انجمن JEDEC هنوز به طور رسمی مشخصات نسل بعدی رم DDR5 (حافظه دسترسی تصادفی پویا، DRAM) را به طور رسمی منتشر نکرده است. اما فقدان سند رسمی مانع از آن نمی شود که سازندگان DRAM و توسعه دهندگان سیستم های مختلف روی یک تراشه (سیستم روی تراشه، SoC) برای راه اندازی آن آماده شوند. هفته گذشته، Cadence، توسعه دهنده سخت افزار و نرم افزار برای ایجاد تراشه، اطلاعات خود را در مورد ورود DDR5 به بازار و توسعه بیشتر آن به اشتراک گذاشت.
پلتفرم DDR5: بیش از 12 در حال توسعه
محبوبیت هر نوع حافظه ای با توجه به محبوبیت پلتفرم هایی که از آن پشتیبانی می کنند تعیین می کند و DDR5 نیز از این قاعده مستثنی نیست. در مورد DDR5، مطمئناً می دانیم که در اواخر سال 2021 یا اوایل سال 2022 توسط پردازنده های AMD EPYC نسل Genoa و همچنین پردازنده های Intel Xeon Scalable از نسل Sapphire Rapids پشتیبانی می شود. Cadence که در حال حاضر کنترلر DDR5 و رابط فیزیکی DDR5 (PHY) را به طراحان تراشه برای صدور مجوز ارائه می‌دهد، می‌گوید که بیش از ده‌ها SoC در حال توسعه برای پشتیبانی از حافظه نسل بعدی دارد. برخی از این سیستم های روی تراشه زودتر و برخی دیرتر ظاهر می شوند، اما در این مرحله بدیهی است که علاقه به فناوری جدید بسیار زیاد است.
Cadence مطمئن است که کنترلر DDR5 و DDR5 PHY شرکت کاملاً با مشخصات آینده JEDEC نسخه 1.0 مطابقت دارند، بنابراین SoCهایی که از فناوری‌های Cadence استفاده می‌کنند با ماژول‌های حافظه DDR5 که بعداً ظاهر می‌شوند سازگار خواهند بود.
مشارکت نزدیک در گروه های کاری JEDEC یک مزیت است. ما ایده ای از چگونگی تکامل استاندارد دریافت می کنیم. ما یک کنترل کننده و تامین کننده PHY هستیم و می توانیم هرگونه تغییر احتمالی را در مسیر استانداردسازی نهایی پیش بینی کنیم. در روزهای اولیه استانداردسازی، ما توانستیم عناصر استاندارد را در دست توسعه قرار دهیم و با شرکای خود برای به دست آوردن یک کنترل کننده فعال و نمونه اولیه PHY کار کنیم. مارک گرینبرگ، مدیر بازاریابی DRAM IP در Cadence، گفت: همانطور که به سمت انتشار استاندارد پیش می رویم، شواهد فزاینده ای داریم که نشان می دهد بسته مالکیت معنوی (IP) ما از دستگاه های DDR5 سازگار با استاندارد پشتیبانی می کند.
Antre: تراشه های 16 گیگابیت DDR5-4800
انتقال به DDR5 چالش قابل توجهی را برای تولیدکنندگان حافظه ایجاد می کند، زیرا نوع جدید DRAM باید به طور همزمان ظرفیت تراشه افزایش یافته، نرخ انتقال داده بالاتر، افزایش عملکرد موثر (در فرکانس ساعت و هر کانال) و در عین حال کاهش مصرف انرژی را فراهم کند. علاوه بر این، انتظار می‌رود که DDR5 ترکیب چند دستگاه DRAM را در یک بسته واحد آسان‌تر کند و ظرفیت‌های ماژول حافظه به‌طور قابل‌توجهی نسبت به آنچه صنعت امروز استفاده می‌کند، فراهم کند.
Micron و SK Hynix قبلاً آغاز تحویل نمونه اولیه ماژول های حافظه مبتنی بر تراشه های 16 گیگابیتی DDR5 را به شرکای خود اعلام کرده اند. سامسونگ، بزرگترین تولید کننده DRAM در جهان، به طور رسمی آغاز عرضه نمونه های اولیه را تایید نکرده است، اما از اعلامیه های آن در کنفرانس ISSCC 2019، می دانیم که این شرکت با تراشه های 16 گیگابیت و ماژول های نوع DDR5 کار می کند (البته، این کار را انجام می دهد. به این معنی نیست که تراشه های 8 گیگابیتی DDR5 وجود نخواهد داشت. در هر صورت، به نظر می رسد که حافظه های DDR5 از هر سه سازنده اصلی DRAM زمانی که پلتفرم های مربوطه آنها در بازار ظاهر شوند در دسترس خواهد بود.
Cadence مطمئن است که اولین تراشه های DDR5 دارای ظرفیت 16 گیگابیت و سرعت انتقال داده 4800 مگا انتقال در ثانیه (MT/s) خواهند بود. این به طور غیرمستقیم با نمایش ماژول SK Hynix DDR5-4800 در CES 2020 همراه با اعلام شروع نمونه برداری (فرایند ارسال نمونه های اولیه محصول به شرکا) تأیید شد. از DDR5-4800، نسل جدید حافظه در دو جهت توسعه خواهد یافت: ظرفیت و عملکرد.
بردارهای کلی برای توسعه DDR5، با توجه به انتظارات Cadence:
- ظرفیت یک تراشه تکی از 16 گیگابیت شروع می شود، سپس به 24 گیگابیت افزایش می یابد (ماژول های حافظه 24 یا 48 گیگابایتی) و سپس به 32 گیگابیت افزایش می یابد.
از نظر عملکرد، Cadence انتظار دارد سرعت انتقال داده DDR5 از 4800 MT/s به 5200 MT/s در 12-18 ماه پس از راه اندازی DDR4-4800 و سپس به 5600 MT/s در 12-18 ماه دیگر افزایش یابد. بنابراین بهبود عملکرد DDR5 در سرورها با سرعت نسبتاً منظمی رخ خواهد داد.
برای رایانه های شخصی مشتری، خیلی به کنترل کننده های حافظه در ریزپردازنده ها و فروشندگان ماژول حافظه بستگی دارد، اما DIMM های علاقه مند مطمئناً عملکرد بهتری نسبت به موارد استفاده شده در سرورها خواهند داشت.
در بازار سرور، با تراشه‌های 16 گیگابایتی، بهینه‌سازی‌های داخلی DDR5، معماری‌های جدید سرور و استفاده از RDIMM به جای LRDIMM، سیستم‌های تک سوکت با ماژول‌های 5 گیگابایتی DDR256 شاهد افزایش عملکرد قابل توجهی هم در قابلیت‌های توان عملیاتی و هم از نظر تأخیر دسترسی به داده خواهند بود. (در مقایسه با LRDIMM های مدرن).
Cadence می‌گوید که پیشرفت‌های تکنولوژیکی DDR5 به آن اجازه می‌دهد تا پهنای باند حافظه واقعی را تا 36 درصد در مقایسه با DDR4، حتی با نرخ انتقال داده 3200 MT/s افزایش دهد. با این حال، زمانی که DDR5 با سرعت طراحی حدود 4800 MT/s کار می کند، در هر صورت توان عملیاتی واقعی 87 درصد بیشتر از DDR4-3200 خواهد بود. با این حال، یکی از ویژگی های کلیدی DDR5 نیز توانایی افزایش تراکم یک تراشه حافظه یکپارچه بیش از 16 گیگابیت خواهد بود.
DDR5 در حال حاضر امسال؟
همانطور که در بالا ذکر شد، AMD Genoa و Intel Sapphire Rapids نباید تا اواخر سال 2021 و به احتمال زیاد اوایل سال 2022 ظاهر شوند. با این حال، آقای گرینبرگ از Cadence به سناریوی خوشبینانه برای توسعه رویدادها اطمینان دارد.
سازندگان حافظه مشتاق هستند تا عرضه انبوه انواع جدید DRAM را قبل از در دسترس شدن پلتفرم ها آغاز کنند. در همین حال، ارسال یک سال قبل از ورود AMD Genoa و Intel Sapphire Rapids به بازار کمی زودرس به نظر می رسد. اما ظاهر نسخه‌های آزمایشی DDR5 چندین توضیح منطقی دارد: پردازنده‌های AMD و اینتل که از DDR5 پشتیبانی می‌کنند، نزدیک‌تر از چیزی هستند که شرکت‌های پردازنده به ما می‌گویند، یا SoCهای دیگری با پشتیبانی از DDR5 هستند که وارد بازار می‌شوند.
در هر صورت، اگر مشخصات DDR5 در مرحله پیش نویس نهایی باشد، تولیدکنندگان بزرگ DRAM ممکن است تولید انبوه را حتی بدون استاندارد منتشر شده آغاز کنند. در تئوری، توسعه دهندگان SoC نیز می توانند در این مرحله طرح های خود را برای تولید ارسال کنند. در همین حال، تصور اینکه DDR5 سهم قابل توجهی از بازار را در سال‌های 2020 تا 2021 تصاحب کند دشوار است. بدون پشتیبانی از فروشندگان اصلی پردازنده.
منبع: 3dnews.ru