AM5 moederbord maken met geheugen achter CPU

[MrMonkE]

Heeft iemand hier wel eens zijn eigen -moderne- moederbord ontworpen en gebruikt?
Als je van ATX standardiseringen af kunt zou je dan met je geheugen achter je moederbord, dus onder de CPU, beter met geheugen kunnen werken? Of is het zo belangrijk dat signaallijnen dezelfde lengte hebben dat het geen goede oplossing is?

[Goz3rr]

Ik heb er geen directe ervaring mee, maar mijn gok is dat je zowel bij AMD als Intel de deur uit word gelachen als je aanklopt om alle benodigde informatie, datasheets, reference designs, etc, te krijgen.

Direct onder de CPU zit over het algemeen al helemaal vol met condensatoren dus je moet toch al opzij, en dan maakt het niet veel verschil aan welke kant van de PCB je zit.

Er zijn genoeg moederboards die vrij van ATX zijn (servers, laptops, OEM desktops), als het RAM verplaatsen nut had zou je verwachten het daar te zien.

[SA007]

Het is echt heel erg belangrijk dat de signaallijnen dezelfde lengte hebben.
Reden hiervoor is best simpel, de lichtsnelheid is bestwel laag

Rekenvoorbeeld:
DDR5 draait op 6000MT/s, dat zijn 6000*1000*1000 bits per seconde over elke datalijn, dat is 1 bit elke 0.16ns.
Lichtsnelheid is 'maar' 300.000km/s, dus effectief staat er elke 5cm een ander bitje op het printspoor.
Een geheugenreepje is behoorlijk wat langer dan 5cm, en je moet ook zorgen dat die data netjes aankomt dus de lengte van de spoortjes is behoorlijk kritisch.

[CH4OS]

@Goz3rr Nou ja, het moederbord heeft natuurlijk ook een achterkant he. Als je toch niet aan formfactors vast zit, kan je het RAM aan de andere kant van het moederbord doen, de "onderkant" van de CPU.

[Umbrah]

Als je echt aan de kortere traces wilt, lagere latency, zou je naar CAMM kunnen kijken IPV DIMM. Een beetje een intermediair tussen gesoldeerde BGA/on-package geheugen, en de DIMM zelf. CAMM zie je vanzelfsprekend echter meer in laptops, en heeft z'n origine dan ook bij Dell. Om nou te zeggen: dit wordt een desktop moederbord standaard... tsja... SODIMM was óók een optie, en technisch gezien in theorie in staat om sneller te zijn. @SA007 legt al erg mooi uit waarom wel/niet bepaalde zaken zouden werken.

De reden dat het niet wordt gedaan, is tevens de reden dat ATX nog zo groot is, en we gek genoeg NOG niet van 12V af zijn. De standaard is oud, en moet ook backwards compatible zijn. Het mag een klein wonder heten dat we in SFF-land sowieso 'user servicable' componenten op de achterkant hebben, en dat we moederbord-gekoppelde koelingoplossingen hebben (wie wil losgewipte sockets uit de K7 tijd nog terug zien komen, immers, de koelers klemde toen aan het plastic van het socket) waarvoor cases een cut-out hebben.

Die koelingoplossing is overigens tevens hetgene wat een hoop ruimte rond het socket inneemt. Toen we van bare-cores naar IHS-en gingen (Intel eerder dan AMD) moesten we tevens de koelers wat groter maken. Een IHS maakt het geheel steviger, maar zorgt ook minder thermische overdracht. Koelers worden sowieso groter, de VRM ook zwaarder, en er moet ruimte rond het socket zijn, waardoor de afstand van DIMM's eigenlijk sowieso wat forser is (naast de hoeveelheid ruis die er naast het socket zit). Het mag een klein wonder heten dat we boven de 6000MT/s met lage latency buiten de scope van het socket kunnen krijgen momenteel! Zeker als je bedenkt hoeveel IOPS je in sommige andere geheugenprotocollen langs ziet komen (compleet niet vergelijkbaar met PC-RAM, maar GDDR is ook best ziek).

Om heel eerlijk te zijn, in de scope van de niche zelfbouw/retail desktop PC's, tsja... ik zou wel graag wat voordelen van de 'row of chip' benadering kunnen zien, maar ik zou het dan liever hybride zien, want het feit dat je met DIMM's lekker ver kan gaan, veel op daughterboards kan zetten, én ook nog eens kan daisy chainen wil ik ook niet kwijt (en DIMM is welliswaar verticaal dikker, maar horizontaal praktischer dan CAMM). Ik zou het liefste een model zien waar we wat meer 'cache' op de CPU zetten (goh... L4/x3d stijl?), een row-of-chips naast het socket op het board (hoewel we nu al klagen dat high-end boards duur zijn, immers, signal traces zijn lastig), en een tweede tier RAM in DIMM's (meer traces, LGA1700 naar 2700, pins zijn groter dan soldeerpads, sockets worden nog groter, koeling nog lastiger, moederborden met megasocket nog duurder + garantie als je een pin molt, etc...). Het is echter een balans spel tussen wat praktisch is, wat kan, en wat betaalbaar is.

De DIMM is derhalve niet hetgene waar ik persoonlijk tegen zou willen strijden in het PC/ATX legacy gebied. Als ik een stuk zou mogen kiezen waar ik in zou willen veranderen, is dat de enorme hoeveelheid dikke/stugge/high-amp kabels die bij 12V horen. Een 450W GPU op 12V is bijna 38A aan vermogen, en denk je dat die GPU zelf op 12V draait? Nope! Hij heeft een VRM die er rondom de 1V van maakt. En die VRM is niet moeilijker als hij van 12V naar 1V zou moeten gaan, maar van 48V naar 1V. Door de 12V los te laten zouden we naar 9,5A gaan in het geval van de GPU. Geen 3x8=24 pinnen aan 12V infrastructuur meer nodig, of een flipping awkward 12 + 4 pin 12VHPWR met 'dikkere aders' in de spec en een sense-pin infrastructuur zodat je deze onzin krijgt die lastig te installeren is:



Ik realiseer me dat ik de discussie ontspoor (maar door CAMM aan te dragen en wat meer te speculeren gok ik dat ik dat verdien), maar laten we eerst 12V maar eens los laten en naar 24 of 48V gaan. Grappig detail: DDR5 DIMM's hebben een PMIC wat feitelijk een on-dimm VRM is (volgende trend: kwaliteit van de VRM van je DIMM als factor naast enkel de board VRM en het soort DRAM chip net zoals in de tijd dat we allemaal aan de B-die wouden). DDR5 zou je voor 48VO aan moeten passen dus, ondanks dat het moederbord wel degelijk een flink stuk werk doet.

48V zou tevens minder verlies betekenen, minder/dunnere kabels, etc...

[memphis]

De reden dat het niet wordt gedaan, is tevens de reden dat ATX nog zo groot is, en we gek genoeg NOG niet van 12V af zijn. De standaard is oud, en moet ook backwards compatible zijn. Het mag een klein wonder heten dat we in SFF-land sowieso 'user servicable' componenten op de achterkant hebben, en dat we moederbord-gekoppelde koelingoplossingen hebben (wie wil losgewipte sockets uit de K7 tijd nog terug zien komen, immers, de koelers klemde toen aan het plastic van het socket) waarvoor cases een cut-out hebben.

Is dat het probleem?
Er zijn genoeg van de ATX afwijkende systemen te vinden. De huidige NUC systemen hebben zoiets als wat de topicstarter denk ik zoekt

[Umbrah]

Hij stelt vrij expliciet én "ATX", én beter met geheugen werken. Ik kaart zelfs aan dat in de custom formfactor wereld (ik draag echter laptops aan) "beter met geheugen werken" al een ding is. Naast dat modulair niet altijd een must is daar, is de formfactor ook niet beperkend daar. Bij ATX heb je namelijk doorgaans het probleem dat de spec stelt dat de spacers minimaal 6,5mm moeten zijn, en dat een maximum niet vastgesteld is. Het feit dat er een minimum is suggereert dat je absoluut niet daar boven moet gaan, want zoals feitelijk door de wet van: "als het goedkoop kan, dan zal het goedkoop gáán" geld, zullen veel kasten dan ook op het absolute minimum zitten. Alles moet dus om die 6,5mm ontworpen worden, wat voor zowel DIMM's, CPU's, als CAMM een behoorlijk laag ding is.

Voor een NUC, of een IA machine geen probleem, en ook voor de laptopmakers/apples van deze wereld die 'row of chip' configs kunnen aanbieden (en dus modulariteit in zijn geheel los kunnen laten) is het geen probleem. Maar voor ons Tweakers, waarbij de definitie van TS (@MrMonkE ), "beter met geheugen werken" doorgaans lagere CAS, hogere MT betekend, is er een hoop te zeggen vóór dichter bij de CPU, maar dat is voor modulariteit (immers, want ook onze CPU willen we modulair in een Intel LGA1700 of AM5/LGA1718 socket hebben om hem ooit te vervangen) gewoon erg lastig. Je kan niet te dicht bij komen, en in die 6,5mm past het helemaal niet.

En dus zitten we met de DIMM form factor, nog steeds vrolijk op 6000MT/s + CL30, terwijl onze low power laptops daar soms al over heen gaan omdat LPDDR5x zó veel makkelijker is omdat er geen socket, en géén noctua, en géén mega breed DIMM slot langs hoeft, maar slechts... 8 dimm modules in 4 kanalen met 2 dimms per kanaal (maar slechts 32 bit kanalen immers DDR5 gebruikt 32-bit kanalen). Er komt een moment dat puur op geheugen bandbreedte onze laptops en telefoons ons voorbij gaan, tenzij we iets loslaten. Of iets extra's toevoegen. Zoals 8GB DDR5 óp de CPU. Of óp het moederbord in de ruimte tussen socket en VRM.

[memphis]

Umbrah schreef op maandag 24 april 2023 @ 22:26:
Hij stelt vrij expliciet én "ATX", én beter met geheugen werken.

Nee, dat stelt hij niet. Hij stelt wat als je van de ATX factor af kunt....

[Sissors]

Umbrah schreef op maandag 24 april 2023 @ 13:13:
En die VRM is niet moeilijker als hij van 12V naar 1V zou moeten gaan, maar van 48V naar 1V.

Nu is mijn DC-DC converter roestig, maar volgens mij is des te groter de stap die je maakt van input naar output, des te lastiger het is om de efficientie en ripple gelijk te houden. Sowieso heb je mosfets nodig die veel hogere spanning aan kunnen, wat betekend dat ze slechter zijn op andere parameters.

[ Voor 4% gewijzigd door Sissors op 27-04-2023 18:31 ]