JEDEC正式發布DDR5內存規範衝擊DDR5-6400及更高頻率
電子器件工程聯合會(JEDEC)終於在今日正式發布了下一代主流存儲器(DDR5 SDRAM)的最終規範。自90年代末以來,雙倍數據速率(DDR)存儲器技術已經歷了多次迭代,並且推動了PC、服務器等生態的快速發展。而最新的DDR5規範不僅再次擴展了DDR內存的功能,且速率也較上一代DDR4輕鬆翻倍。預計基於新標準的硬件,將於2021年陸續在服務器和PC客戶端等設備上得到採用。
據悉,JEDEC 最初於2018 年提出了DDR5 的內存規範。雖然今日發布的正式版本來得有些晚,但並沒有降低新一代存儲器標準的重要性。
與往年的歷次迭代一樣,DDR5 再次將重點放在了DRAM 存儲的密度和速率上。JEDEC 將兩者都提升了一倍,最大內存速率也設置到了6.4Gbps 起步、單條LRDIMM 容量有望達到2TB 。
為了實現這一目標,業內一直在努力改進生態支持,比如讓DIMM 上的電壓調節器和芯片級ECC 校驗做到更加精細。
與DDR4 內存相比,DDR5 最直觀的變化,依然體現在容量和密度上。經歷了數年的設計研發,DDR5 標準已支持單顆64Gbit 的DRAM 存儲芯片,是DDR4 最大允許容量(16Gbit)的四倍。
結合管芯堆疊工藝,還可將多達8 組管芯塞入單個芯片,那樣40 個單元的LRDIMM 即可達成2TB 的有效存儲容量。至於不那麼起眼的無緩衝DIMM,典型雙面配置亦可達成128GB 的單條內存容量。
需要指出的是,相對於頻率和帶寬的提升,製造密度的提升要相對慢一些,但標準依然具有相當深遠的前瞻性。對於內存製造商來說,今年已可使用8Gbit 和16Gbit 的芯片來製造DDR5 內存。
從DDR3 到DDR4 的過渡,JEEDC 已讓內存帶寬從1.6Gbps 提升到3.2Gbps 。但是即將上市的DDR5 產品,再次輕鬆地超越了50%(至4.8Gbps),未來更是有望達成6.4Gbps 。
內存製造商之一的SK 海力士預計,十年後可達成DDR5-8400 。為實現這一目標,顯然需要對DIMM 的底層(比如內存總線)和配套的邏輯器件加以大量的改進。
與我們在LPDDR4 和GDDR6 等標準中看到的情況類似,單個DIMM 可被分解為兩個通道。因為DDR5 不會為每個DIMM 提供一個64-bit 數據通道,而是為兩個獨立的32-bit 數據通道(ECC 則是40-bit)。
與此同時,每個通道的突髮長度從8 字節(BL8)翻倍到了16 字節(BL16),意味著每個通道可在每次操作時交付64 字節,從而讓有效帶寬較DDR4時代增加了一倍。
對於標準的PC 台式機平台而言,DDR5 系統可用4 × 32-bit 的配置,來代替DDR4 系統上的2 × 64-bit 設置。內存條仍將成對安裝,而不是回到32-bit 的SIMM 時代(但現在的最低配置是DDR5 較小通道中的兩個)。
這種結構上的變化,還在其它地方引發了一些連鎖反應。比如DDR5 引入了更高細粒度的存儲器刷新功能,允許在使用某些存儲器的同時刷新其它存儲器,從而實現更快的刷新(給電容器充電)。
存儲器的最大Bank 數量也從4 組翻倍到了8 組,有助於減輕順序內存訪問帶來的性能損失。