3 Modultypen

Der Grund für die Organisation der einzelnen Speicherchips auf Modulen liegt auf der Hand: Moderne Computer verlangen Arbeitsspeicher, der weder in der Datenbreite noch in der Speicherkapazität mit einem einzelnen IC realisierbar ist. Durch Zusammenfassung mehrerer Speicherchips auf einem Modul, kann dieses wie ein Speicherchip mit hoher Kapazität und Datenbreite angesprochen werden. Die einzelnen Chips auf dem Modul sind so zusammengeschaltet, dass sich nach außen hin die Anzahl der parallelen Speicherfelder aufaddiert. Damit erreicht man neben der Multiplikation der Datenbreite auch die Addition der Kapazitäten.

SIPP

Zu den ersten Vertretern der Speichermodule gehört das SIPP-Format. Die Module werden heute nicht mehr produziert. Sie besaßen 30 Pins, die mechanisch nicht sehr widerstandsfähig waren. Bei häufigem Wechsel brachen dem Modul oft einzelne Pins ab. Als Sockel für SIPPs dienten Pinleisten. Führungen oder Schnappverschlüsse wie bei SIMMs und modernen DIMMs waren nicht vorhanden. Mit einer Datenbreite von 8 Bit fanden SIPPs ihren Einsatz in PCs mit Intel 80286- und 80386SX-Prozessoren. Durch die 16-Bit-breiten Speicherzugriffe des Prozessors mussten SIPPs in solchen Systemen immer paarweise eingesetzt werden. Die Anzahl der Module, die zum Erreichen der Busbreite erforderlich sind, ergeben eine Speicherbank.

SIMM

Nach den SIPPs setzten sich Module im SIMM-Format durch. SIMMs der ersten Generation entsprechen elektrisch und von der Anzahl der Kontakte her den SIPPs. An Stelle der mechanisch anfälligen Pin-Reihe besitzen die SIMMs im unteren Bereich des Moduls jedoch zwei 30-polige Kontaktreihen. Diese Kontakte befinden sich gleichzeitig an der Vorder- und Hinterseite des Moduls und sind elektrisch identisch, also durchkontaktiert. Von den insgesamt 60 Kontakten sind also wie bei den SIPPs nur 30 elektrisch relevant. Durch die gleiche Datenbreite wie bei den SIPPs bestand der erhöhte Nutzwert eines SIMMs einzig in seiner einfacheren Handhabe beim Einstecken und Entfernen aus den Modulsockeln.

Einsatz fanden die 30-poligen SIMMs in PCs mit 16-Bit-Architektur. Wie bei den SIPPs, ist auch bei SIMMs paarweise Bestückung zum Auffüllen einer Bank nötig. Zur Einführung von Prozessoren mit 32-Bit-breiten Speicherzugriff (Intel 80386DX und 80486) musste eine Speicherbank sogar mit vier 8-Bit-SIMMs bestückt sein, um die erforderliche Datenbreite zu erreichen.

Aus diesem Grund entstanden SIMMs der zweiten Generation. Mit einer Datenbreite von 32 Bit ersetzen diese Module vier einzelne 8-Bit-breite SIMMs. Zu ihren ersten Einsatz kamen die 32-Bit-SIMMs Anfang der 90er-Jahre in den PS/2-Rechnern von IBM. Seitem bezeichnet man ein 32-Bit-SIMM auch als PS/2-Modul oder PS/2-SIMM. Die 72-poligen Kontaktreihen sind wieder an beiden Seiten des Moduls vorhanden und elektrisch identisch. Bei Rechnern mit 32-Bit-breitem Speicherzugriff genügt ein einzelnes PS/2-Modul zum Auffüllen einer Speicherbank.

DIMM

Mit dem Einzug der Pentium-Prozessoren in den PCs sowie den Macintosh PowerPCs und ihrem 64-Bit-breiten Datenbus kamen auch Speichermodule mit einer Datenbreite von 64 Bit. Die neuen Module mit den Namen DIMM besitzen wie SIMMs auf beiden Seiten der Platine Kontaktflächen, die jedoch elektrisch voneinander getrennt sind. Bei nur etwas größeren Modulabmessungen stehen bei DIMMs insgesamt 168 Kontakte zur Verfügung. Zusätzlich lässt sich die Anzahl der Anschlüsse für Betriebsspannungen und Steuersignale leicht erhöhen. Vorteil: Das Design der Platine ist hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften und zu Gunsten einer erhöhten Datenintegrität einfacher zu optimieren.

Durch hohe Taktfrequenzen von 100 MHz und darüber ergeben sich hohe Anforderungen an das Layout des Speichermoduls. Übersprechverhalten zwischen benachbarten Signalleitungen, kapazitive Effekte und Signallaufzeiten sind nicht zu unterschätzende Problemquellen. Strenge Design-Vorschriften bezüglich Leiterbahnlänge, -breite und -abstand sowie genaue Angaben zur Anzahl von Layern, Abschlusswiderständen und -kapazitäten sind beim Modul-Layout zu berücksichtigen. Wegen dieser Problematik hat Intel hat eine PC100-Spezifikationen veröffentlicht.

DIMM-Sonderformen

Ein verkleinerter Ableger der DIMMs sind die so genannten SO-DIMMs. Diese Module gibt es als 72-polige Ausführung mit einer Datenbreite von 32 Bit und 144-polig mit 64 Pins. Beide Ausführungen haben die Kontaktflächen auf beiden Seiten des Moduls, die elektrisch voneinander getrennt sind wie bei normalen DIMMs. Wegen der geringen Abmessungen der Module, 68 x 25 mm beim 64 Bit SO-DIMM, sind diese besonders für den Einsatz in mobilen Geräten geeignet. In den meisten aktuellen Notebooks findet man diese Modulform.

RIMM

Die Busarchitektur der Rambus-Technologie erfordert durch ihre elektrischen Eigenschaften eine andere Modulbauform. Von der Größe und den beidseitigen Kontaktreihen her ist das RIMM auf den ersten Blick einem DIMM sehr ähnlich. Es unterscheidet sich aber in elektrischer Hinsicht erheblich davon. Die Rambus-Technologie ist auf eine Busbreite von nur 16 Bit ausgelegt. Die Anzahl der Pins ist aber auf 184 gegenüber 168 Pins bei DIMMs angestiegen. Ebenfalls existiert eine 160-polige SO-RIMM-Variante. Grund ist die hohe Frequenz von bis zu 800 MHz, mit der die Rambus-DRAMs getaktet werden. Um diese gegenüber PC100-DIMMs achtfach höhere Taktfrequenz zu realisieren, verläuft zu jeder Signal- und Datenleitung abwechselnd eine eigene Masseleitung. Auf die Adress-, Steuer-, Takt- und 16 Datenleitungen (18 mit ECC) kommen insgesamt 72 Masseleitungen, die für eine hohe Signalintegrität sorgen. Sie sollen kapazitive Effekte, Reflexionen, Übersprechverhalten, Störsignale und Rauscheffekte gering halten.