DDR5 SDRAM (англ. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) является пятым поколением синхронной динамической памяти, обладающим удвоенной скоростью передачи данных, увеличенной емкостью и уменьшенным энергопотреблением по сравнению с модулем памяти предыдущего поколения DDR4 SDRAM.
В 2017 году разработку DDR5 SDRAM начала компания JEDEC, и к участию в этом процессе были привлечены крупнейшие в мире производители систем полупроводниковой памяти и разработчики архитектур под наборы микросхем. 6 октября 2020 года компанией SK Hynix 6 был представлен для тестирования первый модуль памяти нового поколения. По результатам тестов DDR5 оказалась способна поддерживать передачу данных на скорости в 4800-5600 Мбит/с на контакт (что превышает аналогичный базовый показатель DDR4 в 1,8 раз), работать с уровнем напряжения, сокращенным с 1,2 до 1,1 В (что положительно влияет на ее энергоэффективность). Помимо этого, в функционал памяти нового поколения была включена поддержка корректировки ошибок ECC. На рынок DDR5 SDRAM вышла в 2021 году.
Эволюция DDR
Первым поколением модернизированной оперативной памяти было ОЗУ DDR (или DDR 1), на базе которого разрабатывались более быстродействующие и эффективные поколения. В настоящее время в работе большинства современных ПК и серверов задействуется оперативная память DDR4, не имеющая обратной совместимости - то есть при необходимости установки DDR4 на компьютер или сервер с ОЗУ DDR3 потребуется ставить на оборудование и более совершенную обновленную материнскую плату. Точно так же компьютер с современной материнской платой не сможет задействовать морально и технически устаревшую оперативную память DDR3 или DDR2.
Переход с DDR4 на DDR5 требует выпуска компаниями Intel и AMD материнских плат, которые окажутся способны к поддержке нового протокола оперативной памяти. При этом DDR5 позволит масштабировать каждый уровень до 16 Гбит на кристалл (всего до 64 Гбит) и реализует два 40-битных канала (32 бита данных + 8 битов ECC) в рамках каждого модуля DIMM, а число контактов на каждый канал памяти останется прежним - 280 единиц. Контроллер питания в DDR5 перенесен на плату, в дополнение к 8n появился режим 16n-prefetch. Емкость модулей DDR5 (представленных SK Hynix и произведенных по технологии Through-Silicon-Via) может достигать 256 ГБ.
DDR 5
Помимо перечисленных отличий от DDR4, модули памяти DDR5 характеризуются наличием:
- встроенной на интегральном уровне микросхемы управления питанием (PMIC), регулирующей мощности для каждого комплектующего в модуле - DRAM, регистра, концентратора SPD. При этом DDR5, используемые в серверах, оснащаются PMIC с энергопотреблением 12 В, а для модулей класса ПК предусмотрены PMIC, рассчитанные на 5 В. Благодаря этому происходит оптимальное распределение мощностей, повышается целостность сигнала и сокращается процент шумового загрязнения;
- концентратора SPD - устройства, которое объединяет энергонезависимую память (EEPROM), входящую в функционал последовательной идентификации модуля памяти (SPD), с вспомогательным функционалом концентратора. Это устройство также отвечает за управление доступа к внешнему контроллеру и за распределение нагрузки между внешними и внутренними шинами памяти;
- ключа модуля, подходящего под разъемы только DDR5. Ключи модуля в разработанном недавно ОЗУ делятся на два типа - для UDIMM и RDIMM;
- функции On-Die ECC (Error Correction Code), позволяющей устранять битовые ошибки в микросхеме DRAM и тем самым снизить риск утечки данных, связанный с дефектами в микросхемах. Вне микросхем (когда проблему нужно решать уже с серверами и рабочими станциями) для быстрого исправления одно- или многобитных ошибок более продуктивными окажутся специальные модули памяти класса ECC с дополнительными битами DRAM;
- дополнительных датчиков температуры, установленных на модулях RDIMM и LRDIMM DDR5 серверного класса и позволяющих выполнять максимально точный контроль охлаждения системы;
- увеличенного числа блоков памяти (с 16 до 32) и длины серийной очереди (8 до 16), что делает работу шины более эффективной и сокращает число операций чтения/записи, позволяющих работать с одними и теми же строками данных в кэше;
- системы эквализации обратной связи по принятию решений (DFE), благодаря которой сохраняется целостность сигнала в модуле и повышается его пропускная способность.
Кроме того, DDR5 дополнен командой SAME-BANK Refresh. Она также работает на рост показателей производительности и эффективности, что достигается путем обновления только одного банка памяти в конкретной группе банков (а не всей группы, как в DDR4).
Стоит ли переходить на новую память уже сейчас
Несмотря на то, что DDR5 обладает серьезными конструктивными преимуществами и прямой корреляцией производительности с частотой памяти, однозначно говорить о переходе на новую память пока рано. Это связано с совместимостью DDR5 только с компьютерами, оснащенными процессорами Intel Core 12-го поколения (Intel Core i9-12900K, Core i7-12700K и Core i5-12600K, а также с их «KF»-модификациями) и материнскими платами с сокетом LGA 1700.
Однако наличие технологии ЕСС, нужной в серверах, оправдывает переход на DDR5.
Что ожидает DDR5 в ближайшем будущем
Перспективы востребованности DDR5 связаны с появлением процессоров AMD на базе архитектуры Ryzen 7000 (Zen 4) - их выпуск ожидается в 4 квартале 2022 года; причем стоимость обновленного стандарта оперативной памяти будет напрямую зависеть от стоимости Ryzen 7000. Доступной для массового покупателя память нового поколения станет не раньше 2023-2024 года.
Какие серверы поддерживают новую память
На сегодняшний день поддержка DDR5 возможна только для серверов, работающих на процессорах Intel Xeon Scalable поколения Sapphire Rapids и AMD EPYC Genoa. В дальнейшем поддерживать новую память смогут и серверы, оснащенные процессорами Zen 3+, Zen 4 и Alder Lake. При этом Alder Lake, который будет состоять из ядер Golden Cove и Gracemont, станет одновременно работать с DDR5 и DDR4 (при условиях установки новой материнской платы).
Новые модули памяти, благодаря своей большой емкости и производительности, станут оптимальным решением для приложений обработки данных в системах искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений.
Какая же память лучше подойдет для вашего сервера? Получить бесплатную консультацию и подобрать серверное оборудование Вы можете на сайте компании СерверГейт.
