DDR5的高性能的表現(xiàn)，你知道嗎？

什么是DDR5?它的性能如何?說(shuō)到DDR5，我們要從2019年2月20日，JEDEC(固態(tài)存儲(chǔ)協(xié)會(huì))正式發(fā)布了JESD209-5，即LowPowerDoubleDataRate5(LPDDR5)全新低功耗內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)起。其實(shí)DDR5最主要的特性莫過(guò)于芯片容量，不僅具有高性能還有高密度的特點(diǎn)。下面了解下DDR5的高性能究竟有何表現(xiàn)?

相較于2014年發(fā)布的第一代LPDDR4標(biāo)準(zhǔn)，LPDDR5的I/O速度從3200MT/s提升到6400MT/s(DRAM速度6400Mbps)，直接翻番。如果匹配高端智能機(jī)常見(jiàn)的64bitbus，每秒可以傳送51.2GB數(shù)據(jù);要是PC的128bitBUS，每秒破100GB無(wú)壓力。固態(tài)協(xié)會(huì)認(rèn)為，LPDDR5有望對(duì)下一代便攜電子設(shè)備(手機(jī)、平板)的性能產(chǎn)生巨大提升，為了實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)LPDDR5體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向最 高16Bank可編程和多時(shí)鐘體系結(jié)構(gòu)。

同時(shí)，還引入了數(shù)據(jù)復(fù)制(Data-Copy)和寫(xiě)X(Write-X)兩個(gè)減少數(shù)據(jù)傳輸操作的命令來(lái)降低整體系統(tǒng)功耗，前者可以將單個(gè)陣腳的數(shù)據(jù)直接復(fù)制到其它針腳，后者則減少了SoC和RAM傳遞數(shù)據(jù)時(shí)的耗電。

另外，LPDDR5還引入了鏈路ECC糾錯(cuò)，信號(hào)電壓250mV，Vddq/Vdd2電壓還是1.1V。

韓國(guó)媒體早前表示，全球第二大內(nèi)存制造商SK海力士(SKHynix)為臺(tái)式機(jī)性能更高的粉絲帶來(lái)了令人振奮的消息：他們目前正準(zhǔn)備開(kāi)始批量生產(chǎn)首批DDR5DRAM模塊。據(jù)說(shuō)它們的運(yùn)行頻率高達(dá)4200MHz。能滿足多核心運(yùn)算與高效能運(yùn)算的使用需求，并強(qiáng)化大數(shù)據(jù)、AI、機(jī)器學(xué)習(xí)等應(yīng)用情境的效率。

三星日前也公開(kāi)其DDR5路線圖(Roadmap)資料，鐵定今年內(nèi)量產(chǎn)DDR5記憶體顆粒，單顆高達(dá)64Gbits(即8GB)容量。DDR5記憶體預(yù)計(jì)明年初，推出至終端用戶使用者市場(chǎng)。時(shí)鐘方面，最終可發(fā)展至DDR5-8400。雙通道DDR5-8400的頻寬高達(dá)134.4GB/s，等于雙通道DDR4-3200(51.2GB/s)的2.625倍，或等于雙通道DDR4-4000(64GB/s)的2.1倍!

美光在今年二月則宣布出貨全球首 款量產(chǎn)低功耗DDR5DRAM芯片，將率先搭載在小米10智能手機(jī)上。

為什么三大廠商都在跟進(jìn)DDR5?這與他的特性有很重要的關(guān)系。

首先是速度，目前主流DDR4內(nèi)存的起步頻率在2133MHz，較為頂 級(jí)的產(chǎn)品能夠達(dá)到4400MHz以上，這還需要處理器和主板等多方面的支持。而DDR5的速度可能會(huì)非?？捎^，預(yù)計(jì)將在4800MHz起步，甚至能夠在之后達(dá)到5200/5600MHz。系統(tǒng)級(jí)仿真中的并行比較顯示，DDR5的有效帶寬約為DDR4的1.87倍。

第二個(gè)優(yōu)勢(shì)就是內(nèi)存密度了，16GB容量可能是DDR5內(nèi)存比較常規(guī)的容量，預(yù)計(jì)單條最大容量能夠達(dá)到256GB，甚至達(dá)到了目前多數(shù)HEDT平臺(tái)的最大支持內(nèi)存容量。

信號(hào)完整性、電源傳輸和布局復(fù)雜性限制了每個(gè)內(nèi)核的內(nèi)存帶寬進(jìn)度。要釋放下一代中央處理器的強(qiáng)大功能，需要新的內(nèi)存架構(gòu)，以符合其更高的每核帶寬要求。這是開(kāi)發(fā)DDR5SDRAM解決方案的主要驅(qū)動(dòng)力。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化的DRAM核心計(jì)時(shí)和芯片內(nèi)糾錯(cuò)碼是提高DDR5可擴(kuò)展性的兩個(gè)主要因素。雖然內(nèi)存架構(gòu)逐年擴(kuò)展，但它的代價(jià)是DRAM單元電容的下降和位線接觸電阻的增加。DDR5解決了這些缺點(diǎn)，并允許通過(guò)優(yōu)化的核心計(jì)時(shí)進(jìn)行更可靠的擴(kuò)展，這對(duì)于確保有足夠的時(shí)間在DRAM單元中寫(xiě)入、存儲(chǔ)和檢測(cè)電荷至關(guān)重要。

芯片內(nèi)糾錯(cuò)碼(ECC)通過(guò)輸出數(shù)據(jù)之前在讀取命令期間執(zhí)行更正，提高了數(shù)據(jù)完整性并減少了系統(tǒng)糾錯(cuò)負(fù)擔(dān)。DDR5還引入了錯(cuò)誤檢查清理，其中DRAM將在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)讀取內(nèi)部數(shù)據(jù)并寫(xiě)回已更正的數(shù)據(jù)。

不同于DDR4在更新(Refresh)時(shí)無(wú)法執(zhí)行其他操作，DDR5則透過(guò)SameBankRefresh功能，讓系統(tǒng)可以在更新某些Bank的時(shí)候，存取其他Bank的資料，另一方面DDR5也透過(guò)決策回饋等化器(DecisionFeedbackEqualization，DFE)消除雜訊，以增加整體效能表現(xiàn)。

在電力消耗部分，DDR5的工作電壓為1.1V，低于DDR4的1.2V，能降低單位頻寬的功耗達(dá)20%以上。

根據(jù)市場(chǎng)研究公司InternationalDataCorporation提供的調(diào)查報(bào)告，DDR5的需求預(yù)計(jì)從2020年開(kāi)始增長(zhǎng)，并可在2021年奪下DRAM市場(chǎng)的22%，到2022年成長(zhǎng)至43%，而個(gè)人電腦、消費(fèi)性產(chǎn)品也應(yīng)該會(huì)跟隨伺服器的步調(diào)，逐漸轉(zhuǎn)從DDR4過(guò)渡至DDR5。

當(dāng)然，雖然此后可能會(huì)有很多DDR5內(nèi)存相繼出貨，但實(shí)際都不是面向消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品，而是會(huì)先用在云服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、超級(jí)計(jì)算機(jī)等設(shè)備中，消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品可能還需等到2021年或更晚才會(huì)和大家見(jiàn)面。個(gè)人電腦、消費(fèi)性產(chǎn)品也應(yīng)該會(huì)跟隨伺服器的步調(diào)，逐漸轉(zhuǎn)從DDR4過(guò)渡至DDR5。以上就是DDR5的解析，希望能給大家?guī)椭?