Hallo, ich baue gerade ein kleines Gerät mit FPGA und DRAM, und erwarte, dass das Gerät bei etwa 80°C Betriebstemperatur gefahren wird. Dementsprechend hoch wird die Refresh-Rate vom DRAM sein. Eine andere Frage, die sich mir gestellt hat, war: Wie hoch ist die Lebensdauer eines DRAM (Component DDR3L bis 105°C) bei so hohen Temperaturen, d.h. sind Ausfälle nach Jahren/Jahrzehnten zu beachten? Ich hätte jetzt auf "Don't care" getippt, was sagt ihr?
@schiebepeter (Gast) >ich baue gerade ein kleines Gerät mit FPGA und DRAM, und erwarte, dass >das Gerät bei etwa 80°C Betriebstemperatur gefahren wird. Ufff. >Dementsprechend hoch wird die Refresh-Rate vom DRAM sein. Die ist auch so schon recht hoch. Ob man da wirklich noch höher gehen muss? > Eine andere >Frage, die sich mir gestellt hat, war: Wie hoch ist die Lebensdauer >eines DRAM (Component DDR3L bis 105°C) bei so hohen Temperaturen, Das wird dir kein Hersteller sagen, weil das weder getestet noch spezifiziert ist. >d.h. sind Ausfälle nach Jahren/Jahrzehnten zu beachten? Bei 105°C ist mit erheblich schnellerer Alterung zu rechnen. Wann es real und statistisch zum Ausfall kommt, ist aber sehr spezifisch. > Ich hätte jetzt auf "Don't care" getippt, was sagt ihr? "Don't care" gibt es im Ingenieursbereich eher selten.
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Falk B. schrieb: >> 80°C Betriebstemperatur [...] >>Dementsprechend hoch wird die Refresh-Rate vom DRAM sein. > > Die ist auch so schon recht hoch. Ob man da wirklich noch höher gehen > muss? Aber natürlich. Und wenn man wirklich ans Limit gehen will, findet man die Grenze per ECC heraus: http://www.memcon.com/pdfs/proceedings2015/MSM102_GreenMountain.pdf
Clemens L. schrieb: > Aber natürlich. Und wenn man wirklich ans Limit gehen will, findet man > die Grenze per ECC heraus: > http://www.memcon.com/pdfs/proceedings2015/MSM102_GreenMountain.pdf Toll, ein Diagramm ohne Zahlen . . .
Falk B. schrieb: > Clemens L. schrieb: >> Aber natürlich. Und wenn man wirklich ans Limit gehen will, findet man >> die Grenze per ECC heraus: >> http://www.memcon.com/pdfs/proceedings2015/MSM102_GreenMountain.pdf > > Toll, ein Diagramm ohne Zahlen . . . Auch hierfür gibts was passendens: https://xkcd.com/833/
Falk B. schrieb: >>d.h. sind Ausfälle nach Jahren/Jahrzehnten zu beachten? > > Bei 105°C ist mit erheblich schnellerer Alterung zu rechnen. Wann es > real und statistisch zum Ausfall kommt, ist aber sehr spezifisch. Gibt es auch keine Studien darüber, wie sehr Temperatur und Lebensdauer korrelieren? Es geht mir dabei um harte Ausfälle des ICs, d.h. permanent beschädigte Bits oder Words, die auch nicht mit ECC oder Refresh gerettet werden können. Die Aufgabe des FPGAs ist es, die Daten, die es in den DRAM zwischenpuffert, sofort wieder auszulesen, nur per random-access (max. 100ms). Dementsprechend ist es nicht wichtig, wie die Langzeit-Speicherung spezifiziert ist, sondern wie wahrscheinlich es ist, dass ein DRAM harte Fehler nach N Jahren zeigt. Wir spielen das Thema eigtl. für NAND/NOR-Speicher durch, und ich wurde gefragt, ob der DRAM ein Risiko darstellen könnte.
Das ist machbar, setzt aber voraus, dass man die richtigen Bausteine
einsetzt. Mein ehemaliger Arbeitgeber hat DRAM schon im
Motorintegrierten Wechselrichtern verbaut. Da hat der Kühler schon
>100°.
Was man tun muss, ist den Hersteller kontaktieren, der kann
üblicherweise mit Daten zum gewünschten RAM dienen. Oft bekommt man
mindestens FIT-Werte. Auch Vorschläge für bestimmte Typen sind zu
bekommen.
Ich würde mich dazu mal an ISSI wenden, die haben guten Support.
Im Idealfall kontaktiert man den Lieferanten, der das später auch
liefern soll. Wenn du halbwegs Volumen hast, sind die üblicherweise sehr
kooperativ in der Hinsicht.
schiebepeter schrieb: > Gibt es auch keine Studien darüber, wie sehr Temperatur und Lebensdauer > korrelieren? Eine Faustformel, so alt wie die Elektronik: 10 Grad mehr = halbe Lebensdauer. Solange du die Lebensdauer bei 25 Grad nicht weisst nützt das allerdings wenig. In jedem Fall leben DRAMs im Durchschnitt sehr viel länger als die Computer in denen sie stecken. Seriöse Werte kann es daher nur durch spezielle Untersuchungen geben, die i.A. bei hohen Temperaturen durchgeführt werden, damit man in akzeptabler Zeit zu Ergebnissen kommt. Mir sind aber keine bekannt. Georg
Hi, Falk B. schrieb: > @schiebepeter (Gast) > Bei 105°C ist mit erheblich schnellerer Alterung zu rechnen. Wann es > real und statistisch zum Ausfall kommt, ist aber sehr spezifisch. Was verursacht eingentlich die beschleunigte Alterung? Wenn ich es richtig verstanden habe wird die Dotierung im Chip "zerstört". Ist dieser Zerstörung linear mit der steigenden Temperatur? Hatte da schon öfters versucht das zu recherchieren, gute Infos oder Tabellen nie gefunden.
schiebepeter schrieb: >> Bei 105°C ist mit erheblich schnellerer Alterung zu rechnen. Wann es >> real und statistisch zum Ausfall kommt, ist aber sehr spezifisch. > > Gibt es auch keine Studien darüber, wie sehr Temperatur und Lebensdauer > korrelieren? Kann schon sein, muss man halt finden. > ist, dass ein DRAM harte Fehler nach N Jahren zeigt. Wir spielen das > Thema eigtl. für NAND/NOR-Speicher durch, und ich wurde gefragt, ob der > DRAM ein Risiko darstellen könnte. Kann er. Alle Fehlerquellen die man unterschätzt sind eins.
Werner B. schrieb: > Was verursacht eingentlich die beschleunigte Alterung? Das kommt auf den IC an. > Wenn ich es > richtig verstanden habe wird die Dotierung im Chip "zerstört". Nein, dafür sind die Temperaturen meist zu niedrig, zumindest bei Logik-ICs. Bei LEDs schon, auch bei hochbelasteten Transistoren. Aber auch dort sind es eher andere Mechanismen. Temperaturwechsel zerbröseln manchmal Bond-Stellen. Bei Flash und EEPROM wird das isolierte Gate "löchrig", der Leckstrom steigt und irgendwann ist die Ladung im Gate weg. > Ist dieser Zerstörung linear mit der steigenden Temperatur? Kommt drauf an, ist sehr verschieden. Wenn ne Diode wegen Überlast durchbrennt, ist es meist eine Z-Dioden Charakteristik ;-)
Falk B. schrieb: > Werner B. schrieb: > >> Was verursacht eingentlich die beschleunigte Alterung? > Das kommt auf den IC an. Mir kamen schon öfters defekte TTL ICs (meisste Bustreiber) in alten Boards vor, wo ich mich gefragt habe warum die jetzt verstorben sind. Vom Design her konnte es nicht sein, da die Karten min. 25 Jahre gelaufen sind. Bei einem Designfehler wären die IMO früher gestorben. ESD kann ich ausschliesen, da die ICs nichts mit den Schnittstellen zu tun hatten.
DRAM altern eigentlich kaum. Die Zahl der Zugriffe etc. ist für die egal. Schwachstellen sind an erster Stelle die Lötstellen, die haben besonders viel Probleme, wenn es Temperaturgänge gibt. Da hängt sehr viel an der Qualität der Fertigung, was schlecht nachvollziehbar ist. Bei den Chips hängt viel davon ab was die für eine Historie in der Produktion hatten. Beginnt beim Wafer und Fertigungsprozess. Sind da schon Defekte drin, dann ist die Gefahr durch Elektromigration einen Ausfall zu haben höher. Waren die Chips bis zur Produktion der Module nicht ordentlich in Trockenlagerung, dann kann das Gehäuse Risse haben (die beim Löten durch Dampf von aufgenommenem Wasser entstehen), durch die dann der Chip wieder geschädigt werden kann. Also man kann da durchaus was ausrechnen, aber die schlecht nachvollziehbaren Faktoren in der Produktionskette haben wahrscheinlich den größten Einfluss.
Warme DRAMs sind nicht wirklich ungewöhnlich. Mainboards von PCs und Servern sind keineswegs ein stressfreies Biotop, wenn lange Zeit hohe Last vorliegt. Gut genutzte DRAMs werden schon von sich aus warm und was sie an Kühlluft abkriegen, das kommt bei vielen PC-Boards als heisse Abluft vom CPU-Kühler. Bei Mobilgeräten ist das noch etwas krasser, denn da sitzen sie direkt auf dem Prozessorchip oben drauf, im gleichen Baustein.
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