DDR4 остановилась в развитии на 16-гигабитных чипах, что позволяло создавать модули 32ГБ UDIMM/SODIMM и 64ГБ RDIMM. DDR5 может использовать 64-гигабитные модули. Это позволит в будущем иметь планки до 2ТБ. «Бытовой» сектор, скорее всего, сможет вырасти до 128ГБ на модуль. Но поскольку сейчас в производстве используются 16 гигабитных чипов, 32ГБ на модуль – наша судьба.
По сравнению с DDR4 банковские группы памяти DDR5 увеличились с 4 до 8, а общее количество банков увеличилось с 16 до 32. Количество банковских групп удвоено, что способствует увеличению объема передаваемых данных, тем самым оптимизируя общие временные параметры. Увеличение числа банков с 16 до 32 позволяет открывать больше страниц подряд. DDR5 также имеет функцию обновления одного банка (SBRF), что позволяет обновлять один банк в группу, а не все банки.
Спецификация определяет скорость передачи данных от DDR5-3200 к DDR5-6400. DDR4 одно время начинала с минимальных 1600, производители DDR5 стартовали с отметки 4800.
Количество контактов на модуле осталось прежним, 288, но изменилось распинание. Ключ на модуле сдвинут. Теперь, чтобы установить планку DDR5 в слот DDR4, нужно носить характер и сильные руки.
Память DDR5 разработана с новой канальной архитектурой, обеспечивающей два набора полностью независимых 32-битных подканалов (у DDR4 один 64-битный канал). Режим двойной пропускной способности увеличивает общую производительность, уменьшает время задержки доступа и увеличивает эффективность канала.
Серверная память DDR5 RDIMM имеет два 40-битных подканала, добавляя 8 бит к существующим 32 битам каждого канала для поддержания механизма обнаружения и коррекции ошибок ECC. Конструкция RCD (Registering Clock Driver) позволяет дополнительно снизить нагрузку на центральный процессор, усилить целостность сигнала и снизить помехи.
У DDR5 более высокая энергоэффективность. Рабочее напряжение снижено с 1,2В DDR4 до 1,1В. Это штатные величины. Как мы помним, выйдя за пределы спецификации, можно было добиться и DDR4-5000 при 1,6В. Скорее всего, DDR5-6800 мы получим при питании 1,35В.
Радикальные изменения произошли в регулировании питания. Вместо традиционного метода управления через материнскую плату память DDR5 оснащена ИС управления питанием (PMIC), которая может эффективно управлять нагрузкой на систему и повысить эффективность преобразования энергии. Это позволяет производителям памяти гибко реагировать на запросы клиентов, включая в PMIC дополнительный функционал для повышения надежности, мониторинга температуры – улучшая общую мощность как в состоянии полной полосы пропускания, так и в состоянии пониженного энергопотребления.
С одной стороны, такое решение потенциально упрощает, следовательно, удешевляет материнские платы (не заметили), с другой стороны, усложняет и делает модули памяти более дорогими (заметили). Теперь производители модулей не только в зависимости от производителей чипов памяти, но и от некоей Integrated Device Technology, Inc, выпускающей PMIC.
В настоящее время существует две спецификации PMIC. DDR5 UDIMM и SODIMM, которые используют 5 В PMIC; Для серверных программ серверная память DDR5 RDIMM использует 12 В PMIC.
Исследование всего парка Facebook в течение 14 месяцев выявило, что большинство ошибок памяти связано с контроллером памяти и каналом памяти. Вместе с тем исследование показало, что рост плотности чипов памяти, увеличение их количества на модуле и рост ширины шины вызывают рост количества ошибок от поколения к поколению памяти. Несмотря на распространенное мнение, ошибки памяти не всегда единичны и могут нанести удар по серверу (если не обработать их должным образом), создавая своего рода атаку на отказ в обслуживании.
On-die ECC (ODECC) – еще одна из важнейших особенностей спецификации DDR5. Эта технология призвана бороться с ростом количества ошибок, связанных с увеличением плотности компоновки DDR5. К сожалению, защита ограничена массивами памяти внутри микросхем – как только данные выходят за пределы модуля DIMM, они становятся самостоятельными. Встроенный ECC не обеспечивает никакой защиты данных в пути, поэтому встроенный ECC не является правильной полной реализацией ECC.
Не следует забывать, что встроенный ECC требует дополнительной емкости для хранения четности, что является еще одной причиной роста стоимости DDR5 (в дополнение к PMIC). Встроенный ECC не заменит стандартный ECC, но оба варианта будут использоваться в серверной и корпоративной среде.
Кратко, о мотивах и основных вехах перехода на DDR5.
Многоядерность CPU
Чем больше у процессора ядер, тем меньше доступная пропускная способность памяти на ядро. Благодаря фундаментальным изменениям в архитектуре DRAM эффективная пропускная способность DDR5 в два с лишним раза больше, чем у DDR4 – что важно для многопоточной нагрузки с интенсивным использованием памяти
Питание и управление им
Стандартное рабочее напряжение для DDR5 составляет 1,1 В по сравнению с 1,2 В для DDR4. Даже без учета разгона DDR5 оставляет большее пространство для управления эффективностью. Чип интегральной схемы управления питанием (PMIC) находится на самом модуле DDR5 DIMM. Для DDR4 он размещался на материнской плате.
Удвоение
Стандарт DDR5 предлагает удвоенное количество групп банков памяти, удвоенную длину пакета и два независимых 32-битных канала на модулях памяти без ECC. DDR4 имел один 64-битный канал.
On-die ECC
Встроенная в модуле коррекция ошибок не заменяет, но дополняет стандартные проверки ECC, которые по-прежнему выполняет процессор при поддержке материнской платы. Плотность компоновки DDR5 требует расширения механизмов защиты данных в памяти.
Создатели контента, практики математического моделирования, инженеры, работающие с большими объемами данных, многозадачные пользователи – все пользуются процессорами с большим количеством ядер. DDR5 лучше подходит для многопоточности, чем DDR4. С ростом популярности и понижением цен на модули DDR5 остается все меньше причин воздерживаться от технологий последнего поколения.
Как мы можем помочь?
Компания Server Solutions занимается продажей серверов Dell PowerEdge R760 и Dell PowerEdge R760xs по всей Украине среди наших клиентов малый, средний и крупный бизнес. Если вам или вашему предприятию нужна консультация и покупка качественного серверного оборудования, вам следует обратиться к нам.