DDR5: השקה במהירות 4800 MT/s, יותר מ-12 מעבדים עם תמיכה ב-DDR5 בפיתוח

איגוד JEDEC עדיין לא פרסם באופן רשמי את המפרט עבור הדור הבא של DDR5 RAM (זיכרון גישה אקראית דינמית, DRAM). אבל היעדר מסמך רשמי לא מונע מיצרני DRAM ומפתחי מערכות שונות על שבב (system-on-chip, SoC) להתכונן להשקתו. בשבוע שעבר שיתפה קיידנס, מפתחת חומרה ותוכנה ליצירת שבבים, את המידע שלה לגבי כניסת ה-DDR5 לשוק והמשך פיתוחו.

פלטפורמות DDR5: יותר מ-12 בפיתוח

הפופולריות של כל סוג של זיכרון נקבעת על פי הפופולריות של הפלטפורמות התומכות בו, ו-DDR5 אינו יוצא דופן. במקרה של DDR5, אנו יודעים בוודאות שהוא יתמך על ידי מעבדי AMD EPYC מדור ה- Genoa, כמו גם מעבדי Intel Xeon Scalable מדור Sapphire Rapids כאשר הם ישוחררו בסוף 2021 או בתחילת 2022. Cadence, שכבר מציעה את בקר ה-DDR5 ואת הממשק הפיזי של ה-DDR5 (PHY) למעצבי שבבים לרישוי, אומרת שיש לה יותר מתריסר SoCs בפיתוח לתמיכה בזיכרון הדור הבא. חלק מהמערכות-על-שבב הללו יופיעו מוקדם יותר, חלקן מאוחר יותר, אבל בשלב זה ברור שהעניין בטכנולוגיה החדשה גדולה מאוד.

Cadence בטוחה שבקר ה-DDR5 וה-DDR5 PHY של החברה תואמים באופן מלא לגרסה 1.0 של מפרט JEDEC הקרובה, כך ש-SoCs המשתמשים בטכנולוגיות Cadence יהיו תואמים למודולי זיכרון DDR5 שיופיעו מאוחר יותר.

"מעורבות הדוקה בקבוצות עבודה של JEDEC היא יתרון. אנחנו מקבלים מושג איך הסטנדרט יתפתח. אנחנו בקר וספק PHY ויכולים לצפות כל שינוי פוטנציאלי בדרך לתקינה בסופו של דבר. בימים הראשונים של הסטנדרטיזציה, הצלחנו לקחת אלמנטים סטנדרטיים בפיתוח ולעבוד עם השותפים שלנו כדי להשיג בקר עובד ואב טיפוס PHY. ככל שאנו מתקדמים לקראת פרסום התקן, יש לנו הוכחות הולכות וגדלות לכך שחבילת הקניין הרוחני (IP) שלנו תתמוך בהתקני DDR5 תואמי תקן", אמר מארק גרינברג, מנהל השיווק של DRAM IP ב-Cadence.

חזית: שבבי DDR16-5 בנפח 4800 ג'יגה-ביט

המעבר ל-DDR5 מציב אתגר משמעותי עבור יצרני הזיכרון, שכן הסוג החדש של DRAM חייב לספק במקביל קיבולת שבב מוגברת, קצבי העברת נתונים גבוהים יותר, ביצועים אפקטיביים מוגברים (לכל תדר שעון ולכל ערוץ) ובמקביל צריכת חשמל מופחתת. בנוסף, DDR5 צפוי להקל על שילוב התקני DRAM מרובים לחבילה אחת, ולאפשר קיבולות מודול זיכרון גבוהות משמעותית ממה שהתעשייה משתמשת כיום.

Micron ו-SK Hynix כבר הכריזו על תחילת משלוחים של מודולי זיכרון אב-טיפוס המבוססים על שבבי DDR16 של 5 ג'יגה-ביט לשותפיהן. סמסונג, יצרנית ה-DRAM הגדולה בעולם, לא אישרה רשמית את התחלת משלוח אבות הטיפוס, אבל מההכרזות שלה בכנס ISSCC 2019, אנחנו יודעים שהחברה עובדת עם שבבי 16 ג'יגה-ביט ומודולים מסוג DDR5 (עם זאת, לא אומר שבבי 8 ג'יגה-ביט לא יהיו DDR5). בכל מקרה, נראה שזיכרון DDR5 יהיה זמין מכל שלושת יצרני ה-DRAM הגדולים כאשר הפלטפורמות שלהם יתחילו להופיע בשוק.

קיידנס בטוחה ששבבי ה-DDR5 הראשונים יהיו בעלי קיבולת של 16 ג'יגה-ביט וקצב העברת נתונים של 4800 מגה העברות לשנייה (MT/s). זה אושר בעקיפין על ידי הדגמה של מודול SK Hynix DDR5-4800 ב-CES 2020, יחד עם ההכרזה על תחילת הדגימה (תהליך שליחת אבות טיפוס של מוצרים לשותפים). מ-DDR5-4800, הדור החדש של זיכרון יתפתח בשני כיוונים: קיבולת וביצועים.

וקטורים כלליים לפיתוח DDR5, לפי הציפיות של קיידנס:

• הקיבולת של שבב בודד תתחיל ב-16 ג'יגה-ביט, ואז תגדל ל-24 ג'יגה-ביט (צפו למודולי זיכרון של 24 ג'יגה-בייט או 48 ג'יגה-ביט), ולאחר מכן ל-32 ג'יגה-ביט.
  מבחינת ביצועים, קיידנס צופה שמהירות העברת הנתונים של DDR5 תגדל מ-4800 MT/s ל-5200 MT/s תוך 12-18 חודשים לאחר השקת ה-DDR4-4800, ולאחר מכן ל-5600 MT/s בעוד 12-18 חודשים, כך ששיפורי ביצועי DDR5 בשרתים יתרחשו בקצב די קבוע.

עבור מחשבי לקוח, הרבה יהיה תלוי בבקרי הזיכרון במיקרו-מעבדים ובספקי מודולי הזיכרון, אבל ל-DIMM חובבי יהיו ביצועים טובים יותר מאלה המשמשים בשרתים.

בשוק השרתים, עם שבבי 16Gb, אופטימיזציות פנימיות של DDR5, ארכיטקטורות שרתים חדשות ושימוש ברכיבי RDIMM במקום LRDIMM, מערכות שקע בודד עם מודולי DDR5 בנפח 256GB יראו שיפור משמעותי בביצועים הן ביכולות התפוקה והן במונחים של זמן השהייה בגישה לנתונים (בהשוואה למכשירי LRDIMM מודרניים).

קיידנס אומר שהשיפורים הטכנולוגיים של DDR5 יאפשרו לו להגדיל את רוחב הפס של הזיכרון בפועל ב-36% בהשוואה ל-DDR4, אפילו בקצבי העברת נתונים של 3200 MT/s. עם זאת, כאשר DDR5 פועל במהירויות עיצוב של כ-4800 MT/s, התפוקה בפועל תהיה גבוהה ב-87% מ-DDR4-3200 בכל מקרה. עם זאת, אחת מתכונות המפתח של DDR5 תהיה גם היכולת להגדיל את הצפיפות של שבב זיכרון מונוליטי מעבר ל-16 Gbit.

DDR5 כבר השנה?

כפי שצוין לעיל, AMD Genoa ו-Intel Sapphire Rapids לא אמורות להופיע עד סוף 2021, וסביר יותר שבתחילת 2022. עם זאת, מר גרינברג מקידנס בטוח בתרחיש האופטימי להתפתחות האירועים.

יצרני זיכרון להוטים להתחיל אספקה ​​המונית של סוגים חדשים של DRAM לפני שפלטפורמות יהיו זמינות. בינתיים, משלוח שנה לפני ש-AMD Genoa ו-Intel Sapphire Rapids יצאו לשוק נראה מעט מוקדם מדי. אבל להופעה של גרסאות ניסיון של DDR5 יש כמה הסברים הגיוניים: מעבדי AMD ו-Intel התומכים ב-DDR5 קרובים יותר ממה שחברות המעבדים מספרות לנו, או שיש רכיבי SoC אחרים עם תמיכה ב-DDR5 שנכנסים לשוק.

בכל מקרה, אם מפרט ה-DDR5 נמצא בשלב הטיוטה הסופי, יצרני DRAM גדולים עשויים להתחיל בייצור המוני גם ללא תקן שפורסם. בתיאוריה, מפתחי SoC יכולים גם להתחיל לשלוח את העיצובים שלהם לייצור בשלב זה. בינתיים, קשה לדמיין ש-DDR5 יתפוס נתח שוק משמעותי כלשהו בשנים 2020 - 2021. ללא תמיכה מספקי מעבדים גדולים.

מקור: 3dnews.ru