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IoT-RAMs für die smarte Welt

Keine Probleme mit Schreib-Löschzyklen-Begrenzungen

21. Februar 2019, 14:15 Uhr | Heinz Arnold

Jun Gu, AP Memory: »Inzwischen sind wir zur Nummer 1 unter den Herstellern von PSRAMs aufgestiegen, unser Marktanteil liegt bei rund 80 Prozent. Mit über 160 Mitarbeitern verfügt AP Memory über genügend Ressourcen, um auf neue Trends sehr schnell reagieren zu können.«

„IoT-RAMs“ nennt AP Memory ihre multiseriellen PSRAMs, die sich durch ihre geringe Leistungsaufnahme auszeichnen und auf die neu entstehenden Märkte rund ums IoT abzielen.

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Denn damit sind sie für sowohl für den Einsatz in tragbaren als auch in vernetzten Geräten geeignet, von Smartphones über Tablets und Wearables, GPS-Modulen bis zu Embedded-Systemen und den im Entstehen begriffenen Edge-KI-Bereich. »Deshalb nennen wir sie gleich IoT-RAMs, denn wer vernetzen muss, um IoT-Umgebungen aufzubauen, der kommt an den IoT-RAMs kaum noch vorbei«, stellt Jun Gu, CEO von AP Memory, fest. Zudem sind sie auch noch für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen geeignet.

Doch was verbirgt sich hinter den IoT-RAMs? Das Hauptstandbein des Unternehmens sind die Pseudo-SRAMs (PSRAMs), also RAMs, die intern so aufgebaut sind wie dynamische RAMs (DRAM), sich nach außen aber verhalten wie statische RAMs (SRAM). Der große Vorteil: Anders als SRAMs, deren Zellen aus bis zu sechs Transistoren bestehen, arbeiten die PSRAMs intern mit DRAM-Zellen, die aus einem einzigen Transistor plus Kondensator bestehen. Die gesamte Refresh-Logik für die DRAM-Zellen läuft intern ab, der Anwender merkt davon nichts. Er hat es mit herkömmlichen SRAM-Schnittstellen zu tun; das PSRAM verhält sich also, wie der Name schon andeutet, so, als ob es sich um ein ganz gewöhnliches SRAM handeln würde. Weil eine SRAM-Zelle aber normlerweise aus sechs Transistoren aufgebaut ist, eine DRAM-Zelle nur aus einem plus Kondensator, nimmt das PSRAM deutlich weniger Fläche ein als ein entsprechendes echtes SRAM, trotz des Overheads wegen der internen Refresh-Logik und der Schnittstellen. Damit ist PSRAM entsprechend kostengünstiger.

Zudem ist es AP Memory gelungen, durch geschickte Schaltungstechnik die Standby-Stromaufnahme deutlich zu senken. Jetzt stehen neben den „CellularRAM“-PSRAMs mit 16 bit parallelen Adress-/Daten-Multiplex-Anschlüssen im FBGA54-Gehäuse sowohl Quad-SPI-Versionen als auch Octal-SPI-Versionen zur Verfügung. Der Vorteil der QPSI-Versionen: Sie benötigen nur acht Anschlüsse, nehmen also noch weniger Strom als die Octal-Typen auf, die in Ball-Grid-Gehäusen mit bis zu 24 Anschlüssen sitzen. In der Baugröße unterscheiden sich die beiden Typen kaum.

Doch warum setzen die Anwender die flüchtigen Speicher überhaupt ein? Der Grund ist einfach: Überall, wo Daten ständig hin und her geschoben werden müssen, der Dateninhalt im Speicher also ständig wechselt, kommen die Flash-Speicher an ihre Grenzen, weil ihre Zellen durch ständiges Überschreiben zerstört werden. Ein Beispiel dafür ist das aktive Echo-Cancelling. Die PSRAMs und LPDRAM dagegen kennen dieses Problem nicht. Deshalb sind die IoT-RAMs mittlerweile fester Bestandteil entsprechender Speicher-Multi-Chip-Packages. Hier schlägt wieder die sorgfältige Auslegung der Schaltung von AP Memory zu Buche. Denn die PSRAMs erreichen gegenüber denen anderer Hersteller eine um den Faktor fünf geringere Stromaufnahme im Stand-by-Modus. In tragbaren Geräten führt das zu einer entsprechend längeren Batterielebensdauer.

Insgesamt arbeiten die mehr als 80 Ingenieure von AP Memory daran, die Technik der PSRAMs weiterzuentwickeln und das Produktspektrum auszubauen. »Inzwischen sind wir zur Nummer 1 unter den Herstellern von PSRAMs aufgestiegen, unser Marktanteil liegt bei rund 80 Prozent«, sagt Jun Gu. Mit über 160 Mitarbeitern verfüge AP Memory über mehr Ressourcen als die Wettbewerber: »Vor allem können wir auf neue Trends sehr schnell reagieren.«

Der Haupttrend: Rund ums IoT und Industrie 4.0 entstehen vielfältige neue Märkte für Speicher, die sich durch eine niedrige Leistungsaufnahme auszeichnen. Gerade hier tauchen aber auch die Forderungen nach häufiger Überschreibbarkeit auf. Deshalb bezeichnet Gu die Speicher lieber als IoT-RAMs als mit ihrem ursprünglichen, etwas sperrigen Namen: »Besonders der hohe Bedarf, den die Edge-Geräte entwickeln, wird dem Markt für IoT-RAMs einen kräftigen Schub geben. Beispielsweise setzen fast alle Narrowband-IoT-Plattformen jetzt auf die IoT-RAMs, es findet ein deutlich zu spürender Schwenk von embedded SRAMs hin zu den IoT-RAMs statt«, sagt Gu.