JEDEC Association har ännu inte officiellt publicerat specifikationen för nästa generation av DDR5 RAM (dynamic random access memory, DRAM). Men avsaknaden av ett formellt dokument hindrar inte DRAM-tillverkare och utvecklare av olika system på ett chip (system-on-chip, SoC) från att förbereda lanseringen. Förra veckan delade Cadence, en utvecklare av hårdvara och mjukvara för att skapa chips, sin information om intåget av DDR5 på marknaden och dess vidareutveckling.
DDR5-plattformar: mer än 12 under utveckling
Populariteten för alla typer av minne bestäms av populariteten för plattformarna som stöder det, och DDR5 är inget undantag. När det gäller DDR5 vet vi med säkerhet att den kommer att stödjas av AMD EPYC-processorer av Genoa-generationen, såväl som Intel Xeon Scalable-processorer av Sapphire Rapids-generationen när de släpps i slutet av 2021 eller början av 2022. Cadence, som redan erbjuder DDR5-kontrollern och DDR5-fysiskt gränssnitt (PHY) till chipdesigners för licensiering, säger att det har mer än ett dussin SoCs under utveckling för att stödja nästa generations minne. Vissa av dessa system-on-chip kommer att dyka upp tidigare, några senare, men i det här skedet är det uppenbart att intresset för den nya tekniken är mycket stort.
Cadence är övertygad om att företagets DDR5-kontroller och DDR5 PHY är helt kompatibla med den kommande JEDEC-specifikationen version 1.0, så SoCs som använder Cadence-teknologier kommer att vara kompatibla med DDR5-minnesmoduler som kommer att dyka upp senare.
”Nära engagemang i JEDEC-arbetsgrupper är en fördel. Vi får en uppfattning om hur standarden kommer att utvecklas. Vi är en controller och PHY-leverantör och kan förutse eventuella förändringar på vägen mot eventuell standardisering. Under standardiseringens tidiga dagar kunde vi ta standardelement under utveckling och arbeta med våra partners för att få en fungerande controller och PHY-prototyp. När vi går mot publicering av standarden har vi allt fler bevis på att vårt paket för immateriella rättigheter (IP) kommer att stödja standardkompatibla DDR5-enheter”, säger Marc Greenberg, marknadschef för DRAM IP på Cadence.
Antenn: 16-Gbit DDR5-4800 chips
Övergången till DDR5 innebär en betydande utmaning för minnestillverkarna, då den nya typen av DRAM samtidigt måste ge ökad chipkapacitet, högre dataöverföringshastigheter, ökad effektiv prestanda (per klockfrekvens och per kanal) och samtidigt minskad strömförbrukning. Dessutom förväntas DDR5 göra det lättare att kombinera flera DRAM-enheter till ett enda paket, vilket möjliggör betydligt högre minnesmodulkapacitet än vad industrin använder idag.
Micron och SK Hynix har redan meddelat att leveranserna av prototypminnesmoduler baserade på 16-Gbit DDR5-chips börjar till sina partners. Samsung, världens största DRAM-tillverkare, har inte officiellt bekräftat starten för leverans av prototyper, men från sina tillkännagivanden på ISSCC 2019-konferensen vet vi att företaget arbetar med 16-Gbit-chips och moduler av DDR5-typ (dock gör detta inte betyda att 8-Gbit chips Det kommer inte att finnas någon DDR5). Det verkar i alla fall som att DDR5-minne kommer att finnas tillgängligt från alla tre stora DRAM-tillverkarna när deras respektive plattformar börjar dyka upp på marknaden.
Cadence är övertygad om att de första DDR5-chippen kommer att ha en kapacitet på 16 Gbit och en dataöverföringshastighet på 4800 Mega Transfers per sekund (MT/s). Detta bekräftades indirekt av demonstrationen av SK Hynix DDR5-4800-modulen vid CES 2020, tillsammans med tillkännagivandet av starten av provtagningen (processen att skicka produktprototyper till partners). Från DDR5-4800 kommer den nya generationens minne att utvecklas i två riktningar: kapacitet och prestanda.
Allmänna vektorer för DDR5-utveckling, enligt Cadences förväntningar:
- Kapaciteten för ett enda chip börjar på 16 Gbit, ökar sedan till 24 Gbit (förvänta minnesmoduler på 24 GB eller 48 GB) och sedan till 32 Gbit.
När det gäller prestanda förväntar sig Cadence att DDR5-dataöverföringshastigheterna kommer att öka från 4800 MT/s till 5200 MT/s inom 12-18 månader efter lanseringen av DDR4-4800, och sedan till 5600 MT/s om ytterligare 12-18 månader, så DDR5-prestandaförbättringar på servrar kommer att ske i ganska regelbunden takt.
För klientdatorer kommer mycket att bero på minneskontrollerna i mikroprocessorerna och leverantörerna av minnesmoduler, men entusiast DIMM kommer säkerligen att ha bättre prestanda än de som används i servrar.
På servermarknaden, med 16 Gb-chips, interna DDR5-optimeringar, nya serverarkitekturer och användningen av RDIMM istället för LRDIMM, kommer system med enstaka sockel med 5 GB DDR256-moduler att se betydande prestandaökningar i både genomströmningskapacitet och när det gäller latenser för dataåtkomst (jämfört med moderna LRDIMM).
Cadence säger att DDR5:s tekniska förbättringar gör det möjligt för den att öka den faktiska minnesbandbredden med 36 % jämfört med DDR4, även vid 3200 MT/s dataöverföringshastigheter. Men när DDR5 arbetar med designhastigheter på cirka 4800 MT/s kommer den faktiska genomströmningen att vara 87% högre än DDR4-3200 i alla fall. En av nyckelfunktionerna hos DDR5 kommer dock också att vara möjligheten att öka densiteten hos ett monolitiskt minneschip över 16 Gbit.
DDR5 redan i år?
Som nämnts ovan bör AMD Genoa och Intel Sapphire Rapids inte dyka upp förrän i slutet av 2021, och mer troligt i början av 2022. Mr. Greenberg från Cadence är dock säker på det optimistiska scenariot för händelseutvecklingen.
Minnestillverkare är angelägna om att börja massförsörja nya typer av DRAM innan plattformar blir tillgängliga. Samtidigt verkar leverans ett år innan AMD Genoa och Intel Sapphire Rapids kom ut på marknaden lite för tidigt. Men utseendet på DDR5-testvarianter har flera rimliga förklaringar: AMD- och Intel-processorer som stöder DDR5 är närmare än vad processorföretagen säger till oss, eller så finns det andra SoC med DDR5-stöd som kommer in på marknaden.
I vilket fall som helst, om DDR5-specifikationen är i det sista utkaststadiet, kan stora DRAM-tillverkare börja massproduktion även utan en publicerad standard. I teorin kan SoC-utvecklare också börja skicka sina designs till produktion i detta skede. Samtidigt är det svårt att föreställa sig att DDR5 kommer att ta någon betydande marknadsandel 2020 - 2021. utan stöd från större processorleverantörer.
Källa: 3dnews.ru