Industrial RAM

Die besonderen Anforderungen an Arbeitsspeicher für Industriebedarfe

Begriffsklärung

Wie auch „Server-RAM“ oder „Desktop-RAM“ ist der Begriff „Industrial-RAM“ nicht einheitlich definiert. Arbeitsspeicher für Industriebedarfe wie ein Stahlwerk, den Tiefbau, den Medizinbereich oder die Luftfahrt unterscheiden sich nicht zwangsläufig durch besondere Bauformen, noch durch höhere Kapazitäten oder andere leistungsbezogene Produkteigenschaften, sondern vor allem durch die Anforderungen an bestimmte qualitative Merkmale. Denn oft müssen sie besonders schwierige Bedingungen, wie bspw. Stöße, Vibration oder Hitze, aushalten. In diesem Beitrag werden wir auf die wichtigsten Anforderungen an Industrial-RAM eingehen und Ihnen kurz vorstellen, wie diese konkret erreicht werden.

Inhaltsverzeichnis

Anforderungen an Industrial-RAM
1. Komponententransparenz und Kompatibilität durch
  - fixe Stücklisten (fixed BOM)
2. Zuverlässigkeit und Langlebigkeit durch
  - die Verwendung besonders hochwertiger Komponenten
  - angepasste Design- und Fertigungsmerkmale
3. Langzeitverfügbarkeit durch
  - langfristige Lieferverträge
  - Lagerhaltung und Obsoleszenzmanagement
  - EOL- & PCN-Management
Fazit

Anforderungen an Industrial-RAM

Je nach Anwendung und Einsatzbereich unterscheiden sich die Anforderungen an Arbeitsspeicher für Industriebedarfe teilweise stark voneinander. Grundsätzlich lässt sich festhalten, dass im Bereich industrieller Anwendungen folgende Faktoren besonders relevant sind:

1. Komponententransparenz und Kompatibilität

Durch unsere über 25-jährigen Erfahrung wissen wir um die Wichtigkeit von fixen Stücklisten für den Industrial-RAM.

Fixe Stücklisten (fixed BOM)
Während Server- und Consumer-RAM (für den Einsatz in Desktop PCs oder Notebooks) meist flexibler in Bezug auf die verwendeten Komponenten sind, benötigen Industrieanwendungen eine konstante Stückliste, um sicherzustellen, dass jedes RAM-Modul in jedem Fertigungszyklus die exakt selben Merkmale aufweist. Diese fixen Stücklisten bezeichnet man meist als fixed BOM (Bill of Materials).

Die Vorteile von fixed BOM
Durch die fixed BOM wird die Zuverlässigkeit und Konsistenz der Komponenten in industriellen Anwendungen gewährleistet. Außerdem reduziert sie das Risiko von Kompatibilitätsproblemen oder Ausfällen aufgrund von Bauteilvariationen. Zudem begünstigt eine fixed BOM die langfristige Verfügbarkeit und Austauschbarkeit der RAM-Module. Industrielle Anwendungen erfordern oft eine längere Lebensdauer der eingesetzten Komponenten. Zwar ist die fixed BOM an sich keine Garantie für die langfristige Verfügbarkeit von Komponenten, sie stellt jedoch sicher, dass die Hersteller und Anwender genau wissen, welche Komponenten in den RAM-Modulen verwendet werden, was wiederum Vorteile für die Planung zukünftiger Bedarfe und Ersatzteilbeschaffung mit sich bringt.

2. Zuverlässigkeit & Langlebigkeit

Da Fehlfunktionen oder Ausfälle von Komponenten erhebliche Auswirkungen auf Produktionsprozesse, Sicherheit und Kosten haben können, sind Zuverlässigkeit sowie Langlebigkeit der Arbeitsspeicher für Industriebedarfe besonders wichtig. So kann der Ausfall von Arbeitsspeichern in sicherheitskritischen Anwendungen, bspw. durch den Ausfall des Rechners in einer Steuerungszentrale von Einsatzkräften oder auch in Anwendungen im Medizinbereich, mitunter Leben kosten.

Erweiterter Temperaturbereich
Zu Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zählen wir auch den erweiterte Temperaturbereich, für den dieArbeits-speicher ausgelegt sein müssen. Denn industrielle Umgebungen können extremen Temperaturschwankun-gen ausgesetzt sein: von sehr hohen Temperaturen in der Nähe von Maschinen bis hin zu extrem niedrigen Temperaturen in Kühllagern. Aus diesem Grund sind Industrial-RAM-Module so konzipiert, dass sie in er-weiterten Temperaturbereichen arbeiten können, während Server- oder Consumer-RAM-Module eher für gemäßigte Umgebungsbedingungen entwickelt sind.

Übersicht zu den Temperaturbereichen

Bereich	Temperaturbereich
Handelsüblich	0 °C bis 70 °C
Industriell	-40 °C bis 95 °C
Automotive	-40 °C bis 125 °C
Millitär/Luftfahrt	-40 °C bis 125 °C

Verbesserte Zuverlässigkeit und Langlebigkeit werden beim Industrial-RAM u.a. durch die folgenden Punkte erreicht:

Die Wahl von zuverlässigen, langlebigen und hochwertigen Komponenten bei der Herstellung von RAM-Modulen trägt zur Steigerung der Zuverlässigkeit bei. Damit gemeint sind bspw.

Leiterplatten (PCBs) mit besserer Wärmeleitfähigkeit und höherer Beständigkeit gegenüber Temperaturschwankungen.Zum Beispiel können PCBs aus hochtemperaturbeständigen Materialien wie Polyimid oder solchen mit verbesserter Wärmeableitung, wie Aluminiumkern-PCBs, eingesetzt werden.

Hochwertige Lötmaterialien mit besserer Haftung, geringerer Oxidation und besserer Wärmeleitfähigkeit.

Hochwertige Kunststoffe für Komponenten (bspw. für Gehäusematerialien), die beständiger gegenüber Umwelteinflüssen wie UV-Strahlung, Feuchtigkeit oder chemischen Einwirkungen sind.

Hochwertigen Materialien für elektronische Bauteile (bspw. Widerständen, Kondensatoren und Speicherchips), die bessere elektrische Eigenschaften, engere Toleranzen und längere Lebensdauer aufweisen. Konkrete Beispiele sind hier Tantal-Kondensatoren oder präzisionsgefertigte Widerstände.

RAM-Module müssen unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen der industriellen Anwendungen entworfen und gefertigt werden. Dies kann beispielsweise eine robustere Bauweise, Schutz gegen Umwelteinflüsse oder die Verwendung von Materialien und Technologien umfassen, die in anspruchsvollen Umgebungen besser funktionieren.

Verstärkte Leiterplatten (PCB)
Eine dickere oder verstärkte Leiterplatte kann dazu beitragen, die mechanische Festigkeit des RAM-Moduls zu erhöhen und es weniger anfällig für Verbiegen, Verziehen oder Bruch unter Belastung zu machen.

Schutzbeschichtungen
RAM-Module können mit Schutzbeschichtungen wie Konformalbeschichtungen oder Vergussmassen versehen werden, um sie vor Feuchtigkeit, Staub, chemischen Einwirkungen und anderen Umweltbelastungen zu schützen. Diese Beschichtungen können dazu beitragen, die Lebensdauer der Module in anspruchsvollen Umgebungen zu verlängern.

Verbesserte Befestigungs- und Verbindungselemente
Eine robustere Bauweise kann auch verbesserte Befestigungs- und Verbindungselemente umfassen, wie z. B. Schraubverbindungen oder spezielle Steckverbinder, die in rauen Umgebungen besser halten und eine zuverlässigere Verbindung gewährleisten.

Mechanische Verstärkung
RAM-Module können mit zusätzlichen mechanischen Verstärkungen versehen werden, um ihre strukturelle Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Vibrationen und Stößen zu erhöhen. Dazu können beispielsweise Metall- oder Kunststoffrahmen, Streben oder Kühlkörper gehören, die dem Modul zusätzliche Festigkeit verleihen.

Wärmeableitung und Kühlung
Eine verbesserte Wärmeableitung sowie Kühlung können dazu beitragen, die thermische Belastung der RAM-Module zu reduzieren und ihre Lebensdauer in anspruchsvollen Umgebungen zu verlängern. Dies kann durch den Einsatz von speziellen Kühlkörpern, Wärmeleitmaterialien oder einer verbesserten Wärmeableitung im Design der Leiterplatte erreicht werden.

Verarbeitung
Auch eine besonders präzise Verarbeitung der einzelnen Bestandteile (z.B. beim Fräsen einzelner Komponenten) kann zur Zuverlässigkeit und Langlebigkeit beitragen.

Fehlerkorrekturverfahren (ECC)
In einigen industriellen Anwendungen kann die Verwendung von RAM-Modulen mit Fehlerkorrekturverfahren (Error Correcting Code, ECC) die Zuverlässigkeit erhöhen. ECC-RAM kann Fehler, die während des Speicherzugriffs auftreten, erkennen und korrigieren, was die Wahrscheinlichkeit von Datenverlusten oder Systemabstürzen reduziert.

Samsung ODECC
ODECC steht für "On-Die Error Correcting Code" und ist eine von Samsung entwickelte Technologie zur Fehlerkorrektur in Speichermodulen. Im Gegensatz zur herkömmlichen ECC-Technologie, bei der die Fehlerkorrektur von einem separaten Chip auf dem Speichermodul durchgeführt wird, findet die Fehlerkorrektur bei ODECC direkt auf dem Speicherchip (auch als "Die" bezeichnet) statt.

Mehr Informationen zu Samsung ODECC
Samsung ODECC ist direkt in den Speicherchip integriert, wodurch die Fehlerkorrektur auf einem tieferen Level stattfindet und potenziell weniger Latenz und bessere Leistung bieten kann.

Effizienz
Da ODECC direkt auf dem Die arbeitet, kann es schneller und effizienter auf Fehler reagieren und diese korrigieren. Dadurch kann die Leistungsfähigkeit des Speichermoduls insgesamt verbessert werden.
Platzersparnis
Indem die Fehlerkorrektur direkt auf dem Die stattfindet, entfällt die Notwendigkeit für zusätzliche Chips auf dem Modul, was zu einer Platzersparnis auf der Leiterplatte führt. Dies kann zu kompakteren Modulen oder einer höheren Speicherdichte auf dem Modul beitragen.
Zuverlässigkeit
Durch die Integration von ODECC in den Speicherchip selbst können Fehler schneller erkannt und korrigiert werden. Dies kann zu einer höheren Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Speichermoduls führen.

Insgesamt ist ODECC eine Weiterentwicklung der herkömmlichen ECC-Technologie, die auf die Integration der Fehlerkorrektur direkt auf dem Speicherchip abzielt. Dadurch können Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit verbessert werden, während gleichzeitig Platz auf der Leiterplatte eingespart wird.

3. Langzeitverfügbarkeit

Insbesondere für Produktionsbetriebe und industrielle Anwendungen ist die Langzeitverfügbarkeit von Bauteilen wie Arbeitsspeichern von großer Bedeutung. Industrieanlagen und Maschinen haben oft eine lange Lebensdauer, die über viele Jahre oder sogar Jahrzehnte hinweg reichen kann. Während dieser Zeit müssen Unternehmen in der Lage sein, ihre Anlagen instand zu halten und bei Bedarf Ersatzteile oder Komponenten, wie z.B. Arbeitsspeicher, zu beschaffen.

Änderungen an Hardwarekomponenten können zu Kompatibilitätsproblemen oder Instabilität führen, insbesondere in komplexen Systemen. Langzeitverfügbarkeit von Arbeitsspeichern und anderen Komponenten stellt sicher, dass Unternehmen weiterhin auf bewährte und getestete Bauteile zugreifen können, ohne sich um Anpassungen oder mögliche Probleme sorgen zu müssen.

Zur Gewährleistung langfristiger Verfügbarkeit sollten insbesondere folgende Aspekte beachtet werden:

Durch unsere langjährigen Partnerschaften mit führenden Herstellern können wir als Distributor für industrielle Speicher unseren Kunden langfristige Lieferverträge bieten.

Im Rahmen unserer Serviceleistungen garantieren wir Ihnen eine 100-%ige Bevorratung über die komplette Projektlaufzeit und langfristig stabile Preise durch Rahmenverträge.

Mittels PCNs (Product Change Notification) informieren Hersteller über technische Änderungen eines Produkts. Dank der engen Zusammenarbeit mit allen relevanten Herstellern kennen wir die Roadmaps und gewährleisten eine proaktive Überwachung des Komponentenlebenszyklus.

Im Rahmen unseres Obsoleszenzmanagements stellen wir sicher, dass unsere Kunden über alle Produktänderungen und Produktabkündigungen informiert sind. Außerdem kümmern wir uns um die sofortige Bereitstellung des entsprechenden Nachfolgers. So stellen wir sicher, dass Qualität und Kostenstruktur des Produktes nicht negativ beeinflusst werden.

Fazit

Der Begriff „Industrial-RAM“ ist nicht einheitlich definiert. Häufig haben Arbeitsspeicher für Industriebedarfe jedoch besondere Anforderungen an bestimmte qualitative Merkmale. Unter anderem sind das solche, die die 1) Komponententransparenz und Kompatibilität, 2) Zuverlässigkeit und Langlebigkeit und 3) Langzeitverfügbarkeit verbessern.

Unsere Business Unit Memorysolution Industrial beschäftigt sich seit über 25 Jahren mit den Bedarfen verschiedener Industrien. Je nach Kundenbedarf fertigen wir Speichermodule mit IC-Komponenten direkt vom Hersteller in Industrial Qualität, darunter auch Industrial-RAM. Das beinhaltet, dass wir uns im Detail mit Ihren Anforderungen auseinandersetzen und den optimalen Industrial-RAM für Ihr Unternehmen finden.

Sollten noch Fragen zum Industrial-RAM offen geblieben sein, kontaktieren Sie gerne unsere Industrie-Expert:innen mit Ihren Fragen.