Die JEDEC Association hat die Spezifikation für die nächste Generation von DDR5-RAM (Dynamic Random Access Memory, DRAM) noch nicht offiziell veröffentlicht. Das Fehlen eines formellen Dokuments hindert DRAM-Hersteller und Entwickler verschiedener Systeme auf einem Chip (System-on-Chip, SoC) jedoch nicht daran, sich auf die Einführung vorzubereiten. Letzte Woche teilte Cadence, ein Entwickler von Hardware und Software zur Herstellung von Chips, seine Informationen über den Markteintritt von DDR5 und seine weitere Entwicklung mit.
DDR5-Plattformen: mehr als 12 in Entwicklung
Die Beliebtheit jedes Speichertyps hängt von der Beliebtheit der Plattformen ab, die ihn unterstützen, und DDR5 bildet da keine Ausnahme. Im Fall von DDR5 wissen wir mit Sicherheit, dass es von AMD EPYC-Prozessoren der Genoa-Generation sowie Intel Xeon Scalable-Prozessoren der Sapphire Rapids-Generation unterstützt wird, wenn sie Ende 2021 oder Anfang 2022 auf den Markt kommen. Cadence, das Chipdesignern bereits den DDR5-Controller und die physische DDR5-Schnittstelle (PHY) zur Lizenzierung anbietet, gibt an, mehr als ein Dutzend SoCs in der Entwicklung zu haben, um Speicher der nächsten Generation zu unterstützen. Einige dieser Systems-on-Chip werden früher erscheinen, andere später, aber zum jetzigen Zeitpunkt ist offensichtlich, dass das Interesse an der neuen Technologie sehr groß ist.
Cadence ist zuversichtlich, dass der DDR5-Controller und der DDR5-PHY des Unternehmens vollständig mit der kommenden JEDEC-Spezifikation Version 1.0 kompatibel sind, sodass SoCs, die Cadence-Technologien verwenden, mit später erscheinenden DDR5-Speichermodulen kompatibel sein werden.
„Eine enge Einbindung in JEDEC-Arbeitsgruppen ist von Vorteil. Wir bekommen eine Vorstellung davon, wie sich der Standard weiterentwickeln wird. Wir sind Controller und PHY-Lieferant und können mögliche Änderungen auf dem Weg zu einer eventuellen Standardisierung vorhersehen. In den frühen Tagen der Standardisierung konnten wir in der Entwicklung befindliche Standardelemente nutzen und mit unseren Partnern zusammenarbeiten, um einen funktionierenden Controller und einen PHY-Prototyp zu erhalten. Während wir uns auf die Veröffentlichung des Standards zubewegen, verdichten sich die Hinweise darauf, dass unser Paket für geistiges Eigentum (IP) standardkonforme DDR5-Geräte unterstützen wird“, sagte Marc Greenberg, Marketingleiter für DRAM IP bei Cadence.
Anthrazit: 16-Gbit-DDR5-4800-Chips
Der Übergang zu DDR5 stellt Speicherhersteller vor eine große Herausforderung, da der neue DRAM-Typ gleichzeitig eine erhöhte Chipkapazität, höhere Datenübertragungsraten, eine höhere effektive Leistung (pro Taktfrequenz und pro Kanal) und gleichzeitig einen geringeren Stromverbrauch bieten muss. Darüber hinaus wird erwartet, dass DDR5 es einfacher machen wird, mehrere DRAM-Geräte in einem einzigen Paket zu kombinieren, was deutlich höhere Speichermodulkapazitäten ermöglicht, als die Industrie heute verwendet.
Micron und SK Hynix haben bereits den Beginn der Auslieferung von Prototyp-Speichermodulen auf Basis von 16-Gbit-DDR5-Chips an ihre Partner angekündigt. Samsung, der weltweit größte DRAM-Hersteller, hat den Beginn der Auslieferung von Prototypen nicht offiziell bestätigt, aber aus seinen Ankündigungen auf der ISSCC 2019-Konferenz wissen wir, dass das Unternehmen mit 16-Gbit-Chips und Modulen vom Typ DDR5 arbeitet (dies ist jedoch der Fall). Das heißt nicht, dass 8-Gbit-Chips kein DDR5 sein werden). Auf jeden Fall scheint es, dass DDR5-Speicher von allen drei großen DRAM-Herstellern erhältlich sein wird, wenn ihre jeweiligen Plattformen auf den Markt kommen.
Cadence ist zuversichtlich, dass die ersten DDR5-Chips eine Kapazität von 16 Gbit und eine Datenübertragungsrate von 4800 Mega Transfers pro Sekunde (MT/s) haben werden. Dies wurde indirekt durch die Demonstration des SK Hynix DDR5-4800-Moduls auf der CES 2020 bestätigt, verbunden mit der Ankündigung des Beginns der Bemusterung (dem Prozess des Versands von Produktprototypen an Partner). Von DDR5-4800 wird sich die neue Speichergeneration in zwei Richtungen entwickeln: Kapazität und Leistung.
Allgemeine Vektoren für die DDR5-Entwicklung gemäß den Erwartungen von Cadence:
- Die Kapazität eines einzelnen Chips beginnt bei 16 Gbit, steigt dann auf 24 Gbit (erwarten Sie Speichermodule mit 24 GB oder 48 GB) und dann auf 32 Gbit.
In Bezug auf die Leistung geht Cadence davon aus, dass die DDR5-Datenübertragungsgeschwindigkeiten in 4800 bis 5200 Monaten nach der Einführung von DDR12-18 von 4 MT/s auf 4800 MT/s und in weiteren 5600 bis 12 Monaten auf 18 MT/s steigen werden. Daher werden DDR5-Leistungsverbesserungen auf Servern in relativ regelmäßigem Tempo erfolgen.
Bei Client-PCs hängt viel von den Speichercontrollern in den Mikroprozessoren und den Speichermodulanbietern ab, aber DIMMs für Enthusiasten werden sicherlich eine bessere Leistung haben als diejenigen, die in Servern verwendet werden.
Auf dem Servermarkt werden Single-Socket-Systeme mit 16-GB-DDR5-Modulen mit 5-GB-Chips, internen DDR256-Optimierungen, neuen Serverarchitekturen und der Verwendung von RDIMMs anstelle von LRDIMMs erhebliche Leistungssteigerungen sowohl bei den Durchsatzfähigkeiten als auch bei den Datenzugriffslatenzen verzeichnen (im Vergleich zu modernen LRDIMMs).
Cadence sagt, dass die technologischen Verbesserungen von DDR5 es ermöglichen werden, die tatsächliche Speicherbandbreite im Vergleich zu DDR36 um 4 % zu erhöhen, selbst bei Datenübertragungsraten von 3200 MT/s. Wenn DDR5 jedoch mit Designgeschwindigkeiten von etwa 4800 MT/s arbeitet, ist der tatsächliche Durchsatz in jedem Fall 87 % höher als bei DDR4-3200. Eines der Hauptmerkmale von DDR5 wird jedoch auch die Fähigkeit sein, die Dichte eines monolithischen Speicherchips auf über 16 Gbit zu erhöhen.
DDR5 schon dieses Jahr?
Wie oben erwähnt, dürften AMD Genoa und Intel Sapphire Rapids erst Ende 2021 und wahrscheinlicher Anfang 2022 erscheinen. Herr Greenberg von Cadence ist jedoch zuversichtlich, dass das Szenario für die Entwicklung der Ereignisse optimistisch ist.
Speicherhersteller sind bestrebt, mit der Massenlieferung neuer DRAM-Typen zu beginnen, bevor Plattformen verfügbar sind. In der Zwischenzeit erscheint es etwas verfrüht, ein Jahr vor der Markteinführung von AMD Genoa und Intel Sapphire Rapids auszuliefern. Für das Erscheinen von DDR5-Testvarianten gibt es jedoch mehrere vernünftige Erklärungen: AMD- und Intel-Prozessoren, die DDR5 unterstützen, sind näher beieinander, als uns die Prozessorhersteller mitteilen, oder es drängen andere SoCs mit DDR5-Unterstützung auf den Markt.
Wenn sich die DDR5-Spezifikation jedoch im finalen Entwurfsstadium befindet, könnten große DRAM-Hersteller auch ohne veröffentlichten Standard mit der Massenproduktion beginnen. Theoretisch könnten SoC-Entwickler zu diesem Zeitpunkt auch damit beginnen, ihre Entwürfe in die Produktion zu schicken. Unterdessen ist es schwer vorstellbar, dass DDR5 im Zeitraum 2020–2021 nennenswerte Marktanteile erobern wird. ohne Unterstützung durch große Prozessorhersteller.
Source: 3dnews.ru