ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第104回

Mobile RAMからWideIOへ モバイル向けメモリーの進化

　メモリー編ロードマップの最終回は、モバイル向けのメモリー技術を解説しよう。モバイル向けという場合、かつては携帯電話がその最右翼であったが、昨今はタブレット系などに利用されることも多くなった。

　また、最近ではインテルのAtomベースSoCも、LPDDR系メモリーをサポートするようになった。ARMアーキテクチャーのプロセッサーで将来的にWindowsがサポートされることを考えると、LPDDR2やLPDDR3を搭載したマシンでWindowsを動かす、という時代がまもなく到来することになる。

SDRAMの省電力機能に
さらに機能を加えたMobile RAM

　最初にモバイル向けメモリー製品が投入されたのは、2000～2001年にかけての時期で、この時点ではまだ電子部品規格の標準化団体「JEDEC」の標準ではない、独自規格製品であった。

　製品名としては「Mobile RAM」と呼ばれたが、いつの間にかそれは、製品名から製品カテゴリー名として認知されるようになる。当初のMobile RAMはSDRAMをベースとした製品であったが、プロセスの微細化などによりDRAMセルの動作電圧を2.5Vに、I/O電圧を1.8Vまたは2.5Vに下げている(標準的なSDRAMはどちらも3.3V)。

　加えて、細かな消費電力低減のオプションを持っているのが特徴だ。もともとSDRAM自身も、省電力モードと呼ばれる動作モードを搭載している。一番効果が大きいのは「CKE」(Clock Enable)と呼ばれるモードだ。CKEが有効(信号レベルはHigh)になっている間、SDRAMはクロックに同期するかたちでデータの送受信を行なおうとする。そのため、仮にメモリーとの転送が発生していない場合でも、SDRAMはクロックに同期して動作し続けている。

　そこで転送が発生しない間は、メモリーコントローラーがCLEを無効(信号レベルLow)にすると、SDRAMは完全に動作を停止する。そのため、待機中の消費電力を抑えられるわけだ。

　しかし、この方式で長時間放置すると、DRAMセルの内容が揮発して失われる。そのためリフレッシュのタイミングでCKEを有効にして、明示的にリフレッシュ動作を行なわせる必要があり、ここで多少消費電力が増える。そこで、「セルフリフレッシュ」という方式を併用することで、さらに消費電力を下げることが可能になった。

　セルフリフレッシュはSDRAMチップ内部のタイマーを起動させて、一定時間ごとにDRAMセルのリフレッシュをチップ自体に行なわせるというものだ。タイマーを起動する分消費電力は若干増えるが、メモリーコントローラーやメモリーバスは完全に停止できるため、トータルとしての消費電力はさらに下げることが可能となる。