日本电子维修技术 内存DDR5 SDRAM更多技术细节和Micron开始试样RDIMM




下一代主存开发最活跃的选手当属Micron, 在CES 2020上美光宣布开始试样1z nm制程的RDIMM

官网上有一份新的白皮书具体详细解释了更多技术细节, 结合之前这篇简要前瞻的阅读可以对DDR5 SDRAM有更深入的了解

A. Performance性能方面

1. 最大BG(Bank Groups)

从4个增加到8个, 每个Group下最大Banks数依然为4个, 因此最大总Banks数从4*4=16个增加到8*4=32个

在一个特定BG内的Bank间延迟要比BG之间Interleaved的高, 前者有长时序tCCD_L, tWTR_L, tRRD_L, 后者包含短时序tCCD_S, tWTR_S, tRRD_S

tCCD_L数字会接近tCCD_S的一倍, 显然增加BG后短时序访问的几率增大



2. BL(Data Burst Length)突发长度

从BL8增长到BL16, 提升CMD/ADD和Data Bus效率, 同时减少了64B Cache Line访问所需的I/O数量

这使得DDR5可以开启DIMM上双通道, 左右两边Data Bus各为独立的通道, DIMM左右对称也是强迫症们喜闻乐见的事情

含ECC的DDR4 DIMM为64bit+8bit ECC=72bit, DDR5变为左边32bit+8bit ECC, 右边32bit+8bit ECC, 总共64bit+16bit ECC=80bit



3. REFRESH Commands刷新命令

在标准命令ALL-BANK REFRESH(REFab)的基础上新增SAME-BANK REFRESH(REFsb), 此命令专门对准所有BG里面的同一个Bank

普通刷新命令(如tRFC, tREFI)必须在所有Banks处于Idle空闲状态下才能进行, REFsb只要求所有BG中的第1个Bank处于Idle(下图中红色Bank 2)

每个BG中的剩余3个Banks没有这个要求(下图中蓝色Banks), 对这些Banks的唯一延迟限制是tREFSBRD(same-bank-refresh-to-activate delay)

REFsb只能在FGR(Fine Granularity Refresh)精细粒度刷新模式下发出, 意味着每个Bank平均1.95μs收到此命令

在16Gb DDR5 SDRAM颗粒上, REFsb持续时间只有130ns, 作为对比REFab分别为3.9μs和和295ns



模拟数据显示相比REFab, 应用REFsb时带宽平均提升达6~9%, 不同读写比率稍有区别, 0%和100%随机读取时优势最大

与此同时, 应用REFsb后降低了刷新命令对平均Idle延迟的影响, 从原来的增加11.2ns降到增加5.0ns



4. Performance Improvement带宽性能提升

下图是初步测试下来的DDR5单DIMM带宽提升, 数据基于16Gb颗粒模组八通道1DPC, SR=1Rank, DR=2Ranks



刚好手里就是八通道DDR4-3200 2R 1DPC, CPU是EPYC Rome 7702 64C全核2.6G, 8根156GB/s也就是每根19.5GB/s



DDR5-3200 1R 32GB单条可以提升4.7GB/s, 单条达到24.2GB/s, 八通达到193.6GB/s, 24.2/19.5=1.24, 图中为1.28

DDR5-3200 2R 64GB单条再加1.3GB/s, 单条达到25.5GB/s, 八通达到204GB/s, 25.5/19.5=1.31, 图中为1.36

DDR5-4800 1R 32GB单条在3200基础上增加5GB/s, 单条达到30.5GB/s, 八通达到244GB/s, 30.5/19.5=1.56, 图中为1.66

DDR5-4800 2R 64GB单条再加3.6GB/s, 单条达到34.1GB/s, 八通达到272.8GB/s, 34.1/19.5=1.75, 图中为1.87

所以2021-22年DDR5-3200一上来, 相比DDR4-3200同规格容量性能直接提升30%以上, 这么大的同频提升在DDR SDRAM史上非常罕见


B. RAS可靠性, 可用性和可维护性

1. 新增On-die ECC

DDR5 SDRAM采用了SEC(Single Error Correction), 128bits数据加上8bits奇偶校验组成136bits

2. PPR(Post-Package Repair)增强

DDR4在sPPR前需要备份数条Rows, DDR5减少到1条指定Row, 备份时间降低到~2μs/每Row数据


C. Implementation Simplification简化措施

1. MPC(Multi-Purpose Command)多用途命令

越来越高的频率使得DRAM初始化和Training越来越难, 在之前版本的DDR SDRAM上, 这些功能通常都是通过单个命令或模式寄存器设置


References
https://www.tomshardware.com/news/micron-begins-sampling-ddr5-rdimms
https://www.micron.com/-/media/client/global/documents/products/white-paper/ddr5_new_features_white_paper.pdf?la=en

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原来如此,我懂了

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原来如此,我懂了

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原来如此,我没懂

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苏妈算的真是精准啊,明年zen4就可以上DDR5了

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坐等DDR5平台APU

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字我都认得~~~

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虽然看不懂,还是支持一下(悄咪咪问一下,那边写的dimm下双通道的意思是单条内存也可以跑双通道了么,那对itx来说真的是好消息啊)

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明白了,谢谢

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字我都认得~~~ 只get到 同规格同容量比DDR4  30%提升 害怕

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这么说 新平台PCIE5和DDR5一起来也是真的?

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原来如此,我懂了

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会不会有2 DIMM,4通道的APU因此而出现...

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就算有,怕也是E3 2022的事情了吧……

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所以带宽计算方式要改变了吗?

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眼睛:原来如此,我懂了
脑子:不,你没懂

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我只懂即使明年上市我也买不起,看看 2023 24年能不能搬够砖吧

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可惜酥麻不会出台高端的集显

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是不是意味着我可以捡ddr4内存的垃圾了?

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那么DDR4中BL通常为8?其他数值,如4可能出现吗?

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DDR4中BL为8,其他数值如4是否会出现?

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===是说DDR5可以单条双通道???

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DDR5真正上市也起码是明年年底甚至后年了吧?

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所以留给D4的时间还有两年吗

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眼睛:哦 我懂了!
脑子:

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