新製品のご紹介: ECC内蔵の同期SRAM ECC = 誤り訂正符号

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1 新製品のご紹介: ECC内蔵の同期SRAM ECC = 誤り訂正符号

2 最新のシステムには信頼性の高いSRAMが必要
ミッションクリティカルなアプリケーションを実行しているシステムは、RTR1が高くてシステム エラーがないメモリを必要とする 従来のSRAMデータは、環境放射線によるソフト エラー2により破損される SRAM内のソフト エラーにより、システム ダウンタイムを引き起こす機能的故障が発生 ネットワーク 軍用と航空宇宙 信号処理およびコンピューティング 今日のシステムは、エラーのないECC内蔵の高性能同期SRAM3が必要 1 ランダム トランザクション レート: メモリへの完全にランダムなアクセスの最大速度。秒当たりのトランザクション (MT/s、GT/s単位) で表す 2 SRAMメモリ セルの状態 (論理1か論理0) を反転させるデータ エラー 3 誤り訂正符号: ビット エラーを検出して訂正するために追加のビットでビット ストリームを符号化と復号化する方法 2a

3 サイプレスはSRAM市場のリーダー 以下の実績でサイプレスは主なネットワーク機器メーカーに推奨されるSRAM供給業者になる:
累積27億個以上のデバイスが出荷 同期SRAM市場で49％1のシェア サイプレスは、業界で最も幅広い同期SRAMの品揃えを用意し以下の製品を提供: 2,300種類以上の同期SRAM製品 容量が2Mb～72Mbの標準同期SRAMとNo Bus Latency™ (NoBL™) SRAM2 容量が18Mb～144MbのQDR®3 SRAMの4世代 そして現在、信頼性が0.01FIT/Mb4のECC付き同期SRAM サイプレスは以下の点で最も頼れる同期SRAMメーカー: 99％納期を保証し、6週間以内のリードタイムで提供 複数の認定ファブ、アセンブリ サイトやテスト サイト 20年まで従来製品をサポート 信頼性がECCなしの標準SRAMより1000倍高いECC内臓の同期SRAM新製品をご紹介 1 同期SRAM製品に関する2014年度のGartnerやWSTS市場調査報告 2 読み出し処理や書き込み処理の間にクロック サイクルの遅延が1サイクル (標準同期SRAMの場合) または0サイクル (NoBL™ SRAMの場合) で、クロック信号の立ち上がりエッジでデータを 転送する同期SRAM 3 クワッド データ レート: 2ポートを備え、各ポートがクロック信号の立ち上がりと立ち下がり両方のエッジでデータを転送する同期SRAM 4 デバイスの予測故障率；1FIT/Mbは、10億のデバイス動作時間にわたって1メガビットのデータ当たりに1つの故障が発生するという意味 2b

4 専門用語 同期SRAM 標準同期SRAMおよびNo Bus Latency™ (NoBL™) SRAM
読み出し処理や書き込み処理の間にクロック サイクルの遅延が1サイクル (標準同期SRAMの場合) または0サイクル (NoBL™SRAMの 場合) で、クロック信号の立ち上がりエッジでデータを転送する同期SRAM フロースルー モードとパイプライン モード 読み出しレイテンシまたは動作周波数を最適化する同期SRAMの動作モード (それぞれフロースルー モードとパイプライン モードと呼ばれる) ソフト エラー 環境放射線により生じるデータ誤り ソフト エラー率 (SER) デバイスがソフトエラーに遭うと予測される割合 誤り訂正符号 (ECC) ビット エラー を検出し訂正するためにパリティ ビットが追加されたデータ 1メガビット当たりの故障率 (FIT) デバイスの予測故障率 1FIT/Mbは、10億のデバイス動作時間にわたって1メガビットのデータ当たりに1つの故障が発生するという意味 ランダム トランザクション レート (RTR) メモリへの完全にランダムなアクセスの最大速度。秒当たりのトランザクション (MT/s、GT/s) の単位で表す RTRが高いメモリは比例的に高い処理速度を可能にする 特定有害物質使用制限 (RoHS) 電子電気部品における環境的有害物質の使用を除去するように規制する欧州連合 (EU) による指令 3

5 エンジニアが直面する課題 ECCなしの標準SRAMは、10 FIT/Mb未満の故障率 (FIT) を達成できない
現在の同期SRAMのFITは150～1,500FIT/Mb システム レベルのECCソリューションによるソフト エラーの訂正はシステム設計上の望ましくないトレードオフが必要 システム レベルのエラー検出、訂正のソリューションは設計の複雑性と設計サイクル タイムを増加 これらのソリューションはメモリとエラー訂正チップの追加を必要とし、基板の面積とコストを増加 システムは低消費電力の高性能メモリが必要 10Gbps~20Gbps1のネットワークのスイッチとルーターは、それぞれ、RTRが120MT/s～240MT/sのメモリ ソリューションが必要 RTRが250MT/sの72Mb ECCなしの標準同期SRAMとNoBL SRAMの消費電力は1.65W ECCが内蔵されたサイプレスの同期SRAMは以下の課題を解決: FITが0.01FIT/Mb未満 (ECCなしの標準SRAMより1000倍低い) であることを保証 設計を簡易化するためにサイプレスの既存の製品とピンツーピンの互換性を提供 消費電力が1.05Wの時RTRが250MT/sを達成 サイプレスのECC内蔵の同期SRAMは、信頼性の高い高性能ソリューションを必要とするシステムにエラーなしの 低消費電力メモリ ソリューションを提供 1 スイッチまたはルーターのネットワーク インターフェースで送受信されるデータビット数。ギガビット毎秒 (Gbps) で表す 4

6 ECC内蔵の同期SRAMは優れたソリューション
クリティカルなアプリケーションのためにより高い信頼性を持つソリューションが可能になる 同期SRAMメモリ スイッチ、ルーター レーダーと信号処理 テスト機器 車載用 軍用、航空宇宙システム r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6 d3 d2 d1 en 7サイクル後に接続 (スイッチ) シリアル 出力 1 1.5 ECC内蔵の同期SRAM ECC論理回路 ECC用の追加SRAMメモリ 5

7 サイプレスのECC内蔵の同期SRAM と競合製品との比較
CY7C14xKVE-250x IS61LPSxx-250x GS86xx-250x ECC内蔵 有 無 ソフト エラー率 (FIT/Mb) <0.01 >150 5671 RTR (MT/s) 250 72Mb SRAMの消費電力2 (mW) 1,056 1,650 1,254 36Mb SRAMの消費電力2 (mW) 792 1,485 1,006 18Mb SRAMの消費電力2 (mW) 660 957 891 1 GSI技術アプリケーション ノート AN1024 2 コア電圧が3.3V、温度が+85ºCの時の最大値 6

8 同期SRAMポートフォリオ (NDA) 高ランダム トランザクション レート (RTR)1 | 低レイテンシ | 広帯域幅
およびNoBL™ SRAM ECC2内蔵の標準同期SRAMおよびNoBL™ SRAM QDR® -II/ DDR-II QDR-II+/ DDR-II+ QDR-II+X/ DDR-II+X QDR-IV 最大RTR1: 250MT/s 最大BW: 18Gbps レイテンシ: 1サイクル パイプラインと フロースルー モード 最大RTR1: 666MT/s 最大BW: 47.9Gbps レイテンシ: 1.5サイクル CIO3およびSIO4 最大BW: 79.2Gbps レイテンシ: 2または 2.5サイクル CIO3とSIO4、ODT5 最大RTR1: 900MT/s 最大BW: 91.1Gbps レイテンシ: 2.5サイクル SIO4、ODT5 最大RTR1: 2.1GT/s 最大BW: 153.5Gbps レイテンシ: 5または8サイクル デュアル ポート双方ODT5 CY7C41xKV13 144Mb； MHz 1.3V；x18、x36 バースト2 CY7C147/8xB 72Mb； MHz 2.5、3.3V；x18、x36 CY7C144/6xA 36Mb; MHz 2.5、3.3V；x36、x72 CY7C137/8xD 18Mb； MHz 3.3V、x18、x32、x36 CY7C135/6xC 9Mb； MHz Auto E7 CY7C134/2xG 2、4Mb； MHz CY7C144/6xK 36Mb； MHz CY7C137/8xK 18Mb； MHz CY7C161/2xKV18 144Mb； MHz 1.8V；x9、x18、x36 バースト2、4 CY7C141/2xKV18 36Mb； MHz 1.8V；x8、x9、x18、x36 CY7C131/2/9xKV18 18Mb； MHz 1.8V；x8、x18、x36 CY7C1911xKV18 1.8V；x9 CY7C151/2xKV18 72Mb； MHz CY7Cx4/5/6/7xKV18 144Mb； MHz 1.8V；x18、x36 CY7Cx54/5/6/7KV18 72Mb； MHz RH6；バースト2、4 CY7Cx24/5/6/7xKV18 36Mb； MHz CY7Cx14/5/6/7xKV18 18Mb； MHz CY7C156/7xXV18 72Mb； MHz CY7C126/7x 36Mb； MHz CY7C40xKV13 72Mb； MHz CY7C147/8xK 2.5、3.3V；x18、x36、x72 Q315 Q116 Q115 新製品 新製品 新製品 新製品 容量 新製品 ランダム トランザクション レート 1 メモリへの完全にランダムなアクセスの最大速度、秒当たりのトランザクション (MT/s、GT/s単位) で表す 2 誤り訂正符号 5 オンダイ終端；製品がCY7C2x 3 共通I/O 6 放射防止、軍用グレード 4 専用I/O 7 AEC-Q100: -40ºC～+125ºC 量産中 開発中 QQYY 出荷予定 サンプル出荷 計画中 状況 7

9 ECC内蔵の標準同期SRAM アプリケーション 製品一覧 特長 ブロック図 同期 チップ イネーブル 制御信号 x2 出力イネーブル
スイッチ、ルーター レーダーと信号処理 テスト機器 車載用 軍用、航空宇宙システム オプション 容量 製品番号 RTR FIT/Mb3 パイプライン モードで実行されるECC内蔵の標準同期SRAM 18 36 72 Mb CY7C1370/2K CY7C1440/2K CY7C1470/2K 250 MT/s <0.01 フロー スルー モードで実行されるECC内蔵の標準同期SRAM CY7C1371/3K CY7C1441/3K CY7C1471/3K 133 特長 ブロック図 パイプライン モードとフロースルー モードの2モードで使用可能1 シングル サイクル (SCD) モードおよびダブル サイクル (DCD) モード2の選択解除 オプション バス幅のコンフィギュレーション: x18、x36、x72 (72Mb) 2つの電圧オプション: 2.5V、3.3V 産業および商業用温度グレード シングル ビット誤りを検出し訂正する誤り訂正符号 (ECC) パッケージ: 165 BGA、100 TQFP 業界標準の特定有害物質使用制限 (RoHS) 準拠のパッケージ データ ポートおよび制御 (2.5/3.3V) 入力 レジスタ ECC エンコーダ x2 制御 アドレス インター フェース x19-x21 バイト書き込み チップ イネーブル SRAM アレイ アドレス バス 制御 ロジック クロック テスト エンジン 出力 イネーブル JTAG インターフェース 同期 チップ イネーブル 制御信号 x2 出力イネーブル クロック NoBL x18、x36 データ ポート 出力レジスタ (パイプライン) ECC デコーダ 資料 出荷予定 暫定版データシート: 営業担当者まで サンプル出荷: Q (36Mb)、Q (18Mb)、Q (72Mb) 量産中: Q (36Mb)、Q (18Mb)、Q (72Mb) 1 読み出しレイテンシまたは動作周波数を最適化する同期SRAMの動作モード (それぞれフロースルー モードとパイプライン モードと呼ばれる) 2 選択解除コマンドが1サイクル (SCDモードの場合) または2サイクル (DCDモードの場合) の間発行された後に出力ドライバーがトライステートに入るパイプライン モードでの動作モード 3 デバイスの予測故障率；1FIT/Mbは、10億のデバイス動作時間にわたって1メガビットのデータ当たりに1つの故障が発生するという意味 8a

10 ECC内蔵のNoBL™ SRAM アプリケーション 製品一覧 特長 ブロック図 NoBL™ チップ イネーブル 制御信号 x2
スイッチ、ルータ レーダーと信号処理 テスト機器 車載用 軍用、航空宇宙システム オプション 容量 製品番号 RTR FIT/Mb2 パイプライン モードで実行されるECC付きNoBL™ 18 36 72 Mb CY7C1380/2K CY7C1460/2K CY7C1480/2K 250 MT/s <0.01 フロー スルー モードで実行されるECC付きNoBL™ CY7C1381/3K CY7C1461/3K CY7C1481/3K 133 特長 ブロック図 パイプライン モードとフロースルー モードの2モードで使用可能1 バランスの取れた読み書き用のNo Bus Latency™ (NoBL) アーキテクチャ バス幅のコンフィギュレーション: x18、x36、x72 (72Mb) 2つの電圧オプション: 2.5V、3.3V 産業および産業用温度グレード シングル ビット誤りを検出し訂正する誤り訂正符号 (ECC) パッケージ: 165 BGA、100 TQFP 業界標準の特定有害物質使用制限 (RoHS) 準拠のパッケージ データ ポートおよび制御 (2.5/3.3V) 入力 レジスタ ECC エンコーダ 制御 x2 アドレス インター フェース x19-x21 バイト書き込み アドレス バス チップ イネーブル SRAM アレイ NoBL ロジック クロック テスト エンジン JTAG インターフェース NoBL™ チップ イネーブル 制御信号 x2 出力イネーブル クロック NoBL チップ イネーブル 出力イネーブル データ ポート x18、x36 出力レジスタ (パイプライン) ECC デコーダ 資料 出荷予定 暫定版データシート: 営業担当者まで サンプル出荷: Q (36Mb)、Q (18Mb)、Q (72Mb) 量産中: Q (36Mb)、Q (18Mb)、Q (72Mb) 1 読み出しレイテンシまたは動作周波数を最適化する同期SRAMの動作モード (それぞれフロースルー モードとパイプライン モードと呼ばれる) 2 デバイスの予測故障率；1FIT/Mbは、10億のデバイス動作時間にわたって1メガビットのデータ当たりに1つの故障が発生するという意味 8b

11 始めてみましょう！ 詳細は、サイプレスのECC内蔵の同期SRAMのウェブ ページを参照してください
同期SRAMロードマップおよびECC内蔵の同期SRAMの概要をダウンロードします 営業担当者へデータシートの送付をリクエストしてください 9

12 付録 10

13 ECC内蔵の36Mb同期SRAM製品 セレクタ ガイド
型番 アーキテクチャ オプション バス幅 最大周波数 電圧 パッケージ CY7C1440KVE33-167AXC 標準同期 パイプラインSCD1 x36 167MHz 3.3V TQFP CY7C1441KVE33-133AXC フロースルー 133MHz CY7C1460KVE33-167AXI NoBL パイプライン CY7C1460KVE33-200AXC 200MHz CY7C1460KVE25-250AXC 250MHz 2.5V CY7C1460KVE25-200BZXI BGA CY7C1460KVE25-167AXC CY7C1460KVE33-167BZC CY7C1462KVE33-167AXC x18 CY7C1462KVE25-167BZI ECC内蔵の同期SRAMの型番の解読 CY 7 C 14XX K VEXX XXX XX X X 温度範囲: C= 商業用、I= 産業用 鉛フリー: X = 鉛フリー パッケージ タイプ: BZ = 165ボールBGA、A = 100ピンTQFP 周波数範囲: XXX = 100MHz～250MHz VEXX: VE33 = コア電圧が3.3VのECC付き製品、VE25 = コア電圧が2.5VのECC付き製品 K = Kダイ リビジョン 製品ID = 144 x 36M標準同期SRAM、146 x 36M NoBL SRAM テクノロジー コード: C = CMOS マーケティング コード: 7 = SRAM 会社ID: CY = サイプレス 1 選択解除コマンドが1サイクル (SCDモードの場合) の間発行された後に出力ドライバーがトライステートに入るパイプライン モードでの動作モード 11

14 参考資料およびリンク サイプレス同期SRAMウェブサイト: www.cypress.com/sync_SRAMs
ECC内蔵の同期SRAMウェブサイト: データシートは営業担当者までお問い合わせください 13. 参考資料およびリンク 12

15 ECC内蔵の36Mb SRAMソリューションの価格
競合メーカー製品 もっとも同様な製品: GSI GS8320Z36AGT-250V 価格: $46.201 その他部材費 ECC用追加SRAM: 9Mb (GS880Z36CGT-250V) は、 ECCスキームを実装して36データ ビット毎に 追加の6パリティビットを格納するために使用 価格: $16.502 追加消費 冷却費: $7.00冷却費/watt x 0.61Wの費用削減 0.60Wを消費るサイプレス ソリューションと比べて GSIソリューションは1.21Ｗを消費 価格: $4.283 基板面積の節約: GSI GS880Z36CGT-250V 価格: $0.014 $46.20 $16.50 $4.28 $0.01 $4.29 $66.99 競合メーカー製品 ECC用の追加SRAM その他部材費 冷却費 基板面積の節約 追加消費合計 合計金額 ECC内蔵の同期SRAM 合計金額: 28%のコスト削減: CY7C1460KVE25-250AXC $47.965 $19.03 1 2014年9月16日のAvnet社のウェブサイトでの500個以上購入時の価格 2 2014年9月16日のAvnet社のウェブサイトでの1000個購入時の価格 3 Microsoftデータ センターがSchneider Electric社に通知したコスト 4 平方センチメートル当たり$0.01として、0.97平方センチメートルの削減で$0.01 5 2014年9月16日のDigikey社のウェブサイトでの1000個購入時の価格 13