四大提升驱动内存进入DDR5时代

近日,JEDEC固态技术协会正式发布了下一代主流内存标准DDR5 SDRAM的最终规范(JESD79-5),预示着DDR5的时代正式来临。

文︱苏岚

随着5G、云计算、数据中心等应用的发展,它们对于算力的要求越来越高。CPU制造商也在不断提高核心数以应对不断增加的数据处理需求。目前的PC用户已经使用六核甚至十二核的高端CPU芯片,而在服务器应用上,CPU的核心数量目前已经多达64核。除了CPU,同时也需要内存的配合来提升处理性能。而目前的DDR4内存解决方案可能已经无法满足未来多核心CPU的带宽需求。据JEDEC称,DDR5就是为了满足高效率、高性能的多种需求而设计的,不仅包括客户端系统以及高性能服务器,还为未来的数据中心和计算机改革提供全新的内存技术。

相较于前一代的DDR4,DDR5在各方面的参数都有了很大提升。1)速率。根据JEDEC的规定,DDR5首发产品的速率至少将达4.8Gbps,最高速率可达6.4Gbps,是DDR4——最高速率为3.2Gbps——的两倍;2)电压。DDR5的电压也从DDR4的1.2V下降至1.1V,降低了功耗;3)DDR5还增加了判决反馈均衡器(DFE),可以为DDR5带来更高的带宽和性能改进;4)容量变大。DDR5的最大UDIMM容量可以达到128GB,而DDR4则为32GB。

此外,DDR5不会为每个DIMM提供一个64位的数据通道,取而代之的是为每个DIMM提供两个独立的32位数据通道。同时,每个通道的突发长度(burst length)从8字节增加至16字节,即每个通道每次操作将交付64字节。相较于DDR4,DDR5的有效带宽增加了一倍。

DDR5部分特性

资料来源:美光

在DDR5标准发布后,许多厂商都表示力挺。内存和存储解决方案供应商美光近日宣布了一项综合的赋能计划,将为搭载 DDR5的下一代计算平台提供产品设计、开发和验证支持。与美光一起加入 DDR5 技术赋能计划的公司包括新思科技(Synopsys)、楷登科技(Cadence)、澜起科技(Montage)、Rambus和瑞萨电子(Renesas)等。

SK海力士近日宣布已完成首款DDR5存储芯片的开发,容量为16Gb,据称是业内首个完全符合JEDEC标准的存储芯片,预计将于今年内量产。

而另一存储器大厂三星电子则率先将EUV工艺带入DRAM内存颗粒的生产中,将于明年基于D1a大规模量产DDR5和LPDDR5内存芯片。

但今年,在PC端恐怕将很难看到DDR5的应用。根据最近的消息显示,英特尔即将发布的Aldar Lake将会继续支持DDR4,而非DDR5。AMD在今年下半年发布的Zen3架构的Milan芯片也依然支持DDR4。

相信DDR5将首先会被数据中心、服务器等应用所采用,之后将慢慢普及至中低端应用。根据相关研究机构的数据显示,对于DDR5的需求将从2020年开始逐步增长,并于2021年占据22%的DRAM市场,在2022年的市场占有率有望达到43%。

自2007年DRAM产业进入DDR3时代,2012年又步入DDR4时代,然后到目前的DDR5时代,存储技术的不断更新迭代也伴随了处理技术的不断发展,同时也预示着PC新时代的到来。预计DDR5的采用曲线将和之前的DDR标准相似,它的生命周期也将和DDR4差不多,而JEDEC认为,由于技术产业的不断成熟,DDR5最终的生命周期或许还会比DDR4更长。





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