Radna memorija - DDR5 – četverostruko veći i brži

Sredinom prošle godine finaliziran je standard DDR5, a već je u listopadu SK Hynix lansirao i svoje prve DDR5 čipove. Novu generaciju memorije prvi bi u kombinaciji sa svojim hibridnim procesorima Alder Lake krajem godine trebao početi koristiti Intel

Denis Arunović petak, 29. siječnja 2021. u 00:00
DDR memorije – usporedba specifikacija
  DDR5 DDR4 DDR3
Maksimalni kapacitet po čipu 64 Gb 16 Gb 4 Gb
Maksimalni kapacitet modula 128 GB 32 GB 8 GB
Maksimalna brzina 6,4 Gb/s 3,2 Gb/s 1,6 Gb/s
Kanala po modulu 2 1 1
Ukupna širina sučelja (ne-ECC) 64-bit (2×32 bit) 64-bit 64-bit
Burst Length 16 bitova 8 bitova 8 bitova
Napon (Vdd) 1,1 V 1,2 V 1,5 V
Napon (Vddq) 1,1 V 1,2 V 1,5 V

Kao što vjerojatno znate, memorijski standard DDR4 već je vrlo dugo s nama. Točnije, prvi ga je usvojio Intel na procesorima Core 6. generacije, razvijenim pod kodnim imenom Skylake. Ti su procesori plasirani na tržište prije gotovo sedam godina pa je migracija na novi memorijski standard DDR5 zapravo već dugo očekivana. JEDEC, organizacija koja se brine za standardizaciju računalne memorije, inicijalno je trebala finalizirati novi standard 2018. godine, no razvoj se odužio, tako da je posao dovršen tek dvije godine kasnije. Ipak, čini se da će prelazak na novi standard biti mnogo brži nego što je to bio slučaj s memorijom DDR4.

Kao i uvijek dosad, cilj s novom generacijom DDR memorije povećati je performanse i kapacitet. U JEDEC-ovoj specifikaciji definirana je vršna brzina od 6,4 gigabita po sekundi, uz maksimalni kapacitet od 2 TB po modulu, kad je riječ o LRDIMM modulima namijenjenim serverima. Kapacitet običnih modula za PC značajno je manji – 128 GB, no to je i dalje četiri puta više u odnosu na najveće obične module temeljene na DDR4 čipovima. Početna brzina novih DDR5 modula bit će efektivno 4.800 MHz, a maksimalna 6.400 MHz, dok, primjerice, ADATA najavljuje da će za lansiranje procesora Alder Lake biti spremna 8.400-megahercna DDR5 memorija. Dakle, ugrubo se u startu očekuje udvostručenje performansi u odnosu na standardnu ponudu DDR4 memorije.

Izmjene topologije

Jedna od najvećih promjena koju DDR5 donosi je način kako je vidi sustav. Svaki je modul dosad imao jedan 64-bitni kanal za pristup, dok kod DDR5 memorije po svakom modulu imamo dva 32-bitna kanala. Dodatna prednost je to što je burst length nakon vrlo dugo vremena udvostručen – DDR4 i DDR3 imali su 8, a DDR5 ima 16. Ta vrijednost označava broj bitova kojima se pristupa prilikom jedne operacije čitanja ili pisanja. Razdvajanje pristupa u dva odvojena 32-bitna kanala omogućuje postizanje boljih latencija i općenito djelotvorniji pristup podacima.

Zbog visoke gustoće podataka DDR5 donosi integrirani, on-die ECC, što osigurava očuvanje jednakog ili boljeg integriteta podataka u odnosu na obični DDR4. Ipak, postojat će, naravno, i ECC DDR5 moduli, gdje će dodatnu razinu ECC zaštite osiguravati memorijski kontroler
Zbog visoke gustoće podataka DDR5 donosi integrirani, on-die ECC, što osigurava očuvanje jednakog ili boljeg integriteta podataka u odnosu na obični DDR4. Ipak, postojat će, naravno, i ECC DDR5 moduli, gdje će dodatnu razinu ECC zaštite osiguravati memorijski kontroler

Sklop za regulaciju napona memorije kod novih se modula seli s matične ploče na sâm modul, što omogućuje memoriji da sama regulira napon. To je dobro jer omogućuje proizvođačima memorije da sami reguliraju napajanje modula, a za što se inače morala pobrinuti matična ploča. S druge strane, to znači da će moduli poskupiti zbog više razine kompleksnosti.

ADATA je najavila da će za procesore Alder Lake imati spremne DDR5 8400 module visokih performansi, a temeljene vjerojatno na SK hynixovim čipovima
ADATA je najavila da će za procesore Alder Lake imati spremne DDR5 8400 module visokih performansi, a temeljene vjerojatno na SK hynixovim čipovima

Viša gustoća memorijskih čipova razlog je zašto DDR5 memorijski čipovi imaju integrirani ECC. Drugim riječima, prilikom svake operacije pisanja u čip, generira se i ECC kôd za upisane podatke (16 bitova, s obzirom na to da je BL 16). Prilikom čitanja podataka kontroler pročita i ECC kôd, te ponovno izračuna ECC za pročitane podatke. Ako su dvije vrijednosti iste, podaci se odmah koriste, a u suprotnom, problem se ispravlja, pod uvjetom da je pogrešan sam jedan od pročitanih bitova. Implementacija ECC zaštite nužna je zbog visoke gustoće podataka na čipu, no treba naglasiti da takav on-die ECC i dalje ne može zamijeniti klasični side-band ECC, kod kojeg se kontroler u procesoru brine za generiranje ECC potpisa prilikom pisanja u memoriju, zato što su tako obuhvaćene i potencijalne greške koje se događaju izvan modula. SK Hynix očekuje da će DDR5 ove godine zauzeti 10% prodaje, a sljedeće već 40%.

Bug 339 veljača 2021.

PC hardver u 2021.