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内存模组的类型

架构师技术联盟 来源:架构师技术联盟 2023-05-29 14:07 次阅读

​ 内存模组主要分为 RDIMM、 LRDIMM、 UDIMM 和 SODIMM。 其中 RDIMM、LRDIMM 主要用于服务器内存模组, UDIMM 和 SODIMM 主要用于普通台式机和笔记本。内存模组的类型决定了所需的内存接口芯片和内存模组配套芯片。 935c0dc8-fcbc-11ed-90ce-dac502259ad0.png       内存进入 DDR5 新世代,标准升级拉动相关芯片需求。与 DDR4 相比, DDR5 的优势可简单地概括为: ( 1)速度更快:DDR5 内存的带宽是 DDR4 的两倍,起始频率比 DDR4标准频率增加 50% ( 2)容量更大:单个存储芯片密度是 DDR4 最大密度的 4 倍 ( 3)能耗更低:工作电压从 1.2V 降低到 1.1V,降低功耗 ( 4)稳定性更佳:增加了空比调节器(DCA)、片上 ECC、 DRAM 接收 I/O 均衡、 RD 和 WR 数据的循环冗余校验(CRC)以及内部DQS 延迟监控等。 9375b746-fcbc-11ed-90ce-dac502259ad0.png        内存接口芯片是 CPU 存取内存数据的必由通路,主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性,以匹配 CPU 日益提高的运行速度及性能。在 DDR4 世代和 DDR5 初期,内存接口芯片只用于服务器内存模组( RDIMM、 LRDIMM)。目前,内存接口芯片按功能可以分为寄存缓冲器( RCD)和数据缓冲器( DB)。RCD 用来缓冲来自内存控制器的地址/命令/控制信号, DB 用来缓冲来自内存控制器或内存颗粒的数据信号。在 DDR5 世代,LRDIMM 的国际标准从全缓冲” 1+9“架构演化为“ 1+10”架构,与 DDR4 相比增加了 1颗 DB。 93b67f06-fcbc-11ed-90ce-dac502259ad0.png       在 DDR5 世代,内存模组上除了需要内存接口芯片,同时还需要配置内存模组配套芯片。根据 JEDEC 组织的定义,服务器内存模组 RDIMM、 LRDIMM 上需要配置三种配套芯片,包括 1 颗 SPD 芯片、 1 颗 PMIC 芯片和 2 颗 TS 芯片;普通台式机、笔记本电脑的内存模组 UDIMM、 SODIMM 上,需要配置两种配套芯片,包括 1 颗 SPD 芯片和 1 颗PMIC 芯片。在 DDR5 世代,由于电源管理从主板移动到内存模组上,内存模组配套芯片增加了 1 颗 PMIC。 93d5f746-fcbc-11ed-90ce-dac502259ad0.png

众所周知,DDR4内存作为主流内存标准已经好多年了,不过随着下一代DDR5内存的崭露头角,很多准备装机的用户也开始观望。时间不负“等等党”,今年7月中旬,JEDEC固态存储协会正式发布了DDR5 SDRAM内存标准规范,内存的新时代要来了。 根据规范,DDR5内存的频率(数据传输率)起步就是DDR4标准极限的3200MHz,而未来可以达到6400MHz,是DDR4内存的两倍多,不过按照惯例,实际产品还会大大超过这一水准,据悉最高更是有望达到DDR5-8400的水平。同时电压从1.2V进一步降低至1.1V,而单个Die的容量为8-32Gb(1-4GB)。 93ffddc2-fcbc-11ed-90ce-dac502259ad0.png   DDR5标准公布之后,全球三大DRAM工厂——三星、SK海力士及美光也在第一时间跟进,正式量产DDR5内存。   日前,SK海力士宣布,正式发布全球首款DDR5内存,频率、容量、能效和功能技术都达到了全新的高度。   实际上,SK海力士于2018年11月成功开发首款16Gb DDR5 DRAM之后,向英特尔等核心客户提供样品,并完成了一系列测试与性能、兼容性验证等程序。这一成果也意味着SK海力士在即将到来的DDR5市场随时能够销售相关产品。   SK海力士首发的DDR5内存条为面向服务器、数据中心的RDIMM形态,基于1Ynm工艺制造的16Gb颗粒,单条容量64GB,而借助TSV硅穿孔技术,最高可以达到256GB。   其数据传输速率起步为4800MHz,最高为5600MHz,其速率相较前一代DDR4最多提升了1.8倍,这也意味着一秒钟就可以传输9部全高清电影。   运行电压则为1.1V,相比DDR4的1.2V更节能,减少了20%的功耗。   此外,作为RDIMM内存条,SK海力士DDR5 DRAM支持ECC调试功能,可以自行更正1 bit级的资料错误,应用可靠性号称提升20倍。   时序方面没有公布,JEDEC规范中的DDR5-4800对应三种时序规格,分别是34-34-34、40-40-40、42-42-42。   需要注意的是,虽然目前DDR5产品已经推出,但要产品能够普及,关键还是在平台企业手上。在这方面AMD及Intel似乎不是很积极。其中,AMD明年的Zen3架构确定是AM4兼容,会继续支持DDR4内存,而Intel在2020、2021年还会继续推14nm处理器,也没可能升级DDR5。   不过相较消费级市场,服务器市场应该是较快用上DDR5产品的领域。Intel下下代服务器平台Sapphire Rapids将会第一个支持DDR5内存,同时支持PCIe 5.0总线、CXL 1.1异构互联协议等等,并延续Intel的内置人工智能加速策略,支持最新的深度学习加速指令AMX(高级矩阵扩展),2021年下半年开始发货。   940a06ee-fcbc-11ed-90ce-dac502259ad0.png   至于消费平台,明年年底或后年上半年的Alder Lake 12代酷睿有望首发支持DDR5,最高频率4400MHz,最大系统容量128GB,同时继续支持DDR4。   值得提的是,虽然DDR5市场可能成熟得较晚,但未来的普及速度可能会较DDR4更快。根据市调机构Omdia的数据显示,DDR5内存的市场需求将在2021年开始出现,2022年全球份额将突破10%,2024年即可达43%。相信届时无论是技术还是产品方面,DDR5的成熟终将为存储市场再次注入新的生命力。   DRAM 内存入门手册(大内存技术在行业中的实践内存技术:内存测试和测量挑战)概括介绍了 DRAM 的概念,展示了 DRAM 可能的未来发展方向,并概括了怎样通过验证来改善内存设计。

审核编辑:彭静
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原文标题:从DDR4到DDR5发生了什么?

文章出处:【微信号:架构师技术联盟,微信公众号:架构师技术联盟】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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