|
近日，JEDEC固态技术协会发布了一个主流存储器标准DDR5 SDRAM的最终规范，这标志着计算机存储器开发的一个重要里程碑。 自90年代末以来，DDR的最新版本一直在驱动PC，服务器以及所有产品之间的发展，DDR5再次扩展了DDR内存的功能，使峰值内存速度提高了一倍，同时也大大增加了内存大小。 像之前的DDR每次迭代一样，DDR5的主要重点再次是提高内存密度和速度。JEDEC希望将两者都提高一倍，最大内存速度设置为至少6.4Gbps，而单个封装的LRDIMM的容量最终将达到2TB。 DDR5规范最初计划于2018年发布，最新发布相对于JEDEC的原定计划有些落后，但并没有降低新存储器规范的重要性。 DDR5 究竟相对DDR4 有哪些性能提升呢？ 1.内存频率提升 最直观的，可以看到内存最低基准提升到了3200MHz，一般会到4800MHz，JEDEC标准定义的最高频率可达6400MHz。（开启XMP超频的话，可能达到更高，目前公开数据可达8400MHz。） 注意，上图中的T/s只是Hz的另外一个写法，因为赫兹作为频率单位的定义就是 times per second，一秒运行的次数。 如果只看频率的话，相同容量下，4800MHz的DDR5内存条，性能是3200MHz的DDR4内存条的1.5倍。 你也可以简单理解为，同样的时间里，DDR5跑了3圈，而DDR4只跑了2圈，妥妥的碾压。 简易版本的DDR5vsDDR4对比 2.工作电压降低 从工作电压来看，DDR5进一步降低到1.1V。 简而言之，随着频率的增加，整个内存部分的功耗也在迅速增长，所以需要依靠降低电压来降低整体的功耗。 3.ECC特性下放 简单来说，ECC(Error Correcting Code)就是一个内存纠错机制，运行过程中的内存可能发生1bit数据的跳变，带ECC特性的内存可以主动纠错，维持系统的长期稳定运行。 以往 ECC内存一般应用在服务器上，也就是企业级的内存产品上才能见到。 之前ECC一直作为一个可选特性存在，在消费级平台上一般也不支持ECC内存条。 这次DDR5标准把ECC特性下放到了消费级产品上，意味着后续支持DDR5的内存都会有更稳定的性能表现。 DDR5-4800（DR）总体的性能提升在1.87倍左右 4.单块DRAM容量增加 这意味着更大的单条内存上限，以往我们看到32GB的单条基本都到头了，这次支持了更大容量的单个DRAM，可能会让我们看到单条64GB甚至128GB的内存条出现。 不过在消费级市场上，目前的内存需求还没有看到有如此大，可能更多的仍然将用在高端消费级平台上。再也不用担心你的DDR5内存插槽不够用了，2根大容量内存条足够你把内存条当做系统盘来用了。 5.快速总线服务：决策反馈均衡 相比寻找增加DRAM DIMM并行化数量的方法，增加总线速度既简单又困难：这种想法在概念上很简单，在执行上也很困难。最终，要使DDR的内存速度提高一倍，DDR5的内存总线的运行速度必须是DDR4的两倍。 DDR5进行了几处更改以实现这一目标，但是令人惊讶的是，存储总线没有任何大规模的根本更改，例如QDR或差分信令（differential signaling）。取而代之的是，JEDEC及其成员已经能够使用经过稍微修改的DDR4总线版本实现其目标，尽管这种总线必须在更严格的公差范围内运行。 6.更快：一个DIMM，两个通道 DDR5的另一部分是关于再次增加内存带宽。每个人都希望获得更高的性能（尤其是随着DIMM容量的增长），并且毫不奇怪的是，为了实现这一目标，在规范中进行了大量工作。 对于DDR5而言，JEDEC希望比DDR存储器规范更积极地开始工作。通常，新标准是从上一个标准开始的地方开始的，例如从DDR3到DDR4的过渡，DDR3正式停止在1.6Gbps，而DDR4从那里开始。但是，对于DDR5，JEDEC的目标是更高的，该组织预计将以4.8Gbps的速度推出，比DDR4的官方3.2Gbps最大速度快约50％。在随后的几年中，该规范的当前版本允许的数据速率高达6.4Gbps，是DDR4官方峰值的两倍。 当然，爱好者会注意到DDR4已经超过了官方规定的最大3.2Gbps（有时远高于），并且DDR5最终可能会走类似的路线。不论具体数字如何，其基本目标是使单个DIMM的可用带宽翻倍。因此，如果SK海力士确实在本十年后期实现了DDR5-8400的目标，也不要感到惊讶。 这些速度目标的基础是DIMM和内存总线上的更改，以便每个时钟周期馈送和传输大量数据。与DRAM速度一样，最大的挑战来自DRAM核心时钟速率缺乏进展。专用逻辑仍在变得越来越快，存储器总线也在变得越来越快，但是支撑现代存储器的基于电容器和晶体管的DRAM的时钟频率仍然不能超过几百兆赫兹。 因此，为了从DRAM裸片中获得更多收益（以保持内存本身正在变得越来越快并提供实际上更快的内存总线的错觉），需要越来越多的并行性。DDR5再次提高了赌注。 7.变得更大：更密的内存和芯片堆叠 我们首先简要介绍一下容量和密度，因为与DDR4相比，这是对标准最直接的更改。DDR5的设计时间跨度为数年，它将允许单个存储芯片达到64Gbit的密度，这比DDR4的最大16Gbit密度高出4倍。结合die堆叠，可以将多达8个管芯die为一个芯片，那么40个单元的LRDIMM可以达到2TB的有效存储容量。或者对于更不起眼的无缓冲DIMM，这意味着我们最终将看到典型双列配置的DIMM容量达到128GB。 当然，当芯片制造赶上规范允许的范围时，DDR5规范的峰值容量将用于该标准生命周期的后期。首先，内存制造商将使用当今可达到的密度8Gbit和16Gbit芯片来构建其DIMM。因此，虽然DDR5的速度提升将是相当立即的，但是随着制造密度的提高，容量的提升将更加缓慢。 其实真正的标准更新还远不止这些特性，上面列举的只是我们作为普通消费者最常接触到的一些参数，给大家作个参考，能有个直观的印象。 预计到2021年，基于新标准的硬件将在服务器级别开始采用，然后再推广到客户端PC和其他设备。
|
|
|
