Die Bezeichnung FC-RAM steht in der Computertechnik für “Fast Cycle RAM“ und bezeichnet eine hochperformante RAM-Technologie die vom Unternehmen Fujitsu entwickelt und auf den Markt gebracht wurde. Die FC-RAM Technologie ermöglicht es Herstellern ihre DRAM Bausteine so zu programmieren als würden sie auf SRAM Technologie basieren. FC-RAM Bausteine können auf höhere Datentransferraten und geringere Zugriffszeiten als DRAM zurückgreifen und skalieren weitaus besser mit der Taktfrequenz von modernen Prozessor Architekturen (CPU) und Systembusfrequenzen.
Ein gänzlich neues Pipeline Konzept ermöglicht den hohen Anstieg der Performance im Vergleich zu herkömmlichen SRAM und DRAM Modulen und ermöglicht es dem FC-RAM mit einer Zugriffszeit zu operieren, die weniger als die Hälfte der Zugriffszeit von SRAM und DRAM in Anspruch nimmt. FC-RAM ermöglicht zudem die gleichzeitige Übertragung von Spalten- und Zeileninformationen in nur einem Schritt (Thread) und Befehl auszuführen und ermöglicht auf diese Weise einen weiteren Geschwindigkeitsvorteil von FC-RAM im Vergleich zu den traditionellen Speicherbausteinen wie SRAM und DRAM.
In Kombination mit der DDR Speichertechnologie ist die FC-RAM Technologie aktuell die am besten skalierbare Speicherstruktur am Markt und kommt in allen aktuellen Arbeitsspeicher (RAM) Technologien zum Einsatz. Die FC-RAM Speichertechnologie kommt sowohl in DDR1 als auch in DDR2 und DDR3 Speicherbausteinen und RAM-Modulen zum Einsatz und wird in Kürze auch in der neuen DDR4 Speichertechnologie zu finden sein.
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Durch die Kombination der FC-RAM Technologie und der DDR Technologie entstand 1999 der erste DDR-SDRAM Arbeitsspeicher mit Taktfrequenzen von 200 MHz und Übertragungsraten von 1,6 GB/s. Dieser erste Standard wurde auch als DDR-SDRAM (DDR-200) PC-1600 bezeichnet und stellt den Beginn der neuen und bis heute aktuellen DDR-SDRAM Arbeitsspeicher Technologie dar.
Die FC-RAM Technologie leitete mit dem DDR-SDRAM (DDR-200) PC-1600 eine neue Zeitrechnung im Bereich Arbeitsspeicher ein und etablierte sich schnell auf allen Mainboards (Motherboards) der bekannten Hersteller. Im Endverbrauchermarkt dauerte es aber bis Anfang 2002 bis die DDR- und FC-RAM Technologie die bewährten SDRAM Arbeitsspeichermodule ablösen konnte. Aufbauend auf DDR-SDRAM (DDR-200) PC-1600 erschienen in der Folge weitere noch schnellere Varianten dieses Speichertyps.
Mit DDR2-266 (PC-2100), DDR2-333 (PC-2700) und DDR3-400 (PC-3200) erschienen insgesamt vier weitere Ausbaustufen dieser Technologie, die in ihrer größten Ausbaustufe DDR-SDRAM (DDR-400) PC-3200 Übertragungsraten von bis zu 3,2 GB/s ermöglichten. Im Dual-Channel Mode (Doppel Kanal Modus) war es sogar möglich bis zu 6,4 GB/s vom Arbeitsspeicher an den Hauptprozessor (CPU) zu liefern.
DDR2 Arbeitsspeicher (DDR2-SDRAM)
Als Nachfolger der DDR Arbeitsspeichers auf FC-RAM Basis konnte sich nach kurzer Zeit der DDR2-SDRAM positionieren und etablieren. Dieser kam mit schnelleren Taktfrequenzen von bis zu 1.066 MHz auf den Markt und konnte die Vorreiterposition und Marktstellung von FC-RAM basierten DDR-SDRAM Modulen weiter festigen und unterstreichen. Insgesamt wurden fünf Varianten des DDR2-SDRAM Arbeitsspeichers auf Basis der FC-RAM Technologie veröffentlicht.
Es erschienen die Typen DDR2-400 (PC2-3200), DDR2-533 (PC2-4200), DDR2-667 (PC2-5300), DDR2-800 (PC2-6400) und DDR2-1066 (PC2-8500). Mit einer Taktfrequenz von bis zu 1.066 MHz und Übertragungsraten von bis zu 8,5 GB/s waren dieser Arbeitsspeicher Module die zu damaligen Zeit schnellsten Arbeitsspeicher Module die erhältlich waren. Durch den Wechsel von DDR zu DDR2 konnte auch die Betriebsspannung von 2,6 Volt auf 1,8 Volt und damit der Verbrauch und die Abwärme gesenkt werden.
DDR3 Arbeitsspeicher (DDR3-SDRAM)
Nachdem die Entwicklung des DDR2-SDRAM Arbeitsspeichers auf Basis der FC-RAM Technologie ausgereizt war, wurde die DDR3-SDRAM Technik entwickelt, die abermals höhere Taktfrequenzen und niedrigere Spannungen sowie höhere Datentransferraten ermöglicht. Mit den Standards DDR3-800 (PC3-6400), DDR3-1066 (PC3-8500), DDR3-1333 (PC3-10600), DDR3-1600 (PC3-12800), DDR3-1866 (PC3-14900) und DDR3-2133 (PC3-17000) ist die aktuelle DDR3 Speichertechnologie auf Basis von FC-RAM sehr gut aufgestellt und liefert beeindruckende Datenübertragungsraten von bis zu 17 GB/s. Hierfür benötigt die neue Technologie lediglich eine Versorgungsspannung von 1,6 Volt und erzeugt somit noch weniger Abwärme als DDR2-SDRAM.
Die maximale Taktfrequenz liegt aktuell bei 2.133 MHz und soll in Kürze um Module mit einer Taktfrequenz von 2.400 MHz erweitert werden. Der DDR3-SDRAM Arbeitsspeicher auf der Basis der FC-RAM Speichertechnologie kommt aktuell in allen Privat-, Business- und Enterprisebereichen zum Einsatz und ist der aktuelle Standard für die Bestückung von Computern mit Arbeitsspeicher.
Zukunft
Im Mai 2012 wurden die ersten Spezifikationen zum kommenden DDR4-SDRAM Arbeitsspeicher auf Basis der FC-RAM Technologie bekannt gegeben. Dieser soll fortschrittlich im 30nm Verfahren gefertigt werden und bis ca. 2015 den aktuellen DDR3-SDRAM Arbeitsspeicher abgelöst haben. Die Taktfrequenzen werden auch mit dem DDR4-SDRAM Arbeitsspeicher ein weiteres Mal angehoben und die Versorgungsspannungen werden wieder um ein gutes Stück gesenkt werden.
Genaue Angaben sind bisher noch nicht bekannt, es kann aber von mindestens 2.400 bis 3.200 MHz Taktfrequenz und einer Versorgungsspannung von lediglich 1,2 bis 1,4 Volt ausgegangen werden. Durch das kleinere und günstigere 30nm Fertigungsverfahren sollen auch die Preise für Arbeitsspeichermodule weiter fallen. Mit dem DDR4-SDRAM Arbeitsspeicher macht die FC-RAM Technologie einen weiteren wichtigen Schritt in Richtung Zukunft und wird seine marktbeherrschende Stellung weiterhin festigen und behaupten.
Häufige Fragen und Antworten
Was bedeutet FC-RAM?
Die Bezeichnung FC-RAM steht für „Fast Cycle RAM“ und bezeichnet eine hochperformante RAM-Technologie, die von Fujitsu entwickelt wurde. FC-RAM ermöglicht eine höhere Datentransferrate und geringere Zugriffszeiten als herkömmliche DRAM-Bausteine. Zudem skaliert FC-RAM besser mit der Taktfrequenz von modernen Prozessorarchitekturen und Systembusfrequenzen.
Welche Vorteile bietet FC-RAM im Vergleich zu SRAM und DRAM?
FC-RAM bietet im Vergleich zu SRAM und DRAM einige Vorteile. Durch ein neues Pipeline-Konzept arbeitet FC-RAM mit einer Zugriffszeit, die weniger als die Hälfte der Zugriffszeit von SRAM und DRAM beträgt. FC-RAM ermöglicht die gleichzeitige Übertragung von Spalten- und Zeileninformationen in nur einem Schritt und bietet einen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber herkömmlichen Speicherbausteinen. Darüber hinaus skaliert FC-RAM besser mit der Taktfrequenz von Prozessoren und Systembussen.
Welche Rolle spielt FC-RAM in der DDR-Speichertechnologie?
FC-RAM spielt eine wichtige Rolle in der DDR-Speichertechnologie. Die FC-RAM-Technologie wurde mit der DDR-SDRAM-Technologie kombiniert und führte zur Entwicklung des ersten DDR-SDRAM-Arbeitsspeichers. FC-RAM-basierte DDR-SDRAM-Module ermöglichten höhere Taktfrequenzen und Übertragungsraten und lösten schließlich die SDRAM-Arbeitsspeichermodule ab. Die FC-RAM-Technologie wird auch in den aktuellen DDR2- und DDR3-Speicherbausteinen verwendet und wird voraussichtlich auch in der neuen DDR4-Speichertechnologie zum Einsatz kommen.
Was sind die Zukunftspläne für FC-RAM?
Die Zukunftspläne für FC-RAM beinhalten die Entwicklung des DDR4-SDRAM-Arbeitsspeichers. Dieser Arbeitsspeicher wird auf Basis der FC-RAM-Technologie hergestellt und wird voraussichtlich höhere Taktfrequenzen, niedrigere Spannungen und höhere Datentransferraten bieten. Der DDR4-SDRAM-Arbeitsspeicher soll den aktuellen DDR3-SDRAM-Arbeitsspeicher ablösen und wird voraussichtlich die marktbeherrschende Stellung von FC-RAM festigen und behaupten.