Kingston ValueRAM および Kingston FURY Beast ビースト DDR5 メモリモジュール
DDR5 メモリ規格:次世代 DRAM モジュール技術のご紹介

DDR5 の概要

DDR5 は、ダブルデータレートシンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリの第 5 世代(DDR5 SDRAM)です。DDR5 の開発は 2017 年から、業界標準化団体の合同電子デバイス委員会 (JEDEC) によって、Kingston など世界的な大手半導体およびチップセットアーキテクチャのベンダからの意見を反映して進められており、今後 10 年のコンピューティングに対応するため、パフォーマンス向上、省電力、データ完全性の強化などの新機能を備えています。
DDR5 は 2021 年に登場しました。

比較のために、DDR4 および DDR5 メモリモジュールの構造を示すイラスト

起動時の速度パフォーマンス向上

初登場時の DDR5 は 4800MT/s* で、DDR4 の上限は 3200MT/s ですので、帯域幅が 50% 増加しています。コンピューティングプラットフォームのリリースと合わせて、DDR5 のパフォーマンスも 6400MT/s まで増強される予定です。

消費電力削減/効率向上

1.1V の場合 DDR5 では、同等の DDR4 コンポーネントで 1.2V の場合よりも消費電力が最大 20% 削減されます。ノートパソコンでバッテリ寿命を延長する一方で、24 時間稼働のエンタプライズサーバーにも大きなメリットがあります。

PMIC

DDR5 モジュールには、オンボード電源管理用集積回路(PMIC)が搭載され、メモリモジュール(DRAM、レジスタ、SPD ハブなど)の各種コンポーネントに必要な電力の調整を支援します。サーバークラスモジュールの場合、PMIC は 12V を使用し、PC クラスモジュールの場合、PMIC は 5V を使用します。これにより、前世代より電力分配が改善され、信号品位が向上し、雑音が少なくなります。

SPD ハブ

DDR5 では、SPD(シリアル存在検出) EEPROM を追加ハブ機構と統合した新しいデバイスを活用して、外部コントローラへのアクセスを管理し、内部バスのメモリの負荷を外部から分離します。

デュアル 32 ビットサブチャネル

DDR5 では、メモリコントローラによるデータアクセスの効率向上とレイテンシ低下のため、メモリモジュールを 2 つの独立した 32 ビットのアドレッシング可能なサブチャネルに分割しています。DDR5 モジュールのデータ幅は依然として 64 ビットですが、2 つの 32 ビットのアドレッシング可能なサブチャネルに分割したことで、全体のパフォーマンスを向上させます。
サーバークラスメモリ(RDIMM)の場合、ECC のサポートのために各サブチャネルに 8 ビット追加され、サブチャネルあたり合計 40 ビット、ランクあたり 80 ビットとなっています。デュアルランクモジュール機構には 4 つの 32 ビットサブチャネルが搭載されています。

モジュールキー

モジュール中央には、DDR5 ソケットの位置に合わせた切り込みがあり、キーのような働きをして、DDR4 や DDR3 などのサポート対象外のモジュールタイプの挿入を防止します。DDR4 と異なり、DDR5 モジュールのキーは、UDIMM および RDIMM のモジュールタイプとは異なる位置にあります。

オンダイ ECC

オンダイ ECC(エラー修正コード)は、DRAM チップ中のビットエラーを修正するために設計された新機能です。ウェーハリソグラフィーの微細化によって DRAM チップの密度が増加しているため、データ流出の可能性が増加しています。オンダイ ECCでは、チップ内のエラーを修正してこのリスクを軽減することによって、信頼性を向上し欠陥率を低減しています。ただし、この技術では、チップの外のエラーや、CPU の中にあるモジュールとメモリコントローラの間のバスで発生したエラーを修正できません。
ECC に対応するサーバーやワークステーションのプロセッサは、シングルビットまたはマルチビットのエラーを実行中に修正できるコーディングを備えています。この修正を可能にするには、ECC Unbuffered(ECC アンバッファード)、Registered(レジスタード)、Load Reduced (負荷低減)などの ECC クラスモジュールタイプに搭載された追加 DRAM ビットが 利用可能でなければなりません。

追加温度センサ

サーバークラスの DDR5 RDIMM および LRDIMM には、DIMM の全長にわたって温度状況を監視するため、モジュールの両端に温度センサが追加されています。これにより、高温用 DDR4 でパフォーマンスが制限されたのとは逆に、システム冷却をさらに正確に管理できるようになります。

バンクとバースト長の増加

DDR5 ではバンクが 16 から 32 に増加しています。これにより、同時にオープンできるページ数が増加し、効率が向上します。また、最小バースト長も、DDR4 の 8 から 16 に倍増します。これにより、データバス効率が向上し、バスに 2 倍のデータを提供しますので、同じキャッシュデータ行にアクセスする読み取り/書き込みの回数が減少します。

リフレッシュの改善

DDR5 では、SAME-BANK Refresh という新しいコマンドが追加されており、バンクグループごとにバンクすべてではなく、1 つのバンクだけをリフレッシュできます。DDR4 と比較して、このコマンドによって DDR5 のパフォーマンスと効率をさらに向上することが可能です。

DFE(判定帰還型等化器)

DDR5 では DFE(判定帰還型等化器)を活用して、高帯域に必要な安定した信頼性の高い信号品位をモジュール上で提供します。

フォームファクタ

メモリモジュール自体は DDR4 に似ていますが、著しい変更があるため、レガシーシステムとの互換性がなくなっています。キーの位置(中央の切込み)が移動し、互換性のないソケットに取り付けられないようになっています。

  • DIMM: 288 ピン
  • SODIMM: 262 ピン
  • レジスタード DIMM
  • 負荷低減 DIMM
  • ECC アンバッファード DIMM
  • ECC アンバッファード SODIMM
  • 非ECC アンバッファード DIMM
  • 非ECC アンバッファード SODIMM
世界大手マザーボードメーカーから認定取得

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詳細

JEDEC 業界標準仕様

データ転送速度(MT/s 単位) 4000、4400、4800、5200、5600、6000、6400 MT/s
モノリシック DRAM 密度(Gbit) 8Gb、16Gb、24Gb、32Gb、48Gb、64Gb
パッケージタイプおよびボールアウト(x4、x8 / x16) BGA、3DS TSV(78、82 / 102)
インタフェース
電圧(VDD / VDDQ / VPP 1.1 / 1.1 / 1.8 V
内部 VREF VREFDQ、VREFCA、VREFCS
コマンド/アドレス POD(疑似オープンドレイン)
等化 DFE(判定帰還型等化器)
バースト長 BL16 / BC8 / BL32(オプション)
コアアーキテクチャ
バンク数 32 バンク(8 バンクグループ)
8 BG x 4 バンク(16~64Gb x4/x8)
8 BG x 2 バンク(8Gb x4/x8)

16 バンク(4 バンクグループ)
4 BG x 4 バンク(16~64Gb x16)
4 BG x 2 バンク(8Gb x16)
ページサイズ(x4 / x8 / x16) 1KB / 1KB / 2KB
プリフェッチ 16n
DCA(デューティサイクル調整) DQS および DQ
内部 DQS 遅延モニタリング DQS インターバルオシレータ
オンダイ ECC(ODECC) 128b+8b SEC エラーチェックおよびスクラブ
巡回冗長検査(CRC) 読み取り/書き込み速度
オンダイ終端(ODT) DQ、DQS、DM、CA バス
MIR(「ミラー」ピン) あり
バス反転 コマンド/アドレス反転(CAI)
CA トレーニング、CS トレーニング CA トレーニング、CS トレーニング
書き込み平準化トレーニングモード 改善後
読み取りトレーニングパターン ユーザー定義シリアル専用 MR、クロック、および LFSR -生成トレーニングパターン
Mode registers Up to 256 x 8 bits
PRECHARGE コマンド 全バンク、バンクごと、同一バンク
REFRESH コマンド 全バンクおよび同一バンク
ループバックモード あり
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