JEDEC Association har endnu ikke officielt offentliggjort specifikationen for den næste generation af DDR5 RAM (dynamic random access memory, DRAM). Men manglen på et formelt dokument forhindrer ikke DRAM-producenter og udviklere af forskellige systemer på en chip (system-on-chip, SoC) i at forberede lanceringen. I sidste uge delte Cadence, en udvikler af hardware og software til at skabe chips, sine oplysninger om indtoget af DDR5 på markedet og dets videre udvikling.
DDR5-platforme: mere end 12 under udvikling
Populariteten af enhver type hukommelse bestemmes af populariteten af de platforme, der understøtter den, og DDR5 er ingen undtagelse. I tilfældet med DDR5 ved vi med sikkerhed, at den vil blive understøttet af AMD EPYC-processorer fra Genoa-generationen, samt Intel Xeon Scalable-processorer fra Sapphire Rapids-generationen, når de udgives i slutningen af 2021 eller begyndelsen af 2022. Cadence, som allerede tilbyder DDR5-controlleren og DDR5-fysisk interface (PHY) til chipdesignere til licensering, siger, at den har mere end et dusin SoC'er under udvikling for at understøtte næste generations hukommelse. Nogle af disse systemer-på-chip vil dukke op tidligere, nogle senere, men på nuværende tidspunkt er det tydeligt, at interessen for den nye teknologi er meget stor.
Cadence er overbevist om, at virksomhedens DDR5-controller og DDR5 PHY er fuldt kompatible med den kommende JEDEC-specifikation version 1.0, så SoC'er, der bruger Cadence-teknologier, vil være kompatible med DDR5-hukommelsesmoduler, der vil dukke op senere.
”Tæt involvering i JEDEC-arbejdsgrupper er en fordel. Vi får en idé om, hvordan standarden vil udvikle sig. Vi er controller og PHY-leverandør og kan forudse eventuelle potentielle ændringer på vejen til eventuel standardisering. I standardiseringens tidlige dage var vi i stand til at tage standardelementer under udvikling og arbejde sammen med vores partnere for at få en fungerende controller og PHY-prototype. Efterhånden som vi bevæger os hen imod udgivelse af standarden, har vi stadig flere beviser for, at vores intellektuelle ejendomsret (IP)-pakke vil understøtte standard-kompatible DDR5-enheder,” sagde Marc Greenberg, marketingdirektør for DRAM IP hos Cadence.
Antenne: 16-Gbit DDR5-4800 chips
Overgangen til DDR5 udgør en væsentlig udfordring for hukommelsesproducenterne, da den nye type DRAM samtidig skal give øget chipkapacitet, højere dataoverførselshastigheder, øget effektiv ydeevne (pr. clock-frekvens og pr. kanal) og samtidig reduceret strømforbrug. Derudover forventes DDR5 at gøre det lettere at kombinere flere DRAM-enheder i en enkelt pakke, hvilket giver mulighed for væsentligt højere hukommelsesmodulkapaciteter end hvad industrien bruger i dag.
Micron og SK Hynix har allerede annonceret starten på leveringer af prototypehukommelsesmoduler baseret på 16-Gbit DDR5-chips til deres partnere. Samsung, verdens største DRAM-producent, har ikke officielt bekræftet starten på forsendelse af prototyper, men fra sine meddelelser på ISSCC 2019-konferencen ved vi, at virksomheden arbejder med 16-Gbit-chips og DDR5-type moduler (det gør det dog ikke betyde, at 8-Gbit-chips Der vil ikke være nogen DDR5). Under alle omstændigheder ser det ud til, at DDR5-hukommelse vil være tilgængelig fra alle tre store DRAM-producenter, når deres respektive platforme begynder at dukke op på markedet.
Cadence er overbevist om, at de første DDR5-chips vil have en kapacitet på 16 Gbit og en dataoverførselshastighed på 4800 Mega Transfers per second (MT/s). Dette blev indirekte bekræftet af demonstrationen af SK Hynix DDR5-4800-modulet på CES 2020, kombineret med meddelelsen om starten af prøveudtagningen (processen med at sende produktprototyper til partnere). Fra DDR5-4800 vil den nye generation af hukommelse udvikle sig i to retninger: kapacitet og ydeevne.
Generelle vektorer til DDR5-udvikling ifølge Cadence's forventninger:
- Kapaciteten af en enkelt chip vil starte ved 16 Gbit, derefter stige til 24 Gbit (forvent hukommelsesmoduler på 24 GB eller 48 GB) og derefter til 32 Gbit.
Med hensyn til ydeevne forventer Cadence, at DDR5-dataoverførselshastigheder vil stige fra 4800 MT/s til 5200 MT/s på 12-18 måneder efter lanceringen af DDR4-4800 og derefter til 5600 MT/s om yderligere 12-18 måneder. så DDR5-ydeevneforbedringer på servere vil ske i et ret regelmæssigt tempo.
For klient-pc'er vil meget afhænge af hukommelsescontrollere i mikroprocessorerne og hukommelsesmodulleverandørerne, men entusiast-DIMM'er vil helt sikkert have bedre ydeevne end dem, der bruges på servere.
På servermarkedet, med 16 Gb-chips, interne DDR5-optimeringer, nye serverarkitekturer og brugen af RDIMM'er i stedet for LRDIMM'er, vil single socket-systemer med 5 GB DDR256-moduler opleve betydelige ydelsesforøgelser i både gennemløbskapaciteter og med hensyn til dataadgangsforsinkelser (sammenlignet med moderne LRDIMM'er).
Cadence siger, at DDR5s teknologiske forbedringer vil gøre det muligt at øge den faktiske hukommelsesbåndbredde med 36 % sammenlignet med DDR4, selv ved 3200 MT/s dataoverførselshastigheder. Men når DDR5 kører ved designhastigheder på omkring 4800 MT/s, vil den faktiske gennemstrømning under alle omstændigheder være 87 % højere end DDR4-3200. En af nøglefunktionerne ved DDR5 vil dog også være evnen til at øge tætheden af en monolitisk hukommelseschip ud over 16 Gbit.
DDR5 allerede i år?
Som nævnt ovenfor bør AMD Genoa og Intel Sapphire Rapids ikke dukke op før slutningen af 2021, og mere sandsynligt i begyndelsen af 2022. Mr. Greenberg fra Cadence er dog sikker på det optimistiske scenarie for begivenhedernes udvikling.
Hukommelsesproducenter er ivrige efter at begynde masseforsyning af nye typer DRAM, før platforme bliver tilgængelige. I mellemtiden virker levering et år før AMD Genoa og Intel Sapphire Rapids kommer på markedet lidt for tidligt. Men udseendet af DDR5-prøvevarianter har flere rimelige forklaringer: AMD- og Intel-processorer, der understøtter DDR5, er tættere på, end processorvirksomhederne fortæller os, eller der er andre SoC'er med DDR5-understøttelse, der kommer på markedet.
Under alle omstændigheder, hvis DDR5-specifikationen er på det endelige udkaststadium, kan store DRAM-producenter begynde masseproduktion selv uden en offentliggjort standard. I teorien kunne SoC-udviklere også begynde at sende deres design til produktion på dette stadium. I mellemtiden er det svært at forestille sig, at DDR5 vil tage nogen væsentlig markedsandel i 2020 - 2021. uden support fra større processorleverandører.
Kilde: 3dnews.ru