DDR5内存年底开始量产,2022年成为主流!

21ic电子网 2020-08-07

日前,DDR5标准被公布,但DDR4内存都刚开始普及,甚至大部分人的电脑还在使用DDR3内存。那么DDR5除了究竟比之前强在哪里?DDR又是什么鬼?

 

7月15日,JEDEC固态存储协会正式发布了DDR5 SDRAM标准(JESD79-5),为全球计算机拉开新时代序幕。

 

DDR5内存发布后,AMD、Intel、三星、美光、SK海力士等厂商纷纷出面站台,SK海力士更是再次强调,其DDR5内存定于今年内量产。

 

事实上早在2017年6月,负责计算机内存技术标准的组织JEDEC就宣称,下一代内存标准DDR5将亮相,并预计在2018年完成最终的标准制定,只不过最近JEDEC才发布了最终的正式标准。

 

01

DDR是个啥?


DDR内存全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM,双倍速率SDRAM)。DDR SDRAM最早是由三星公司于1996年提出,由日本电气、三菱、富士通、东芝、日立、德州仪器、三星及现代等八家公司协议订立的内存规格,并得到了AMD、VIA与SiS等主要芯片组厂商的支持。它是SDRAM 的升级版本,因此也称为「SDRAM II」。

 

DDR 具有高密度特性,其采用了电容器作为存储元件的简单架构具有高性能、低延迟、高访问寿命以及低功耗等特点。

 

JEDEC(固态技术协会)定义中开发了三种 DDR 标准:标准DDR、移动 DDR 和图形 DDR,来帮助设计人员满足对内存的要求。JEDEC 目前在 DDR 类别中的最新一代是DDR5。根据维基百科消息显示:截至 2019 年 9 月,此类产品的标准,仍在等待JEDEC确定,预计在 2020 年发布。

 

具备高密度和高性能的标准 DDR DRAM 有各种型号和外形尺寸,支持 4 (x4) 或 8 (x8) 或 16 (x16) 位的数据宽度。终端应用可以将这些存储器用作分立式 DRAM 或 DIMM。

 

DIMM 是一款带有多个 DRAM 芯片的印刷电路板 (PCB) 模块,支持 64 或 72 位数据宽度。72 位 DIMM 称为纠错码 (ECC) DIMM,除支持 64 位数据外,还支持 8 位 ECC。

 

服务器、云和数据中心应用通常使用基于 4 个 DRAM 的 72 个 ECC DIMM,在获得更高密度的 DIMM 的同时还可支持更高的 RAS(可靠性、可用性、可维护性)功能。除此之外,这样的ECC DIMM还能缩短此类应用在存储器发生故障时的停机时间。

 

对比其他 8 bit 和 16 bit DRAM 的 DIMM 来说,这种方案价格较为便宜,所以此类产品被广泛用于台式机和笔记本电脑中。与此同时,还可以将这些存储器当作分立式 DRAM 来使用。因此,与其他 DDR 类别方案相比时,标准 DDR 通道宽度的灵活性就是其最大的优势。

 

02

DDR5有多能打? 


简言之,DDR5内存芯片Bank数量翻番到32,每Bank的自刷新速度翻番到16Gbps。VDD电压从DDR4的1.2V降至1.1V,也就是减少功耗。此外,芯级ECC、更好的设计伸缩性、更高的电压耐受度等都保证了性能、产能、工艺水准等。

 

按照JEDEC的说法,DDR5内存的引脚带宽(频率)是DDR4的两倍,首发将以4.8Gbps(4800MHz)起跳,比末代DDR4的标准频率3200MHz增加了50%之多,总传输带宽提升了38%,未来将最高摸到8400MHz左右。 

 

对于消费者来说,拥有以下几个优点:

 

1、内存频率提升




如果只看频率的话,相同容量下,4800MHz的DDR5内存条,性能是3200MHz的DDR4内存条的1.5倍。

 

你也可以简单理解为,同样的时间里,DDR5跑了3圈,而DDR4只跑了2圈,妥妥的碾压。  


2、工作电压降低 




从工作电压来看,DDR5进一步降低到1.1V。

 

简而言之,随着频率的增加,整个内存部分的功耗也在迅速增长,所以需要依靠降低电压来降低整体的功耗。

 

DDR5-4800(DR)总体的性能提升在1.87倍左右 


3、单块DRAM容量增加




 

其实真正的标准更新还远不止这些特性,上面列举的只是作为普通消费者最常接触到的一些参数,给大家作个参考,能有个直观的印象。 

 

虽然本文只介绍了这3个主要性能的不同点,实际上从现在的DDR5规范来看,还是有非常多的变化,比如ODT、Prefetch、Burst length、均衡和CA眼图要求等等,DDR5规范的内容都比之前增加了100多页。

 

03

DDR5内存马上就要来了!


 

消息称,2020 年已经有十几个 DDR5 实例在准备中,速率从 DDR5-4800 起跳。不过速率提升只是DDR5规范中的一部分,更重要的实际上是DDR5内存的密度, 16GB核心容量只是起步,很快会达到24GB,接着就是32GB,单条甚至可以做到256GB 。

 

据《Business Korea》报导,DDR5规格确认后, 三星、SK海力士与相关封测厂营运前景可期,分析师预估,DDR5 将于2020 年底开始量产,2021年有望出现大幅度成长,在2022年全球存储器占比,更将超越DDR4成存储器的主流规格。

 

除存储器制造厂外,存储器模组厂与检测设备商也能同步受惠,分析师点名,韩系模组厂Simmtech 与检测设备商UniTest和Exicon , 另外还有南亚科与PCB厂欣兴,日商爱德万测试 与美商Teradyne,分析师强调,这7家厂商是因过去DDR3转DDR4期间,皆因规格移转出现显着的营收成长。

 

而自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,今年内就会正式量产DDR5内存,实际上他们去年其实就已经有过DDR5样品了,量产只是水到渠成的。

 

DDR5内存目前最大的问题还是平台支持,AMD今年的Zen3处理器不会变,平台技术升级至少要到5nm Zen4架构,估计要到2022年了。

 

Intel这边也没太好消息,桌面级CPU到12代酷睿Alder Lake架构是会大改,不过有关DDR5内存的支持还是个谜,目前的信息并不乐观,支持的可能性不大。

 

对DDR5内存来说,首发的市场也不是消费级平台,而是服务器平台,AMD、Intel两家在服务器版处理器上支持DDR5应该会更积极,2021年DDR5内存的出货量就会有明显增长,预计2022年的份额就会超越DDR4成为主流。

 

伴随新的内存,DDR4内存也在最近价格持续跳水,现在的Q3季度本来是电子产品的旺季,按理说价格会水涨船高,但是今年的情况不同了,疫情严重影响了全球经济,内存现在面临着高库存的风险,而智能手机市场的需求也暴跌了一波,数据中心市场虽然上涨了,但是依然弥补不了这个大坑,下跌的压力依然存在。

 

04

普通消费者怎么选择


从发展规律来看,新一代的DDR内存往往是先应用于对宽带有强烈需求的专业服务器领域,比如云服务器、边缘计算等等,由于系统内存带宽跟不上服务器CPU核心数量的增长,服务器因此需要更大的内存带宽。而消费级别的芯片组和CPU产品迭代对DDR5内存的支持又大概需要一年左右的时间。根据今年Intel的Roadmap显示,预计在2021年的服务器处理器上升级LGA4677插槽,将会支持PCIe 5.0以及DDR5标准。

 

综上所述,也许厂家会根据市场反应和技术发展情况调整DDR5内存上市时间,根据以往的规律,Intel平台会首先支持DDR5而AMD平台用户要想用到DDR5内存则还要再等待1-2年的时间。

 

事实上,对DDR5内存来说,平台的支持才是最大的问题,目前还没有正式支持DDR5内存的平台,AMD预计会在2021年的Zen4处理器上更换插槽,支持DDR5内存,而Intel这边14nm及10nm处理器都没有明确过DDR5内存支持,官方路线图显示2021年的7nm工艺SapphireRapids处理器才会上DDR5,而且是首发服务器产品,消费级的估计还要再等等。

 

而对于普通消费者来说,Sapphire Rapids距离我们实在是太过遥远,因此消费级的Alder Lake或者说12代酷睿处理器更值得关注,前期的消息称,英特尔的12代酷睿处理器也将采用DDR5内存,或者增加对于PCIe 5.0的支持。而具体的时间很有可能就是2022年。

 

和服务器领域不同的是,消费级平台对内存升级的需求没有这么迫切,日常使用场景DDR3和DDR4之间也感觉不出来差距。但就像《绝地求生》等一众依靠高频内存的游戏带动了DDR4内存的消费和普及一样,DDR5内存的大宽带、高频率和其他高级特性也肯定会有它的用武之地。不过DDR5内存的性能还是随着软硬件共同发展、逐渐磨合才能释放出来的,前期和DDR4内存拉不出太大差距。

 

DDR5内存的始发价格不会太亲民,毕竟更大、更快,也必然更贵。同时考虑到前期DDR5对比DDR4没有明显优势,所以DDR5内存上市初期建议小伙伴不要着急着上DDR5(便宜的DDR4它不香吗?),等到DDR5内存成本降低、制程升级,频率进一步提高,对比DDR4有明显优势时就是升级DDR5内存的时机了。当然手头宽裕的小伙伴可以先尝尝鲜。

 

05

DDR5总线仿真至关重要 


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演讲嘉宾

Stephen Slater

是德科技 高速数字仿真产品经理

 

直播时间:

2020年8月13日

直播日程:


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【参考资料】

1、《运行速度远超DDR4的DDR5技术到底有什么新特性?》

2、《电脑DDR5内存即将开始量产!DDR4内存史低价重现》

3、《韩厂DDR5年底量产,平台能支持才是最大问题》

4、《DDR5内存拟定今年底开始量产 2022年成为主流!》

5、《更大、更快,更...的DDR5要来了!》

6、《DDR5内存条比DDR4内存条厉害在哪里?》




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