Η ένωση JEDEC δεν έχει ακόμη δημοσιεύσει επίσημα τις προδιαγραφές για την επόμενη γενιά της μνήμης RAM DDR5 (δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης, DRAM). Αλλά η έλλειψη ενός επίσημου εγγράφου δεν εμποδίζει τους κατασκευαστές DRAM και τους προγραμματιστές διαφόρων συστημάτων σε ένα τσιπ (σύστημα σε τσιπ, SoC) να προετοιμαστούν για την κυκλοφορία του. Την περασμένη εβδομάδα, η Cadence, μια εταιρεία ανάπτυξης υλικού και λογισμικού για τη δημιουργία τσιπ, μοιράστηκε τις πληροφορίες της σχετικά με την είσοδο του DDR5 στην αγορά και την περαιτέρω ανάπτυξή του.
Πλατφόρμες DDR5: περισσότερες από 12 υπό ανάπτυξη
Η δημοτικότητα κάθε τύπου μνήμης καθορίζεται από τη δημοτικότητα των πλατφορμών που την υποστηρίζουν και το DDR5 δεν αποτελεί εξαίρεση. Στην περίπτωση του DDR5, γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι θα υποστηρίζεται από επεξεργαστές AMD EPYC της γενιάς Genoa, καθώς και επεξεργαστές Intel Xeon Scalable της γενιάς Sapphire Rapids όταν κυκλοφορήσουν στα τέλη του 2021 ή στις αρχές του 2022. Η Cadence, η οποία προσφέρει ήδη τον ελεγκτή DDR5 και τη φυσική διεπαφή DDR5 (PHY) σε σχεδιαστές τσιπ για αδειοδότηση, λέει ότι έχει πάνω από δώδεκα SoC σε ανάπτυξη για την υποστήριξη της μνήμης επόμενης γενιάς. Κάποια από αυτά τα συστήματα-σε-τσιπ θα εμφανιστούν νωρίτερα, κάποια αργότερα, αλλά σε αυτό το στάδιο είναι προφανές ότι το ενδιαφέρον για τη νέα τεχνολογία είναι πολύ μεγάλο.
Η Cadence είναι πεπεισμένη ότι ο ελεγκτής DDR5 και το DDR5 PHY της εταιρείας είναι πλήρως συμβατοί με την επερχόμενη έκδοση 1.0 προδιαγραφών JEDEC, επομένως τα SoC που χρησιμοποιούν τεχνολογίες Cadence θα είναι συμβατά με μονάδες μνήμης DDR5 που θα εμφανιστούν αργότερα.
«Η στενή συμμετοχή σε ομάδες εργασίας JEDEC αποτελεί πλεονέκτημα. Έχουμε μια ιδέα για το πώς θα εξελιχθεί το πρότυπο. Είμαστε ελεγκτής και προμηθευτής PHY και μπορούμε να προβλέψουμε τυχόν πιθανές αλλαγές στο δρόμο προς την τελική τυποποίηση. Στις πρώτες μέρες της τυποποίησης, μπορέσαμε να πάρουμε τυποποιημένα στοιχεία υπό ανάπτυξη και να εργαστούμε με τους συνεργάτες μας για να αποκτήσουμε έναν λειτουργικό ελεγκτή και ένα πρωτότυπο PHY. Καθώς προχωράμε προς τη δημοσίευση του προτύπου, έχουμε αυξανόμενα στοιχεία ότι το πακέτο πνευματικής ιδιοκτησίας (IP) μας θα υποστηρίζει συσκευές DDR5 συμβατές με τα πρότυπα», δήλωσε ο Marc Greenberg, διευθυντής μάρκετινγκ για DRAM IP στην Cadence.
Antre: τσιπ 16 Gbit DDR5-4800
Η μετάβαση στο DDR5 αποτελεί σημαντική πρόκληση για τους κατασκευαστές μνήμης, καθώς ο νέος τύπος DRAM πρέπει να παρέχει ταυτόχρονα αυξημένη χωρητικότητα chip, υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων, αυξημένη αποτελεσματική απόδοση (ανά συχνότητα ρολογιού και ανά κανάλι) και ταυτόχρονα μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, το DDR5 αναμένεται να διευκολύνει τον συνδυασμό πολλαπλών συσκευών DRAM σε ένα ενιαίο πακέτο, επιτρέποντας σημαντικά υψηλότερες χωρητικότητες μονάδων μνήμης από αυτές που χρησιμοποιεί η βιομηχανία σήμερα.
Η Micron και η SK Hynix έχουν ήδη ανακοινώσει την έναρξη των παραδόσεων πρωτότυπων μονάδων μνήμης που βασίζονται σε τσιπ 16-Gbit DDR5 στους συνεργάτες τους. Η Samsung, ο μεγαλύτερος κατασκευαστής DRAM στον κόσμο, δεν έχει επιβεβαιώσει επίσημα την έναρξη αποστολής πρωτοτύπων, αλλά από τις ανακοινώσεις της στο συνέδριο ISSCC 2019, γνωρίζουμε ότι η εταιρεία εργάζεται με τσιπ 16 Gbit και μονάδες τύπου DDR5 (ωστόσο, αυτό συμβαίνει δεν σημαίνει ότι τσιπ 8 Gbit Δεν θα υπάρχει DDR5). Σε κάθε περίπτωση, φαίνεται ότι η μνήμη DDR5 θα είναι διαθέσιμη και από τους τρεις μεγάλους κατασκευαστές DRAM όταν οι αντίστοιχες πλατφόρμες τους αρχίσουν να εμφανίζονται στην αγορά.
Η Cadence είναι πεπεισμένη ότι τα πρώτα τσιπ DDR5 θα έχουν χωρητικότητα 16 Gbit και ρυθμό μεταφοράς δεδομένων 4800 Mega Transfers ανά δευτερόλεπτο (MT/s). Αυτό επιβεβαιώθηκε έμμεσα από την επίδειξη της μονάδας SK Hynix DDR5-4800 στην CES 2020, σε συνδυασμό με την ανακοίνωση της έναρξης της δειγματοληψίας (διαδικασία αποστολής πρωτοτύπων προϊόντων σε συνεργάτες). Από το DDR5-4800, η νέα γενιά μνήμης θα αναπτυχθεί σε δύο κατευθύνσεις: χωρητικότητα και απόδοση.
Γενικοί φορείς για την ανάπτυξη DDR5, σύμφωνα με τις προσδοκίες του Cadence:
- Η χωρητικότητα ενός μεμονωμένου τσιπ θα ξεκινά από τα 16 Gbit, στη συνέχεια θα αυξηθεί στα 24 Gbit (αναμένονται μονάδες μνήμης 24 GB ή 48 GB) και στη συνέχεια στα 32 Gbit.
Όσον αφορά την απόδοση, η Cadence αναμένει ότι οι ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων DDR5 θα αυξηθούν από 4800 MT/s σε 5200 MT/s σε 12-18 μήνες μετά την κυκλοφορία του DDR4-4800 και στη συνέχεια σε 5600 MT/s σε άλλους 12-18 μήνες. Έτσι, οι βελτιώσεις απόδοσης DDR5 στους διακομιστές θα πραγματοποιούνται με αρκετά τακτικό ρυθμό.
Για υπολογιστές-πελάτες, πολλά θα εξαρτηθούν από τους ελεγκτές μνήμης στους μικροεπεξεργαστές και τους προμηθευτές των μονάδων μνήμης, αλλά οι ενθουσιώδεις DIMM θα έχουν σίγουρα καλύτερη απόδοση από αυτές που χρησιμοποιούνται στους διακομιστές.
Στην αγορά διακομιστών, με τσιπ 16 Gb, εσωτερικές βελτιστοποιήσεις DDR5, νέες αρχιτεκτονικές διακομιστών και χρήση RDIMM αντί για LRDIMM, τα συστήματα single socket με μονάδες DDR5 256 GB θα δουν σημαντικές αυξήσεις απόδοσης τόσο στις δυνατότητες διεκπεραίωσης όσο και όσον αφορά τις καθυστερήσεις πρόσβασης δεδομένων (σε σύγκριση με τα σύγχρονα LRDIMM).
Η Cadence λέει ότι οι τεχνολογικές βελτιώσεις του DDR5 θα του επιτρέψουν να αυξήσει το πραγματικό εύρος ζώνης της μνήμης κατά 36% σε σύγκριση με το DDR4, ακόμη και με ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων 3200 MT/s. Ωστόσο, όταν το DDR5 λειτουργεί με σχεδιαστικές ταχύτητες περίπου 4800 MT/s, η πραγματική απόδοση θα είναι 87% υψηλότερη από την DDR4-3200 σε κάθε περίπτωση. Ωστόσο, ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του DDR5 θα είναι επίσης η δυνατότητα αύξησης της πυκνότητας ενός μονολιθικού τσιπ μνήμης πέρα από τα 16 Gbit.
DDR5 ήδη φέτος;
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η AMD Genoa και η Intel Sapphire Rapids δεν θα πρέπει να εμφανιστούν μέχρι τα τέλη του 2021 και πιθανότατα στις αρχές του 2022. Ωστόσο, ο κ. Γκρίνμπεργκ από το Cadence είναι σίγουρος για το αισιόδοξο σενάριο εξέλιξης των γεγονότων.
Οι κατασκευαστές μνημών είναι πρόθυμοι να ξεκινήσουν τη μαζική προμήθεια νέων τύπων DRAM προτού γίνουν διαθέσιμες οι πλατφόρμες. Εν τω μεταξύ, η αποστολή ενός έτους πριν την κυκλοφορία των AMD Genoa και Intel Sapphire Rapids στην αγορά φαίνεται λίγο πρόωρη. Αλλά η εμφάνιση των δοκιμαστικών παραλλαγών DDR5 έχει πολλές εύλογες εξηγήσεις: οι επεξεργαστές AMD και Intel που υποστηρίζουν DDR5 είναι πιο κοντά από ό,τι μας λένε οι εταιρείες επεξεργαστών ή υπάρχουν άλλα SoC με υποστήριξη DDR5 που εισέρχονται στην αγορά.
Σε κάθε περίπτωση, εάν η προδιαγραφή DDR5 βρίσκεται στο τελικό στάδιο του σχεδίου, οι μεγάλοι κατασκευαστές DRAM ενδέχεται να ξεκινήσουν τη μαζική παραγωγή ακόμη και χωρίς δημοσιευμένο πρότυπο. Θεωρητικά, οι προγραμματιστές SoC θα μπορούσαν επίσης να αρχίσουν να στέλνουν τα σχέδιά τους στην παραγωγή σε αυτό το στάδιο. Εν τω μεταξύ, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι το DDR5 θα καταλάβει κάποιο σημαντικό μερίδιο αγοράς το 2020 - 2021. χωρίς υποστήριξη από μεγάλους προμηθευτές επεξεργαστών.
Πηγή: 3dnews.ru