助力數(shù)據(jù)中心DDR5應(yīng)用，Rambus發(fā)布第二代寄存器時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器

經(jīng)過(guò)了數(shù)年的時(shí)間，DDR5來(lái)了。全新的設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大容量和更高帶寬的同時(shí)，也帶來(lái)了更多周邊芯片和方案的升級(jí)。熟悉內(nèi)存條的用戶會(huì)知道，有一個(gè)非常關(guān)鍵的芯片是RCD（寄存器時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器），它起著非常關(guān)鍵的作用。Rambus于近日發(fā)布了全新的第二代RCD產(chǎn)品，這是業(yè)界首款5600 MT/s DDR5 RCD，可以為下一代數(shù)據(jù)中心DDR5 RDIMM提供關(guān)鍵支持。

DDR5的技術(shù)革新

DDR5最明顯的一個(gè)革新供電方式的改變：將PMIC從主板上移動(dòng)到了內(nèi)存條上，并且將電壓從1.2V降低到了1.1V。將PMIC移動(dòng)到內(nèi)存條上會(huì)帶來(lái)信號(hào)完整性的提升，0.1V的供電電壓降低也帶來(lái)更好的功耗表現(xiàn)。但另一方面，較低的工作電壓意味著較小的抗噪余量，這增加了設(shè)計(jì)和實(shí)施的復(fù)雜性。

圖片來(lái)源：Linus Tech Tips

另一個(gè)重要的改變是通道架構(gòu)的更新。DDR4的DIMM架構(gòu)是由64數(shù)據(jù)位和8個(gè)ECC位組成，而DDR5的DIMM采用了雙通道的方式，每個(gè)通道由32數(shù)據(jù)位和8個(gè) ECC位組成。雖然總的數(shù)據(jù)位數(shù)沒(méi)有變化，但兩個(gè)小的獨(dú)立通道明顯可以提高內(nèi)存訪問(wèn)效率。其中突發(fā)突變和突發(fā)長(zhǎng)度也增加到了8和16，這樣一個(gè)突發(fā)就可以訪問(wèn)64字節(jié)的數(shù)據(jù)，也就意味著一個(gè)40位寬的通道就可以提供典型的CPU緩存行大小，提升了并發(fā)能力和內(nèi)存效率。

DDR5上其他的技術(shù)創(chuàng)新還包括：支持更高容量的DRAM，支持片上ECC、錯(cuò)誤透明模式、封裝后修復(fù)以及讀寫CRC模式等。

通過(guò)諸多的創(chuàng)新 ，DDR5實(shí)現(xiàn)了4.8～8.4Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，實(shí)現(xiàn)了更高的帶寬、更高的內(nèi)存效率、更低的延時(shí)和更低的功耗。這種創(chuàng)新的DIMM架構(gòu)也需要RCD的支持，所以Rambus也適時(shí)推出了其第二代的RCD產(chǎn)品，來(lái)助力DDR5在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。

Rambus第二代寄存器時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器(RCD)助力數(shù)據(jù)中心應(yīng)用

DIMM上需要使用RCD和DB芯片，RCD的主要作用是在主機(jī)控制器和DRAM之間緩沖命令地址 (CA) 總線、命令和時(shí)鐘控制信號(hào)，DB是用來(lái)緩沖來(lái)自內(nèi)存控制器或內(nèi)存顆粒 (DRAM) 的數(shù)據(jù)信號(hào)。在RDIMM上只需要RCD即可，而在LRDIMM上需要兩個(gè)芯片一起實(shí)現(xiàn)緩沖作用，所以這兩個(gè)芯片通常也會(huì)作為一個(gè)chipset來(lái)提供給客戶。

DDR5 DIMMs的出現(xiàn)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，據(jù)Rambus接口芯片部門總經(jīng)理Chien-Hsin Lee介紹，為了保證新技術(shù)和現(xiàn)有相關(guān)系統(tǒng)保持兼容，有四項(xiàng)關(guān)鍵要求顯得更加重要：第一是保持相同的內(nèi)存讀取粒度（64字節(jié)的高速緩存行）；第二是實(shí)現(xiàn)相同或更好的可靠性、可用性和可服務(wù)性（RAS）功能；第三是維持在冷卻功率范圍內(nèi)（~15W / DIMM），這項(xiàng)指標(biāo)在過(guò)去幾年里都沒(méi)有什么變化；第四是避免過(guò)長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間。

此次Rambus新推出的第二代RCD芯片在將DDR5數(shù)據(jù)速率提高了17%的同時(shí)降低了延時(shí)和功耗，可以為服務(wù)器主存儲(chǔ)器提供5600MT/s DDR5 RDIMM的關(guān)鍵支持。為了讓更多的DRAM可以放在模組上，DDR5 DIMMs內(nèi)存接口芯片減少了負(fù)載數(shù)量，讓整體的容量和性能得到了提升。從傳統(tǒng)意義上來(lái)看這樣的操作可能會(huì)帶來(lái)相應(yīng)帶寬的犧牲，但Rambus用相關(guān)技術(shù)非常好地解決了這個(gè)問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)極佳的信號(hào)完整性。在這個(gè)前提下得以不斷提高相關(guān)的頻率，最終使DRAM數(shù)量得到很好的提升。

再來(lái)看DDR5 RDIMM帶來(lái)的服務(wù)器設(shè)計(jì)的變化，首先是PMIC的變化，從主板轉(zhuǎn)移到DIMM上；第二個(gè)變化是CA總線引入I3C-HUB，使得帶寬提高10倍；另外還有熱傳感器的使用，讓系統(tǒng)自主決定輸出的性能和功率。從DDR4到DDR5的遷移并不僅僅是換個(gè)內(nèi)存卡那么簡(jiǎn)單，從物理插槽的變化到供電方式、總線的變化會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)中心中一些包括主板、CPU等在內(nèi)的很多重新設(shè)計(jì)的工作，但這種遷移對(duì)于云服務(wù)商而言意義更為重大。DDR4已經(jīng)存在了數(shù)年，而DDR5的起始速率就已經(jīng)達(dá)到了4800MT/s，未來(lái)還將會(huì)變得更高，Rambus也在第二代RCD的參數(shù)設(shè)定為了5600 MT/s，留出了一定余量。對(duì)于數(shù)據(jù)中心用戶而言，這種遷移帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)和覆蓋了其遷移帶來(lái)的成本代價(jià)。

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“我們注意到隨著數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的加速，中國(guó)正在大力推進(jìn)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)發(fā)布了新數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃，以建設(shè)具有先進(jìn)技術(shù)、高算力、高能效和高安全的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心?！盧ambus大中華區(qū)總經(jīng)理蘇雷分享到，“中國(guó)有著世界知名的云廠商、服務(wù)器OEM和ODM廠商，以及活躍著眾多內(nèi)存模組廠商，所以中國(guó)的整體內(nèi)存生態(tài)在全球扮演著非常重要的一環(huán)，這也對(duì)內(nèi)存產(chǎn)品和技術(shù)提出不斷發(fā)展的需求。”

Rambus一直緊密地與內(nèi)存上下游的伙伴一起協(xié)作，圍繞著數(shù)據(jù)中心為中國(guó)客戶提供更好的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)。在新的技術(shù)趨勢(shì)方面，比如高速Serdes接口傳輸、高帶寬低功耗HBM、CXL數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，Rambus已經(jīng)和中國(guó)的廣大合作伙伴展開緊密的技術(shù)溝通和合作。在數(shù)據(jù)中心的安全性方面，Rambus也可以提供靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)安全保護(hù)等專門的安全產(chǎn)品方案。

據(jù)悉，此次Rambus新推出的第二代內(nèi)存接口芯片的樣片已經(jīng)提供給了行業(yè)客戶，大批量的生產(chǎn)計(jì)劃將會(huì)在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)等各個(gè)環(huán)節(jié)準(zhǔn)備就緒后開展。第二代的RCD產(chǎn)品將會(huì)加速推進(jìn)數(shù)據(jù)中心的DDR5升級(jí)的速度，加速下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)存結(jié)構(gòu)升級(jí)。