DDR3 nach EOL - wie verifiziert man Ersatzbausteine im Feld?

OP #8086467
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Hallo zusammen,

in der Industrielektronik-Wartung wird DDR3 langsam zum Problem: Ein Großteil der klassischen Bausteine (ISSI, Winbond, Micron, Samsung) ist offiziell auf End-of-Life gesetzt oder in der Abkündigung. Wir betreuen ältere SPS-Steuerungen, Industrie-PCs und Messgeräte, bei denen DDR3-SO-DIMM bzw. BGA-Bausteine verbaut sind - und müssen diese nach dem EOL weiterhin zuverlässig ersetzen können.

Die offensichtliche Lösung ist der Einsatz von "Drop-in"-Ersatzbausteinen, die von Drittherstellern nachgefertigt werden. Die Frage ist: Wie verifiziert man solche Bausteine im Feld, ohne sie vorab in teuren Referenzsystemen qualifizieren zu können?

Was wir bisher praktizieren, kurz zusammengefasst:

  1. SPD auslesen - Wir lesen den Serial Presence Detect über I2C (SMBus) direkt auf dem DIMM aus (z. B. mit einem einfachen I2C-Adapter und einem kleinen Python-Skript). Der SPD-EEPROM enthält die Timing-Parameter (tCKmin, CL, tRCD, tRP, tRAS, Temperaturklasse) und den Hersteller. Damit kann man Original- und Ersatzbaustein Byte für Byte vergleichen, bevor man überhaupt einlötet bzw. einsteckt.

  2. Timing-Klassen vergleichen - Entscheidend ist nicht nur die Kapazität und die Bauform, sondern die Timing-Klasse (z. B. DDR3-1600 vs. DDR3-1333). Ein Ersatzbaustein mit gleichem JEDEC-Timing, aber anderer Temperaturklasse (Commercial 0-70 °C vs. Industrial -40...+85 °C) fällt im normalen Betrieb nicht auf - erst bei Kälte-/Wärmetests.

  3. Spannung prüfen - DDR3 (1,5 V) vs. DDR3L (1,35 V): Ein DDR3L-Baustein läuft in einem DDR3-Slot meist problemlos, umgekehrt nicht unbedingt. Im Feld lohnt es sich, die Versorgungsspannung am Slot zu messen, bevor man einen Baustein bestellt.

  4. Temperatur-Zyklentest - Wir machen bei kritischen Geräten einen Kurztest in der Klimakammer (-40 °C bis +85 °C, je nach Spezifikation), insbesondere Kaltstart. Genau da fallen die meisten "kompatiblen" Bausteine durch - sei es wegen der Refresh-Rate bei tiefen Temperaturen oder wegen marginaler Timing-Reserven.

  5. Langzeittest im Zielgerät - 48-72 h Burn-in mit memtester bzw. stress-ng (adressierte Muster, nicht nur sequenzielle) im Originalgerät. Zusätzlich prüfen wir die korrekte Erkennung im BIOS/Bootloader (SPD wird ausgewertet und das Timing entsprechend gesetzt).

Interessant wäre für mich: Wie geht ihr in der Community mit EOL-Speicherbausteinen um? Verlasst ihr euch auf die Datenblatt-Äquivalenz der Distributoren, oder gibt es eine eigene Qualifizierungs-Routine? Insbesondere bei BGA-Bausteinen (die nicht einfach auszutauschen sind) bin ich gespannt, ob jemand Erfahrung mit "reballed" oder nachgefertigten Dies hat - und wie man solche Chargen im Feld am besten erkennt.

Danke für eure Erfahrungen!

Angehängte Dateien:
(Firma: Starfleet) #8086478
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Mal schauen was der controller am Speicherbus (µC,FPGA) so kann und ggf. anpassen/neuconfigurieren (Ja, das ist dann kein 1:1 Austausch mehr, weil dann auch die Firmware angepasst wird, wobei es ohnehin nicht unüblich ist, bei einer Wartung auch aktuelle (robustere) Firmware aufzuspielen).

Bei Langzeittests den Prüfling zusätzlich stressen um "Grenzfälle besser zu entdecken. Also in die Klimakammer damit und die Versorgungsspannung ans untere Limit setzen.

DDR3 und DDR3L würde ich nicht untereinander tauschen.

Bei SO-DIMM könnte mal mal schauen ob es da nicht passende DDR3-funktionale DIMM mit bestückten DDR4 oder ähnliches gibt. Es gibt auch FPGA-SoM als SO-DIMM ...

BGA-tauschen als EOL-Strategie halte ich für "mutig".

#8086494
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Wenn Deine Firma ihren Job ernstnimmt, dann legt sie ein ausreichend dimensioniertes Lager von Bauteilen an, bei denen die Beschaffbarkeit ein Problem darstellt.

Das ist halt so, wenn man antiquarische Rechnertechnik betreuen/warten will.

Statt aufzustampfen und darauf zu bestehen, alte Systeme am Leben zu erhalten, sollte man gleichzeitig prüfen, welche Migrationspfade zu neuerer Hardware es gibt. Klar, wenn man vor einer Kiste steht, deren Steuerung noch ein DOS-Programm ist, das auf einem 386er läuft, dann ist man damit ein paar Jahrzehnte zu spät.

Wirtschaftlich sinnvolle und verantwortungsvolle Wartung bedeutet, dem Ausfall der Maschine durch Ersatzteilhaltung und -Beschaffbarkeit vorzubeugen. Heute eine Maschine dadurch am Leben zu erhalten, indem man aufwendig Ersatzteile beschafft, die man gerade noch so bekommt, ist nur eine vorübergehende Lösung -- beim nächsten Ausfall in ein paar Jahren wird es das Ersatzteil nicht mehr geben, und dann droht der Totalausfall.

Bradward B. schrieb:

Bei SO-DIMM könnte mal mal schauen ob es da nicht passende DDR3-funktionale DIMM mit bestückten DDR4 oder ähnliches gibt.

Wie soll das funktionieren? Meinst Du, DDR4-Speicher ist, abgesehen davon, daß er auch in schwarzen BGA-Gehäusen untergebracht wird, in irgendeiner Weise "kompatibel" zu DDR3-Speicher?

Es gab Mainboards, deren Speichercontroller beides ansprechen konnten, aber das war eben eine Eigenschaft des Speichercontrollers, der beides konnte. Die RAMs selbst sind komplett inkompatibel zueinander (Versorgungsspannung, Signalisierungspegel, Protokoll etc.).

Bei DDR4/DDR5 sieht es genauso aus.

#8086512
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Bradward B. schrieb:

Gemeint ist, das man auf dem DIMM auch Electronic o.ä draufbringt, die die Konvertierung übernimmt.

Wo ist denn da die Elektronik? Der Adapter macht aus einem SODIMM ein normales DIMM. Und Normkonform isser sicherlich auch nicht, Stichwort Signalintegrität. Aber bevor eine Maschine mit 4 oder mehrstelligem Wert steht würde so ein Ding plus ebay-Dimm sicherlich probiert werden...

Rüdiger B. schrieb:

Bei Kingston war die Ausfallrate am niedrigsten.

Ich hab sicher knapp 4-stellig Kingstons verbaut und die einzigen Probleme waren mechanischer Natur (Dreck im Stecker, Modul/Stecker verbogen/gebrochen). Aber wenn es keinen mehr gibt und gebrauchtkauf keine Option ist...

Ich kenne Firmen, die den projektierten Bedarf bis zum Produktlebensende einlagern, der Rest geht dann zum Verwerter (z.B. Pollin). Das hängt aber ganz davon ab, welche Zertifikate da dranhängen. Wenn 4 Module getestet und freigegeben sind, dann kauft man die und lagert. Wenn es nur "DDR3-SODIMM" ist, dann verlässt man sich auf die Specs im Dabla und kauft was man kaufen kann wenn man es braucht.

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