IT ExpertМир технологийНаука и техника

DDR5: пора задуматься о памяти

Игорь Новиков | 01.06.2020

DDR5: пора задуматься о памяти

Пандемия коронавируса стала серьезным испытанием для компаний, заставив сменить привычный офисный режим на дистанционный, оценить совместимость используемого оборудования для работы с корпоративными и облачными приложениями через системы дистанционного управления и рассмотреть возможности внедрения новых инструментов групповой работы.

В связи с этим многие пользователи сетуют в соцсетях на возникшие трудности и планируют обновить свой парк. Но выбирая наиболее подходящую конфигурацию, они чаще всего обращают внимание на бренд, процессор, системную и графическую платы, а тему памяти оставляют за бортом. Однако все более широкое применение систем ИИ, работа с большими массивами данных и прочие особенности ставят этот вопрос в число наиважнейших.

Рынок ИТ сегодня стоит на пороге внедрения памяти нового типа – DDR5. Как она появилась, с какими новыми возможностями связана и какую выгоду можно ожидать после перехода на ее применение мы и расскажем.

img

Современные модели памяти компании SK Hynix (источник: Techspot)

DDR5: история создания

Новое, пятое поколение оперативной памяти относится к типу синхронной динамической памяти с произвольным доступом или SDRAM. Само название – DDR5 (Double-Data-Rate 5) – носит скорее рекламный характер, обещая типовой набор: двукратный рост производительности по сравнению с предыдущим стандартом DDR4 SDRAM наряду со снижением энергопотребления.

Инициатором нового стандарта выступила компания Intel. К разработке спецификации DDR5 SDRAM подключился JEDEC (комитет инженерной стандартизации при промышленной ассоциации EIA), который должен был выпустить проект в 2016 году, а получить коммерческую доступность к 2020 году. Однако процесс затормозился, и доступ открылся только в июне 2017 года. И уже в сентябре появился первый прототип DDR5, выпущенный компанией Rambus, а в конце года – первые прототипы от Micron.

img

Блок-схема архитектуры памяти DDR5 (источник: Techspot)

DDR5: технические возможности

Хотя по состоянию на первый квартал 2020 года официальная версия спецификации DDR5 так и не опубликована, производители памяти и разработчики SOC-систем решили не ждать и уже вовсю готовят свои новинки под DDR5, опираясь на предварительную спецификацию.

img

Эволюция модулей памяти

Тип – Год выпуска – Пропускная способность – Число контактов на чипе – Рабочее напряжение (В) – Размер буфера предвыборки (Prefetch)

Как и для DDR4, базовой выбрана частота 3200 МГц. Согласно оценкам, новые чипы способны повысить пропускную способность в 1,36 раза по сравнению с четвертой моделью, а предельная скорость передачи данных может достигать 6400 млн транзакций в секунду (МТ/c). В настоящее время на базе готовящихся к серийному выпуску модулей уже достигнута производительность 4800 МТ/c (в 1,87 раза выше, чем у DDR4-3200).

Свой вклад в рост производительности вносит также технология использования внутренней шины данных, позволяющая ускорить подготовку данных, отдаваемых модулем памяти. Ее характеристики отражаются через параметр “Prefetch”: он указывает кратность размера буфера предварительной выборки по отношению к внешней шине данных, через которую происодит непосредственная передача. В DDR5 вводится режим префетча ‘16n’ в дополнение к реализованному в DDR4 ‘8n’. Это указывает, что внутренняя шина данных в DDR5 в 8 или 16 раз шире внешней, что существенно повышает пропускную способность.

Росту пропускной способности DDR5 способствует использование особой структуры хранения данных, состоящей из 32 банков, распределенной по 8 группам (в DDR4 используется 16 банков по 4 группы). Длина пакета также удвоена – с 8 до 16. Благодаря этим изменениям DDR5 будет поддерживать значительно более высокую емкость.

Следует отметить и снижение напряжения питания чипов до 1,1 В, а благодаря переносу контроллера питания на модуль достигнуто снижение энергопотребления по сравнению с DDR4.

Диапазон рабочих частот раздвинут до 3200–8400 МГц (в DDR4 1600–3200 МГц), что предоставляет производителям больше возможностей для расширения продуктовых линеек в рамках одной спецификации, которую они смогут реализовать в ближайшие годы. Возможно, поэтому они так торопятся войти первыми в число поставщиков новых модулей памяти на рынок. Например, компания SK Hynix уже показала амбициозность своих планов, объявив, что ее самая медленная модель DDR5 будет работать на частоте 3200 МГц, а самая быстрая – до 8400 МГц. В то же время SK Hynix планирует сделать основной для заказчиков возможность работы на частоте 4800 МГц. На более низких частотах новая память будет работать только в режимах, связанных с экономией энергии в критически важных приложениях.

img

Сравнительная оценка памяти DDR4 и DDR5 по эффективности энергозатрат (power consumption), скорости (speed) и надежности (reliability) передачи данных, общей производительности (performance)

DDR5: планы массового внедрения

Согласно прогнозу IDC, спрос на DDR5 появится уже в текущем году, а в 2021-м ее продажи могут достигнуть уже четверти рынка. Богатые возможности, заложенные в проект DDR5, стали основанием для многих производителей уже в 2018 году объявить о планах по выпуску новых моделей памяти.

img

История и планы выпуска различных типов памяти основными мировыми производителями (по данным на 2018 год)

Несмотря на задержку с подготовкой официальной спецификации DDR5, конкурентная гонка уже началась. Заглядывая вперед, можно утверждать, что независимо от того, какой вендор получит приоритет, пользователи могут рассчитывать на реальный рост производительности своих систем за счет увеличения пропускной способности памяти до 50% и выше по сравнению с нынешним топовым уровнем, а также практически двукратный рост плотности размещения памяти.

Сегодня в качестве будущего стандарта для настольных рабочих станций все чаще называют объем оперативной памяти до 1 Тбайта. На первых порах переход к такой конфигурации будет ограничен вследствие его повышенной стоимости и еще не подготовленной со стороны применяемых приложений целесообразности. Однако многие эксперты уверены: переход на новый уровень ОЗУ по умолчанию – это вопрос недалекого будущего.

img

Рынок памяти DRAM, 2013–2022 гг. (источник: Cadence)

Если рассматривать с технической точки зрения, то, согласно ожиданиям компании Cadence, признанного эксперта рынка памяти, выпуск чипов DDR5 начнется с микросхем емкостью 16 Гбит, затем производители поэтапно перейдут на модули до 24 и 32 Гбит. А скорость передачи данных сначала составит 4800 MT/c, через 12–18 месяцев после запуска DDR4-4800 поднимется до 5200 МТ/с, а еще через 12–18 месяцев достигнет 5600 МТ/с.

Так, по оценкам SK Hynix к 2021 году на долю DDR5 будет приходиться 25% мирового рынка памяти, а к 2022 году – уже 44%.

Оперативная память DDR

Журнал: Журнал IT-Expert [№ 05/2020], Подписка на журналы


Поделиться:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Также по теме

Другие материалы рубрики

Мысли вслух

Можно ли, поняв, что половина информации не доходит до серого вещества, отсеиваемая «вратами сортировки», что-нибудь с этим сделать?
Уже довольно многие согласны с тем, что в крупных организациях необходимо создавать т. н. «службы заказчика», предоставляющие аутсорсинг ИТ-услуг.
На первой встрече по первому проекту, на котором я выступала в роли аналитика, я молчала, хмурила брови и писала что-то в блокнот. В общем-то, я и сейчас на встречах с бизнесом хмурю брови и пишу в блокнот. Но только раньше я это делала от неопытности, а теперь от неожиданности.

Компании сообщают

Мероприятия

23.06.2020 — 02.07.2020
Теория & Практика миграции на PostgreSQL

Москва, онлайн

29.06.2020 — 02.07.2020
Конференция для опытных Java-разработчиков JPoint 2020

Санкт-Петербург, Online

29.06.2020 — 02.07.2020
Конференция C++ Russia 2020 Moscow

Санкт-Петербург, Online

06.07.2020 — 09.07.2020
DevOps-конференция DevOops 2020 Moscow

Санкт-Петербург, Online