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DDR5想要成为市场的主流还要多久?

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2022-04-14
性能、容量和功耗上大幅度提升的DDR5想要成为市场的主流还要多久?自1946年以来,范纽曼型架构以“储存程式”的电脑设计理念,奠定了电脑科学软体与硬体分离的基础。在范纽曼型架构中,运算与储存可谓是电脑发展的核心驱动。直到如今,记忆体仍然在电脑中扮演着非常重要的角色。 
随着巨量资料爆发式增长,对算力的要求日益提高,记忆体也随之朝向更高容量、更快速度、更低能耗、更小尺寸等方向不断发展。为满足日趋复杂多元的市场需求,业界始终在寻求DDR记忆体性能、容量与功耗等方面的平衡。从DDR到DDR5,DDR记忆体标准及规格发生了“翻天覆地”的变化,工作电压逐渐降低,晶片容量和资料速率不断提升,记忆体频宽也得到大幅度的提升。 

DDR记忆体持续推陈出新 
纵观DDR记忆体演进过程,其反覆运算升级与处理器的性能提升息息相关。发展初期,处理器算力和资料量还不算很大,记忆体直接以DIP晶片形式存在。随后,处理器对记忆体容量的需求不断增大,记忆体进入SIMM时代。从30pin到72pin的反覆运算过程中,单个记忆体频宽从8位元增加到32位元,记忆体容量也从256KB增长至512KB甚至更大。 
随着处理器算力和性能不断提高,对记忆体的容量和性能也提出了更高的要求,DIMM记忆体应运而生。DIMM标准SDR SDRAM频宽提高至64位元,与处理器汇流排频宽一致,大幅降低了系统成本。而后,Intel与Rambus联合推出Rambus DRAM,但由于成本高昂、频率高、效率低等问题尚未全面普及开来。 
最终成功走进市场的是DDR SDRAM,即双倍数据率同步动态随机存取记忆体。与SDR SDRAM相比,DDR SDRAM在时钟周期内,遇正缘与负缘都将触发讯号传输,功耗并未增加,但资料传输速率却提升了一倍。同时,为了平衡记忆体控制器相容性与性能,定址和控制讯号仅遇正缘传输。 
对于最新的DDR5标准,与DDR4相比,DDR5在性能、容量和功耗上都有着大幅度提升。可以直观地看到,DDR4资料传输速率最大能达到3.2Gbps,而在全新的DDR5标准下,首次便以4.8Gbps为基准,最高资料传输速率能够达到8.4Gbps,比DDR4资料速率提升了50%以上。从记忆体电压来看,DDR5记忆体电压也从DDR4的1.2V降低至1.1V,讯号源则更新为PODL讯号。 
在通道架构方面,DDR5每个DIMM上有两个通道,且每DIMM提供两个独立的40位元资料通道(包含8位元ECC),快取记忆体行仍为64位元组。虽然记忆体接脚数量并没有改变,仍然是288个,但单个接脚定义不同,因而并不能向下相容。因此,记忆体运行延时降低,记忆体效率得到大幅提升。此外,DDR5 SDP提升至64GB,DIMMs容量也提升至256GB。透过全新的堆叠技术,DDR5做到了16个DRAM堆叠。

 
DDR5记忆体结构(图片来源:Rambus) ▲ DDR5记忆体结构(图片来源:Rambus) 

走进DDR5记忆体时代 
在JEDEC固态技术协会于2017年宣布DDR5记忆体标准的发布计划之后,三星、美光、SK海力士等诸多龙头厂商纷纷开始押注DDR5记忆体,企图以反覆运算速度争夺市场发言权。然而,直至2020年7月,DDR5记忆体标准才正式发布,这比JEDEC预计的时间要晚了整整两年,但记忆体频率起步4800MHz,比预想中要高得多。 
对于DDR5记忆体标准,JEDEC固态技术协会将其视为具有革命意义的记忆体架构。随着资料中心、边缘运算等迅速发展,对于低延迟、低功耗、大频宽和高速率的需求进一步提高。据Yole预测,2022年开始,DDR5记忆体市场将从伺服器市场切入,不断扩展至手机、笔记型电脑和PC等主流市场。预计至2023年,DDR5将广泛应用于这些领域,出货量也将持续提高,并逐步完成从DDR4到DDR5的应用过渡。 
在晶片供应商和模组厂商不断加大DDR5记忆体布局的趋势下,Intel、AMD等厂商也陆续推出支援DDR5记忆体的产品及平台。前段时间,Tom's Hardware消息指出,三星和SK海力士已经有计划停止DDR3记忆体的生产。这也意味着,DDR3记忆体即将退场,而DDR5记忆体将进入放量增长的黄金发展期,生态系统也将进一步完善。 
DDR5记忆体的真正普及需要两到三年时间,而据市场调研机构Omdia预测,在整个DRAM市场中,2022年DDR5记忆体市场占有率将达到10%,而在2024年,这一占有将进一步提升至43%。