ECC-Support für sicherheitskritische Systeme

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Die Mehrkosten für den zusätzlichen DRAM-Baustein, die Infrastruktur auf dem Motherboard und die geringfügig beeinträchtige Leistungsfähigkeit der ECC-aktivierten Systeme waren der Grund dafür, dass sich die ECC-Technik in Plattformen mit großen Stückzahlen wie etwa Desktop- und Notebook-Systemen, bei denen die Kosten zu den wichtigsten Kriterien gehören, bisher nicht durchsetzen konnte. Nur in Servern sowie häufig auch in Workstations nutzte man ECC, um hohe MTBF-Werte und eine erhöhte Zuverlässigkeit zu erzielen.

Hohe Datensicherheit für Embedded-Systeme

Der Umstieg der IT-Industrie auf leistungsstarke Notebook-Plattformen als Ersatz für Workstations machte es allerdings notwendig, die ECC-Technik auch in kompakten PCs zu implementieren, und trieb die Entwicklung von stromsparenden Speicher-Controllern voran, die speziell für Notebook-Plattformen ausgelegt sind und gleichzeitig ECC-Funktionalität unterstützen.

Genau hierauf hat die Embedded-Computing-Industrie gewartet: eine zuverlässige, sparsame und stabile Plattform mit jener erhöhten Datensicherheit, die von Automatisierungs- oder Embedded-Plattformen benötigt wird. Fortlaufend werden immer kleinere DRAM-Strukturen eingeführt, und immer kürzere Prozessinnovationszyklen machen die Übernahme neuer Technologien in die Serienproduktion immer schwieriger, sodass das Risiko von Einzelzellen-Ausfällen bei den neuen DRAM-Technologie mit Strukturabmessungen unter 50 nm höher ist als je zuvor.

Da immer kleinere Ladungsmengen zur Informationsspeicherung verwendet werden und die ständig schrumpfenden Abstände zwischen den Bitleitungen die gegenseitige Kopplung stetig erhöhen, werden musterabhängige Bit-Ausfälle immer realistischer. Demgegenüber ist es nicht möglich, die Zeit zum Testen der immer dichteren Chips entsprechend zu verlängern. Anfällige Zellen, die bei hohen Temperaturen, wenn die Information in den Zellen ohnehin besonders sensibel gegenüber Datenverlusten sind, ausfallen, lassen sich nur zu hohen Kosten zuverlässig aussieben.

Die wachsenden Datentransferraten mit dem raschen Umstieg von DDR3 1066 auf 1333 und 1600 (wobei die nächsten Geschwindigkeitsstufen bereits in Sicht sind) erhöhen das Risiko muster- und bestückungsabhängiger Kopplungseffekte, die den Transfer von Einzelbit-Daten stören. Da Leiterplatten nach wie vor aus herkömmlichem FR4-Material mit großen Toleranzen hergestellt werden, wird das Design zuverlässiger Systeme immer kritischer.

Besonderheit der ECC-Speichermodule

Die ECC-Technik bietet jenes Mehr an Sicherheit, mit dem sich ein Teil des in den vergangenen Jahren verlorenen Terrains wieder zurückerobern lässt. Angesichts industrieller Applikationen, die keine verfälschten Daten und keine Systemabstürze tolerieren, sowie in Anbetracht der Tatsache, dass sich registerbestückte Module in Standardgröße nicht in die auf dem Embedded-Sektor benötigten kompakten Plattformen integrieren lassen, stellen die neuen DDR3 SO-UDIMMs mit 72 Bit breitem Datenbus für den ECC-Support die ideale Lösung dar.

Die zur Unterscheidung von den 64 Bit breiten SODIMMs offiziell als SO-UDIMM bezeichneten Produkte sind in Bezug auf das Format und die mechanische Ausführung des Sockels identisch, besitzen jedoch ein abweichendes Pin-out. Wegen der begrenzten Pin-Anzahl der Steckverbinder ist das SO-UDIMM nicht pinkompatibel zum SODIMM. Die Folge ist eine Zweiteilung des Markts in SODIMM-bestückte, kostengünstige Plattformen von geringerer Zuverlässigkeit und in hochzuverlässige Plattformen mit SO-UDIMM-Layout.

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