ্রাস বিকল্পটি RC উপাদানের সংখ্যা 73.9% পর্যন্ত কমাতে সক্ষম হয়েছিল।

প্রিমসিম প্রো-এর মতো সার্কিট সিমুলেটরগুলি নেটলিস্ট পার্টিশনগুলিতে বর্তমান এবং ভোল্টেজগুলির সমাধান করতে ম্যাট্রিক্স ম্যাথ ব্যবহার করে, তাই রানটাইম সরাসরি ম্যাট্রিক্স আকারের সাথে সম্পর্কিত এবং কত ঘন ঘন ভোল্টেজ পরিবর্তনের জন্য পুনরায় গণনা করা প্রয়োজন। সিমুলেটর বিকল্প primesim_evtgrid_for_pdn ব্যবহার করা হয়েছিল, এবং যখনই PDN-এ ছোট ভোল্টেজ পরিবর্তন হয় তখন এটি একটি ম্যাট্রিক্সের সমাধান করার প্রয়োজনের সংখ্যা হ্রাস করে। বেগুনি রঙে দেখানো নীচের চার্টটিতে প্রতিটি পয়েন্টে একটি X থাকে যখন ডিফল্টরূপে PDN-এ ম্যাট্রিক্স সমাধানের প্রয়োজন ছিল, তারপরে সাদা রঙে দেখানো হয়েছে প্রতিটি পয়েন্টে ত্রিভুজ যে ম্যাট্রিক্স সমাধান সিমুলেটর বিকল্পের সাথে ব্যবহার করা হয়। সাদা ত্রিভুজগুলি বেগুনি X এর তুলনায় অনেক কম ঘন ঘন ঘটতে পারে, যা দ্রুত সিমুলেশন গতি সক্ষম করে।

রানটাইম কমাতে ব্যবহৃত একটি চূড়ান্ত ফাইনসিম প্রো সিমুলেটর বিকল্প ছিল primesim_pdn_event_control=a:b, এবং এটি a:b-এর জন্য একটি আদর্শ শক্তির উৎস প্রয়োগ করে কাজ করে, যার ফলে PDN-এর জন্য কম ম্যাট্রিক্স গণনা হয়।

FineSim Pro অপশনের সবকটি একত্রিত ব্যবহার করে সিমুলেশন রানটাইম উন্নতি একটি 5.2X স্পিড-আপ ছিল।

সারাংশ

SK hynix-এর ইঞ্জিনিয়াররা তাদের মেমরি চিপ ডিজাইনের বিশ্লেষণের জন্য FineSim এবং PrimeSim সার্কিট সিমুলেটর উভয়ই ব্যবহার করছেন। প্রাইমসিম প্রো-তে চারটি বিকল্প ব্যবহার করে এসপিএফ প্যারাসাইটিকস সহ ফুল-চিপ পিডিএন বিশ্লেষণের অনুমতি দেওয়ার জন্য যথেষ্ট গতির উন্নতি হয়েছে। আমি আশা করি যে Synopsys মেমরি চিপ এবং অন্যান্য IC ডিজাইন শৈলীর ক্রমবর্ধমান চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করার জন্য তাদের সার্কিট সিমুলেটর পরিবারকে উদ্ভাবন এবং উন্নত করতে থাকবে।

সম্পর্কিত ব্লগ

এর মাধ্যমে এই পোস্টটি ভাগ করুন:

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://semiwiki.com/eda/324168-power-delivery-network-analysis-in-dram-design/