JEDEC-yhdistys ei ole vielä virallisesti julkaissut seuraavan sukupolven DDR5-RAM-muistin (dynaaminen käyttömuisti, DRAM) eritelmiä. Mutta muodollisen asiakirjan puute ei estä DRAM-valmistajia ja erilaisten sirujärjestelmien (system-on-chip, SoC) kehittäjiä valmistautumasta sen julkaisuun. Sirujen luomiseen tarkoitettujen laitteistojen ja ohjelmistojen kehittäjä Cadence jakoi viime viikolla tietojaan DDR5:n tulosta markkinoille ja sen jatkokehityksestä.
DDR5-alustat: yli 12 kehitteillä
Minkä tahansa tyyppisen muistin suosio määräytyy sitä tukevien alustojen suosion mukaan, eikä DDR5 ole poikkeus. DDR5:n tapauksessa tiedämme varmasti, että sitä tukevat Genoan sukupolven AMD EPYC -prosessorit sekä Sapphire Rapids -sukupolven Intel Xeon Scalable -prosessorit, kun ne julkaistaan vuoden 2021 lopulla tai vuoden 2022 alussa. Cadence, joka tarjoaa jo DDR5-ohjaimen ja DDR5-fyysisen rajapinnan (PHY) sirujen suunnittelijoille lisensointia varten, sanoo, että sillä on kehitteillä yli tusina SoC:tä seuraavan sukupolven muistin tukemiseksi. Osa näistä sirullisista järjestelmistä ilmestyy aikaisemmin, osa myöhemmin, mutta tässä vaiheessa on selvää, että kiinnostus uutta teknologiaa kohtaan on erittäin suurta.
Cadence on varma, että yhtiön DDR5-ohjain ja DDR5 PHY ovat täysin yhteensopivia tulevan JEDEC-spesifikaatioversion 1.0 kanssa, joten Cadence-tekniikoita käyttävät SoC:t ovat yhteensopivia myöhemmin ilmestyvien DDR5-muistimoduulien kanssa.
”Läheinen osallistuminen JEDEC-työryhmiin on etu. Saamme käsityksen siitä, miten standardi tulee kehittymään. Olemme valvoja ja PHY-toimittaja ja voimme ennakoida mahdollisia muutoksia tiellä kohti mahdollista standardointia. Standardoinnin alkuaikoina pystyimme ottamaan standardielementtejä kehitteillä ja työskentelemään kumppaneidemme kanssa toimivan ohjaimen ja PHY-prototyypin saamiseksi. Kun siirrymme kohti standardin julkaisemista, meillä on yhä enemmän näyttöä siitä, että immateriaalioikeuspakettimme (IP) tukee standardien mukaisia DDR5-laitteita", sanoi Marc Greenberg, Cadencen DRAM-IP-markkinointijohtaja.
Antre: 16 Gbit DDR5-4800 siruja
Siirtyminen DDR5:een asettaa muistinvalmistajille merkittävän haasteen, sillä uuden tyyppisen DRAM:n on samanaikaisesti tarjottava suurempi sirukapasiteetti, suurempi tiedonsiirtonopeus, parempi tehollinen suorituskyky (kellotaajuutta ja kanavaa kohti) ja samalla pienempi virrankulutus. Lisäksi DDR5:n odotetaan helpottavan useiden DRAM-laitteiden yhdistämistä yhdeksi paketiksi, mikä mahdollistaa huomattavasti suuremman muistimoduulikapasiteetin kuin mitä teollisuus nykyään käyttää.
Micron ja SK Hynix ovat jo ilmoittaneet aloittavansa 16 Gbit DDR5-siruihin perustuvien muistimoduulien prototyyppien toimitukset kumppaneilleen. Samsung, maailman suurin DRAM-valmistaja, ei ole virallisesti vahvistanut prototyyppien toimittamisen aloittamista, mutta sen ISSCC 2019 -konferenssissa antamien ilmoitusten perusteella tiedämme, että yritys työskentelee 16 Gbitin sirujen ja DDR5-tyyppisten moduulien kanssa (tämä kuitenkin tekee ei tarkoita, että 8 Gbitin sirut DDR5:tä ei tule). Joka tapauksessa näyttää siltä, että DDR5-muisti on saatavilla kaikilta kolmelta suurimmalta DRAM-valmistajalta, kun niiden vastaavat alustat alkavat ilmestyä markkinoille.
Cadence uskoo, että ensimmäisten DDR5-sirujen kapasiteetti on 16 Gbit ja tiedonsiirtonopeus 4800 megasiirtoa sekunnissa (MT/s). Tämä vahvistettiin epäsuorasti SK Hynix DDR5-4800 -moduulin esittelyssä CES 2020 -messuilla yhdistettynä ilmoitukseen näytteenoton aloittamisesta (prosessi, jossa tuoteprototyypit lähetetään kumppaneille). DDR5-4800:sta uuden sukupolven muisti kehittyy kahteen suuntaan: kapasiteettiin ja suorituskykyyn.
Yleiset vektorit DDR5-kehitykseen Cadencen odotusten mukaan:
- Yhden sirun kapasiteetti alkaa 16 Gbit:stä, kasvaa sitten 24 Gbit:iin (oletettavasti 24 Gt tai 48 Gt:n muistimoduuleita) ja sitten 32 Gbit:iin.
Suorituskyvyn osalta Cadence odottaa DDR5-tiedonsiirtonopeuksien nousevan 4800 MT/s:sta 5200 MT/s:iin 12–18 kuukaudessa DDR4-4800:n julkaisun jälkeen ja sitten 5600 MT/s:iin vielä 12–18 kuukaudessa. joten palvelimien DDR5-suorituskyvyn parannuksia tapahtuu melko säännöllisesti.
Asiakastietokoneiden osalta paljon riippuu mikroprosessorien muistiohjaimista ja muistimoduulien toimittajista, mutta innostuneiden DIMM-moduulien suorituskyky on varmasti parempi kuin palvelimissa käytetyt.
Palvelinmarkkinoilla, joissa on 16 Gt:n sirut, sisäiset DDR5-optimoinnit, uudet palvelinarkkitehtuurit ja RDIMM-moduulien käyttö LRDIMM-moduulien sijaan, yksikantaisten järjestelmien, joissa on 5 Gt:n DDR256-moduuleita, suorituskyky paranee merkittävästi sekä suorituskyvyssä että tiedonkäyttöviiveissä. (verrattuna nykyaikaisiin LRDIMMeihin).
Cadence sanoo, että DDR5:n teknisten parannusten ansiosta se voi lisätä todellista muistin kaistanleveyttä 36 % DDR4:ään verrattuna jopa 3200 MT/s tiedonsiirtonopeudella. Kuitenkin, kun DDR5 toimii noin 4800 MT/s suunnittelunopeuksilla, todellinen suoritusteho on joka tapauksessa 87 % suurempi kuin DDR4-3200. Yksi DDR5:n tärkeimmistä ominaisuuksista on kuitenkin myös kyky lisätä monoliittisen muistisirun tiheyttä yli 16 Gbitin.
DDR5 jo tänä vuonna?
Kuten edellä todettiin, AMD Genoa ja Intel Sapphire Rapids ilmestyvät vasta vuoden 2021 lopulla ja todennäköisesti vuoden 2022 alussa. Mr. Greenberg Cadencesta luottaa kuitenkin tapahtumien kehityksen optimistiseen skenaarioon.
Muistivalmistajat ovat innokkaita aloittamaan uudentyyppisten DRAM-muistien massatoimituksen ennen kuin alustat tulevat saataville. Samaan aikaan toimitus vuotta ennen AMD Genoan ja Intel Sapphire Rapidsin markkinoille tuloa näyttää hieman ennenaikaiselta. Mutta DDR5-kokeiluversioiden ilmestymiselle on useita järkeviä selityksiä: DDR5:tä tukevat AMD- ja Intel-prosessorit ovat lähempänä kuin prosessoriyritykset kertovat meille, tai markkinoille on tulossa muita DDR5-tuella varustettuja SoC:ita.
Joka tapauksessa, jos DDR5-spesifikaatio on viimeisessä luonnosvaiheessa, suuret DRAM-valmistajat voivat aloittaa massatuotannon jopa ilman julkaistua standardia. Teoriassa SoC-kehittäjät voisivat myös alkaa lähettää suunnitteluaan tuotantoon tässä vaiheessa. Samaan aikaan on vaikea kuvitella, että DDR5 valtaa merkittävän markkinaosuuden vuosina 2020–2021. ilman suurten prosessoritoimittajien tukea.
Lähde: 3dnews.ru