DDR5 (або DDR5 SDRAM) є п’ятим поколінням оперативної пам’яті. Роботу над розробкою цього стандарту пам’яті у 2017 році почав JEDEC (Об’єднаний комітет з питань розробки електронних пристроїв) за участі провідних розробників напівпровідникової пам’яті та чипсетів, серед яких є і компанія Kingston; новий функціонал DDR5 призначений забезпечувати вищу продуктивність при меншому енергоспоживанні та більшій цілісності даних. Пам’ять стандарту DDR5 було представлено у 2021 році.
Швидкість DDR5 становить 4800 МТ/с{{Footnote.A65242}}, тоді як максимальна швидкість DDR4 — 3200 МТ/с. Це означає збільшення пропускної здатності на 50%. В процесі випуску нових обчислювальних платформ заплановано збільшення стандартних швидкостей DDR5 до 8800 МТ/с і вище.
За напруги 1,1 В модуль пам’яті DDR5 споживає на 20% менше електроенергії, аніж еквівалентні компоненти DDR4 за напруги 1,2 В. Це не тільки економить ресурс акумулятора ноутбука, але також є значною перевагою для працюючих цілодобово індустріальних серверів.
Модулі DDR5 оснащені вбудованими інтегральними схемами керування живленням (PMIC), що регулюють споживання живлення різними компонентами модуля (DRAM, регістр, SPD-хаб тощо). На модулях серверного класу схема PMIC використовує напругу 12 В, а для модулів класу ПК — 5 В. Порівняно із попередніми поколіннями це забезпечує кращий розподіл живлення та цілісність сигналу, а також зменшує рівень шуму.
DDR5 використовує новий пристрій, що інтегрує SPD-мікросхему EEPROM із додатковими функціями хаба, контролюючи доступ до зовнішнього контролера та розділяючи навантаження пам’яті на внутрішній шині від зовнішньої.
Модуль DDR5 розділений на два окремих 32-бітних адресних підканали, щоби підвищити продуктивність і зменшити затримки під час доступу контролера пам’яті до даних. Ширина шини даних модуля DDR5 все ще становить 64 біти, однак розділення її на два 32-бітні адресні канали підвищує загальний рівень продуктивності. Для пам’яті серверного класу (RDIMMs) на кожний підканал додано 8 біт для підтримки ECC, при цьому загальна кількість бітів на підканал становить 40, а на планку — 80. Дворенкові модулі мають чотири 32-бітних підканали.
Виріз в центрі модуля діє за принципом ключа, що має співпадати із виступами слота стандарту DDR5 — це зроблено для того, щоби унеможливити встановлення DDR4, DDR3 або інших несумісних типів модулів. На відміну від DDR4, в DDR5 ключі відрізняються залежно від типу модуля: UDIMM і RDIMM.
Вбудована технологія ECC (код виправлення помилок) — це нова функція, призначення якої полягає у виправленні помилок бітів, які виникають всередині чипа DRAM. У міру зростання щільності чипів DRAM через зменшення літографії зростає ризик псування даних. Вбудована технологія ECC мінімізує цей ризик шляхом виправлення помилок на самому чипі, що підвищує надійність і зменшує кількість дефектів. Ця технологія не може виправити помилки поза чипом або ті, що виникають на шині між модулем і контролером пам’яті, що знаходиться в процесорі. Процесори з ECC-підтримкою для серверів та робочих станцій мають кодування, що моментально виправляє як одиночні, так і множинні помилки. Для виправлення помилок мають бути доступні додаткові біти DRAM, наявні на таких ECC-модулях, як ЕСС небуферизована, регістрова пам’ять
DDR5 RDIMM серверного класу також оснащені температурними датчиками, що здійснюють моніторинг температурних показників по всій довжині DIMM. Це забезпечує більш точний контроль над охолодженням системи на відміну від DDR4.
DDR5 подвоює кількість банків з 16 до 32. Це дає змогу одночасно відкривати більше сторінок, підвищуючи ефективність роботи. Максимальна довжина пакету даних також зросла вдвічі порівняно із DDR4 — з 8 до 16. Це підвищує ефективність роботи шини, при цьому обсяг даних на шині збільшився вдвічі, а кількість операцій читання/запису для доступу до тієї самої строки кешованих даних відповідно зменшується.
В DDR5 реалізовано нову команду, яка називається SAME-BANK Refresh — вона дозволяє оновлювати не всі банки одразу, а лише один банк у групі. Порівняно із DDR4 ця команда дозволяє DDR5 додатково підвищити продуктивність і ефективність.
В DDR5 реалізовано функцію DFE («Еквалізація за зворотним зв’язком по рішеннях», Decision Feedback Equalization), яка забезпечує стабільність, цілісність та надійність сигналу в модулі, що є необхідним для забезпечення високої пропускної здатності.
Хоча самі модулі пам’яті виглядають подібно до DDR4, існують суттєві відмінності, що роблять їх несумісними із старими системами. Положення ключа в центрі попереджає встановлення несумісних типів модулів.
Модулі пам’яті Kingston протестовані та схвалені провідними виробниками системних плат, тому ви можете впевнено використовувати їх, створюючи власну конфігурацію або модернізуючи систему на бажаній системній платі.
| Швидкість передачі даних (швидкість у МТ/с){{Footnote.A65242}} | 3600, 4000, 4400, 4800, 5200, 5600, 6000, 6400, 6800, 7200, 7600, 8000, 8400, 8800 |
| Щільність кристалів DRAM (Гбіт) | 8, 16, 24, 32, 48 та 64 Гб |
| Тип пакування та кількість контактів (x4, x8 / x16) | BGA, 3DS TSV (78, 82 / 102) |
| Інтерфейс | |
|---|---|
| Напруга живлення(VDD / VDDQ / VPP) | 1,1 / 1,1 / 1,8 В |
| Внутрішня напруга VREF | VREFDQ, VREFCA, VREFCS |
| Команда/адреса | POD (Pseudo Open Drain) |
| Еквалізація | DFE (динамічна еквалізація за зворотним зв’язком) |
| Довжина пакету даних | BL16 / BC8 / BL32 (необов’язково) |
| Архітектура ядра | |
| Кількість банків | 32 банки (8 груп банків) 8 груп x 4 банки (16-64 Гб x4/x8) 8 груп x 2 банки (8 Гб x4/x8) 16 банків (4 групи банків) 4 групи x 4 банки (16-64 Гб x16) 4 групи x 2 банки (8 Гб x16) |
| Розмір сторінки (x4 / x8 / x16) | 1 / 1 / 2 кб |
| Попередня вибірка | 16n |
| DCA (Коригування робочого циклу) | DQS та DQ |
| Внутрішній моніторинг затримки DQS | Генератор інтервалів DQS |
| ODECC (вбудована ECC) | 128 + 8 біт SEC, перевірка та усунення помилок |
| CRC (Циклічний контроль надлишковості) | Читання/запис |
| ODT (термінування на чипі) | Шина DQ, DQS, DM, CA |
| MIR («дзеркальний» контакт) | Так |
| Інверсія шини | Інверсія команд/адрес (CAI) |
| Тренування CA, тренування CS | Тренування CA, тренування CS |
| Режими тренування вирівнювання запису | Покращений рівень |
| Шаблони тренування читання | Виділені MR для заданих користувачем послідовних, тактових або LFSR -згенерованих шаблонів тренування |
| Регістри режиму | До 256 x 8 біт |
| Команди попереднього заряджання | Всі банки, один банк, той самий банк |
| Команди оновлення | Всі банки, той самий банк |
| Режим «зворотня петля» | Так |
Компанія Kingston та провідні виробники материнських плат представляють продуктивність DDR5.
Що таке RAM-диск і як він підвищує продуктивність ПК?
Дізнайтеся більше про «небінарну» пам’ять, отримавши відповіді на найпоширеніші питання.
МТ/с є точною одиницею передачі даних в пам’яті DDR SDRAM, яка відбувається як на висхідному, так і на низхідному фронту тактового циклу, на відміну від МГц.
