JEDEC正式发布DDR5内存规范 冲击DDR5-6400及更高频率

2020年07月15日 13:34 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

电子器件工程联合会(JEDEC)终于在今日正式发布了下一代主流存储器(DDR5 SDRAM)的最终规范。自 90 年代末以来,双倍数据速率(DDR)存储器技术已经历了多次迭代,并且推动了 PC、服务器等生态的快速发展。而最新的 DDR5 规范不仅再次扩展了 DDR 内存的功能,且速率也较上一代 DDR4 轻松翻倍。预计基于新标准的硬件,将于 2021 年陆续在服务器和 PC 客户端等设备上得到采用。

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据悉,JEDEC 最初于 2018 年提出了 DDR5 的内存规范。虽然今日发布的正式版本来得有些晚,但并没有降低新一代存储器标准的重要性。

与往年的历次迭代一样,DDR5 再次将重点放在了 DRAM 存储的密度和速率上。JEDEC 将两者都提升了一倍,最大内存速率也设置到了 6.4Gbps 起步、单条 LRDIMM 容量有望达到 2TB 。

为了实现这一目标,业内一直在努力改进生态支持,比如让 DIMM 上的电压调节器和芯片级 ECC 校验做到更加精细。

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与 DDR4 内存相比,DDR5 最直观的变化,依然体现在容量和密度上。经历了数年的设计研发,DDR5 标准已支持单颗 64Gbit 的 DRAM 存储芯片,是 DDR4 最大允许容量(16Gbit)的四倍。

结合管芯堆叠工艺,还可将多达 8 组管芯塞入单个芯片,那样 40 个单元的 LRDIMM 即可达成 2TB 的有效存储容量。至于不那么起眼的无缓冲 DIMM,典型双面配置亦可达成 128GB 的单条内存容量。

需要指出的是,相对于频率和带宽的提升,制造密度的提升要相对慢一些,但标准依然具有相当深远的前瞻性。对于内存制造商来说,今年已可使用 8Gbit 和 16Gbit 的芯片来制造 DDR5 内存。

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从 DDR3 到 DDR4 的过渡,JEEDC 已让内存带宽从 1.6Gbps 提升到 3.2Gbps 。但是即将上市的 DDR5 产品,再次轻松地超越了 50%(至 4.8Gbps),未来更是有望达成 6.4Gbps 。

内存制造商之一的 SK 海力士预计,十年后可达成 DDR5-8400 。为实现这一目标,显然需要对 DIMM 的底层(比如内存总线)和配套的逻辑器件加以大量的改进。

与我们在 LPDDR4 和 GDDR6 等标准中看到的情况类似,单个 DIMM 可被分解为两个通道。因为 DDR5 不会为每个 DIMM 提供一个 64-bit 数据通道,而是为两个独立的 32-bit 数据通道(ECC 则是 40-bit)。

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与此同时,每个通道的突发长度从 8 字节(BL8)翻倍到了 16 字节(BL16),意味着每个通道可在每次操作时交付 64 字节,从而让有效带宽较 DDR4 时代增加了一倍。

对于标准的 PC 台式机平台而言,DDR5 系统可用 4 × 32-bit 的配置,来代替 DDR4 系统上的 2 × 64-bit 设置。内存条仍将成对安装,而不是回到 32-bit 的 SIMM 时代(但现在的最低配置是 DDR5 较小通道中的两个)。

这种结构上的变化,还在其它地方引发了一些连锁反应。比如 DDR5 引入了更高细粒度的存储器刷新功能,允许在使用某些存储器的同时刷新其它存储器,从而实现更快的刷新(给电容器充电)。

存储器的最大 Bank 数量也从 4 组翻倍到了 8 组,有助于减轻顺序内存访问带来的性能损失。

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