دانستنیهایی در مورد نسل جدید حافظه رم DDR5

نویسنده مطلب : سهیلا عباسی

1401/12/14

387

DDR5 نسل پنجم حافظه های رم می باشدکه توسعه آن در سال 2017 توسط سازمان استانداردهای صنعتی JEDEC شورای مهندسی دستگاههای الکترونیکی مشترک با ورود جمعی از فروشندگان پیشرو جهانی حافظه نیمه هادی و معماری از جمله کینگستون آغاز شد. DDR5 با ویژگی های جدید برای عملکرد بالاتر ، قدرت کمتر و یکپارچگی داده های قوی تر برای دهه آینده محاسبات طراحی شده است. به طور کلی DDR5 در سال 2021 معرفی شد.

شروع عملکرد با سرعت بیشتر

DDR5 با سرعت 4800MT/s* شروع به کار می کند، در حالی که DDR4 با سرعت 3200MT/s بالاتر می رود. این نشان دهنده افزایش 50 درصدی در پهنای باند است. همزمان با انتشار پلتفرم محاسباتی، DDR5 افزایش عملکرد را برنامه ریزی کرده است که به 6400MT/s می رسد.

کاهش قدرت / افزایش راندمان

در ولتاژ 1.1 ولت، 20 درصد کمتر از قطعات معادل DDR4 در ولتاژ 1.2 ولت مصرف می کند. علاوه بر حفظ عمر باتری در لپ تاپ ها، مزیت قابل توجهی نیز برای سرورهای سازمانی دارد که به صورت شبانه روزی کار می کنند.

PMIC

ماژول‌های DDR5 دارای مدارهای مجتمع مدیریت انرژی (PMIC) هستند که به تنظیم توان مورد نیاز اجزای مختلف ماژول حافظه (DRAM، رجیستر، هاب SPD و غیره) کمک می‌کند. PMIC برای ماژول های کلاس سرور، از 12 ولت استفاده می کند. برای ماژول های کلاس PC، از 5 ولت استفاده می کند. این امر باعث توزیع بهتر توان نسبت به نسل های قبلی، بهبود یکپارچگی سیگنال و کاهش نویز می شود.

هاب SPD

DDR5 از دستگاه جدیدی استفاده می‌کند که Serial Presence Detect (SPD) EEPROM را با ویژگی‌های هاب اضافی ادغام می‌کند، دسترسی به کنترل‌کننده خارجی را مدیریت می‌کند و بار حافظه روی گذرگاه داخلی را از خارجی جدا می‌کند.

دو کانال فرعی 32 بیتی

DDR5 ماژول حافظه را به دو کانال فرعی آدرس پذیر 32 بیتی مستقل تقسیم می کند تا کارایی را افزایش دهد و تأخیر دسترسی به داده ها را برای کنترلر حافظه کاهش دهد. عرض داده ماژول DDR5 هنوز 64 بیتی است. با این حال، تقسیم آن به دو کانال آدرس پذیر 32 بیتی، عملکرد کلی را افزایش می دهد. برای حافظه های کلاس سرور (RDIMM)، 8 بیت به هر، زیر کانال برای پشتیبانی از ECC برای مجموع 40 بیت در هر کانال فرعی یا 80 بیت در هر رتبه اضافه می شود. ماژول های رتبه دوگانه دارای چهار کانال فرعی 32 بیتی هستند.

کلید ماژول

بریدگی در مرکز ماژول مانند یک کلید عمل می کند و با سوکت های DDR5 هماهنگ می شود تا از نصب DDR4 و DDR3 یا سایر انواع ماژول پشتیبانی نشده جلوگیری کند. برخلاف DDR4، کلیدهای ماژول DDR5 بین انواع ماژول متفاوت است: UDIMM و RDIMM

کد تصحیح خطا

On-die ECC (کد تصحیح خطا) یک ویژگی جدید است که برای تصحیح خطاهای بیت در تراشه DRAM طراحی شده است. با افزایش چگالی تراشه های DRAM از طریق لیتوگرافی ویفر کوچک، پتانسیل نشت داده ها افزایش می یابد. On-die ECC با تصحیح خطاهای داخل تراشه، افزایش قابلیت اطمینان و کاهش نرخ نقص، این خطر را کاهش می دهد. این فناوری نمی‌تواند خطاهای خارج از تراشه یا خطاهایی را که در گذرگاه بین ماژول و کنترل‌کننده حافظه واقع در CPU رخ می‌دهد، تصحیح کند. پردازنده‌های دارای ECC برای سرورها و ایستگاه‌های کاری دارای کدنویسی هستند که می‌توانند خطاهای تک یا چند بیتی را در لحظه تصحیح کنند. بیت‌های اضافی DRAM باید در دسترس باشند تا این تصحیح انجام شود، همانطور که در انواع ماژول کلاس ECC مانند ECC بدون بافر، ثبت شده و کاهش بار مشخص می‌شود.

سنسورهای دمای اضافی

RDIMM و LRDIMM کلاس سرور، حسگرهای دما را به انتهای ماژول ها اضافه می کنند تا شرایط حرارتی را در طول DIMM نظارت کنند. این امکان کنترل دقیق‌تر خنک‌کننده سیستم را فراهم می‌کند، برخلاف کاهش عملکردی که در DDR4 برای دماهای بالا مشاهده می‌شود.

افزایش بانک ها و طول ترکیدگی

DDR5 بانک ها را از 16 به 32 دوبرابر می کند. این باعث می شود که صفحات بیشتری در یک زمان باز شوند و کارایی افزایش یابد. حداقل طول انفجار نیز دو برابر شده از 8 برای DDR4 به 16 افزایش یافته است، این کار راندمان گذرگاه داده را بهبود می‌بخشد، دو برابر داده‌های موجود در گذرگاه را فراهم می‌کند و در نتیجه تعداد خواندن/نوشتن برای دسترسی به خط داده حافظه پنهان را کاهش می‌دهد.

رفرش های بهبود یافته

DDR5 دستور جدیدی به نام SAME-BANK Refresh اضافه می‌کند که امکان تازه‌سازی فقط یک بانک را در هر گروه بانکی در مقابل همه بانک‌ها فراهم می‌کند. در مقایسه با DDR4، این دستور به DDR5 اجازه می دهد تا عملکرد و کارایی را بیشتر بهبود بخشد.

یکسان سازی بازخورد تصمیم (DFE)

DDR5 از یکسان سازی بازخورد تصمیم (DFE) برای ارائه یکپارچگی سیگنال پایدار و قابل اعتماد روی ماژول استفاده می کند که برای پهنای باند بالا لازم است.

عوامل شکل

در حالی که خود ماژول های حافظه مشابه DDR4 به نظر می رسند، تغییرات قابل توجهی وجود دارد که آنها را با سیستم های قدیمی ناسازگار می کند. محل کلید (بریدگی در مرکز) حرکت می کند تا از نصب آنها در سوکت های ناسازگار جلوگیری کند.