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#IT之家#DDR5内存规范正式发布：最高速度达6.4GbpsIT之家2020-07-15 11:29:490阅

作为计算机内存发展的重要里程碑 ， 今天 ， JEDEC固态技术协会发布了下一个主流内存标准DDR5 SDRAM的最终规范 。 DDR5是DDR标准的最新迭代 ， DDR5再次扩展了DDR内存的功能 ， 将峰值内存速度提高了一倍 ， 同时也大大增加了内存容量 。 基于新标准的硬件预计将于2021年推出 ， 先从服务器层面开始采用 ， 之后再逐步推广到消费者PC和其他设备 。
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图1/7外媒anandtech报道 ， 和之前的每一次DDR迭代一样 ， DDR5的主要关注点再次放在提高内存密度以及速度上 。 JEDEC希望将这两方面都提高一倍 ， 最高内存速度将达到6.4Gbps ， 而单条LRDIMM的容量最终将能够达到2TB ， 最大UDIMM容量为128 GB 。 同时 ， 还有一些较小的变化 ， 以支持这些目标或简化生态系统的某些方面 ， 如on-DIMM电压调节器以及on-die ECC 。
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图2/7【#IT之家#DDR5内存规范正式发布：最高速度达6.4GbpsIT之家2020-07-15 11:29:490阅】更大：更密集的内存和芯片堆叠
首先是容量和密度 ， 因为这是与DDR4相比最直接的标准变化 。 IT之家了解到 ， DDR5将允许单个内存芯片的密度达到64Gbit ， 比DDR4的16Gbit密度最大值高出4倍 。 再加上Die堆叠 ， 最多允许8个Die堆叠为一个芯片 ， 那么40个元件的LRDIMM可以达到2TB的有效内存容量 。 或者对于更简陋的无缓冲DIMM来说 ， 这将意味着最终会看到DIMM容量达到128GB的典型双列配置 。
当然 ， 当芯片制造赶上规格所能允许的范围时 ， DDR5规格的峰值容量将用在标准生命周期的后期 ， 首先 ， 内存制造商将使用当今可达到的密度8Gbit和16Gbit芯片来构建DIMM 。 因此 ， 虽然DDR5的速度提升相当直接 ， 但随着制造密度的提高 ， 容量的提升将更加缓慢 。
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图3/7更快：一个DIMM ， 两个通道
DDR5再次提高了内存带宽 。 每个人都希望获得更高的性能（尤其是在DIMM容量不断增长的情况下） ， 这也是这次DDR5提升的重点 。
对于DDR5来说 ， JEDEC希望比通常的DDR内存规范更积极地开始工作 。 通常情况下 ， 新的标准是从上一个标准的起点开始的 ， 例如DDR3到DDR4的过渡 ， DDR3正式停止在1.6Gbps ， DDR4从那里开始 。 然而对于DDR5来说 ， JEDEC的目标要高得多 ， 预计将以4.8Gbps的速度推出 ， 比DDR4 官方3.2Gbps最高速度快了50%左右 。 而在之后的几年里 ， 当前版本的规范允许数据速率达到6.4Gbps ， 比DDR4的官方峰值快了一倍 。
这些速度目标的基础是DIMM和内存总线的变化 ， 以便在每个时钟周期内提供和传输更多数据 。 对于DRAM速度来说 ， 最大的挑战来自于DRAM核心时钟速率缺乏进步 。 专用逻辑仍然在变快 ， 内存总线仍然在变快 ， 但支撑现代内存的基于电容和晶体管的DRAM时钟速度还不能超过几百兆赫 。 因此 ， 为了从DRAM Die中获得更多的收益--维持内存本身越来越快的假象 ， 并满足实际速度更快的内存总线--已经需要越来越多的并行性 。 而DDR5则再次提升了这一要求 。
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图4/7这里最大的变化是 ， 与LPDDR4和GDDR6等其他标准情况类似 ， 单个DIMM被分解为2个通道 。 DDR5将不是每个DIMM提供一个64位数据通道 ， 而是每个DIMM提供两个独立的32位数据通道（如果考虑ECC因素 ， 则为40位） 。 同时 ， 每个通道的突发长度从8个字节（BL8）翻倍到16个字节（BL16） ， 这意味着每个通道每次操作将提供64个字节 。 那么 ， 与DDR4 DIMM相比 ， DDR5 DIMM以两倍的额定内存速度（核心速度相同）运行 ， 将在DDR4 DIMM提供的操作时间内提供两个64字节的操作 ， 使有效带宽增加一倍 。
总的来说 ， 64字节仍然是内存操作的神奇数字 ， 因为这是一个标准缓存线的大小 。 如果在DDR4内存上采用更大的突发长度 ， 则会导致128字节的操作 ， 这对于单条高速缓存线来说太大 ， 如果内存控制器不想要两条线的连续数据 ， 充其量也会导致效率/利用率的损失 。 相比之下 ， 由于DDR5的两个通道是独立的 ， 一个内存控制器可以从不同的位置请求64个字节 ， 这使得它更符合处理器的实际工作方式 ， 并避免利用率的损失 。
对标准PC台式机的净影响是 ， 取代了DDR4系统模式 ， 即2个DIMM填满2个通道进行2x64bit设置 ， 而DDR5系统的功能将是4x32bit设置 。
这种结构上的变化在其他地方有一些连锁效应 ， 特别是要最大限度地提高这些小通道的使用率 。 DDR5引入了更细粒度的Bank存储体刷新功能 ， 这将允许一些k存储体在其他使用时进行刷新 。 这就能更快地完成必要的刷新（电容补给）、控制延迟、并使未使用的存储库更快可用 。 存储体组的最大数量也从4个增加到8个 ， 这将有助于减轻顺序内存访问的性能折扣 。
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