經(jīng)過了數(shù)年的時間，DDR5來了。全新的設計帶來了更大容量和更高帶寬的同時，也帶來了更多周邊芯片和方案的升級。熟悉內(nèi)存條的用戶會知道，有一個非常關鍵的芯片是RCD（寄存器時鐘驅動器），它起著非常關鍵的作用。Rambus于近日發(fā)布了全新的第二代RCD產(chǎn)品，這是業(yè)界首款5600 MT/s DDR5 RCD，可以為下一代數(shù)據(jù)中心DDR5 RDIMM提供關鍵支持。

DDR5的技術革新

DDR5最明顯的一個革新供電方式的改變：將PMIC從主板上移動到了內(nèi)存條上，并且將電壓從1.2V降低到了1.1V。將PMIC移動到內(nèi)存條上會帶來信號完整性的提升，0.1V的供電電壓降低也帶來更好的功耗表現(xiàn)。但另一方面，較低的工作電壓意味著較小的抗噪余量，這增加了設計和實施的復雜性。

圖片來源：Linus Tech Tips

另一個重要的改變是通道架構的更新。DDR4的DIMM架構是由64數(shù)據(jù)位和8個ECC位組成，而DDR5的DIMM采用了雙通道的方式，每個通道由32數(shù)據(jù)位和8個 ECC位組成。雖然總的數(shù)據(jù)位數(shù)沒有變化，但兩個小的獨立通道明顯可以提高內(nèi)存訪問效率。其中突發(fā)突變和突發(fā)長度也增加到了8和16，這樣一個突發(fā)就可以訪問64字節(jié)的數(shù)據(jù)，也就意味著一個40位寬的通道就可以提供典型的CPU緩存行大小，提升了并發(fā)能力和內(nèi)存效率。

DDR5上其他的技術創(chuàng)新還包括：支持更高容量的DRAM，支持片上ECC、錯誤透明模式、封裝后修復以及讀寫CRC模式等。

通過諸多的創(chuàng)新 ，DDR5實現(xiàn)了4.8～8.4Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，實現(xiàn)了更高的帶寬、更高的內(nèi)存效率、更低的延時和更低的功耗。這種創(chuàng)新的DIMM架構也需要RCD的支持，所以Rambus也適時推出了其第二代的RCD產(chǎn)品，來助力DDR5在數(shù)據(jù)中心的應用。

Rambus第二代寄存器時鐘驅動器(RCD)助力數(shù)據(jù)中心應用

DIMM上需要使用RCD和DB芯片，RCD的主要作用是在主機控制器和DRAM之間緩沖命令地址 (CA) 總線、命令和時鐘控制信號，DB是用來緩沖來自內(nèi)存控制器或內(nèi)存顆粒 (DRAM) 的數(shù)據(jù)信號。在RDIMM上只需要RCD即可，而在LRDIMM上需要兩個芯片一起實現(xiàn)緩沖作用，所以這兩個芯片通常也會作為一個chipset來提供給客戶。

DDR5 DIMMs的出現(xiàn)也帶來了新的挑戰(zhàn)，據(jù)Rambus接口芯片部門總經(jīng)理Chien-Hsin Lee介紹，為了保證新技術和現(xiàn)有相關系統(tǒng)保持兼容，有四項關鍵要求顯得更加重要：第一是保持相同的內(nèi)存讀取粒度（64字節(jié)的高速緩存行）；第二是實現(xiàn)相同或更好的可靠性、可用性和可服務性（RAS）功能；第三是維持在冷卻功率范圍內(nèi)（~15W / DIMM），這項指標在過去幾年里都沒有什么變化；第四是避免過長的啟動時間。

此次Rambus新推出的第二代RCD芯片在將DDR5數(shù)據(jù)速率提高了17%的同時降低了延時和功耗，可以為服務器主存儲器提供5600MT/s DDR5 RDIMM的關鍵支持。為了讓更多的DRAM可以放在模組上，DDR5 DIMMs內(nèi)存接口芯片減少了負載數(shù)量，讓整體的容量和性能得到了提升。從傳統(tǒng)意義上來看這樣的操作可能會帶來相應帶寬的犧牲，但Rambus用相關技術非常好地解決了這個問題，可以實現(xiàn)極佳的信號完整性。在這個前提下得以不斷提高相關的頻率，最終使DRAM數(shù)量得到很好的提升。

再來看DDR5 RDIMM帶來的服務器設計的變化，首先是PMIC的變化，從主板轉移到DIMM上；第二個變化是CA總線引入I3C-HUB，使得帶寬提高10倍；另外還有熱傳感器的使用，讓系統(tǒng)自主決定輸出的性能和功率。從DDR4到DDR5的遷移并不僅僅是換個內(nèi)存卡那么簡單，從物理插槽的變化到供電方式、總線的變化會帶來數(shù)據(jù)中心中一些包括主板、CPU等在內(nèi)的很多重新設計的工作，但這種遷移對于云服務商而言意義更為重大。DDR4已經(jīng)存在了數(shù)年，而DDR5的起始速率就已經(jīng)達到了4800MT/s，未來還將會變得更高，Rambus也在第二代RCD的參數(shù)設定為了5600 MT/s，留出了一定余量。對于數(shù)據(jù)中心用戶而言，這種遷移帶來的優(yōu)勢遠遠超過和覆蓋了其遷移帶來的成本代價。

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“我們注意到隨著數(shù)據(jù)增長的加速，中國正在大力推進數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，中國已經(jīng)發(fā)布了新數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃，以建設具有先進技術、高算力、高能效和高安全的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心。”Rambus大中華區(qū)總經(jīng)理蘇雷分享到，“中國有著世界知名的云廠商、服務器OEM和ODM廠商，以及活躍著眾多內(nèi)存模組廠商，所以中國的整體內(nèi)存生態(tài)在全球扮演著非常重要的一環(huán)，這也對內(nèi)存產(chǎn)品和技術提出不斷發(fā)展的需求?！?

Rambus一直緊密地與內(nèi)存上下游的伙伴一起協(xié)作，圍繞著數(shù)據(jù)中心為中國客戶提供更好的技術、產(chǎn)品和服務。在新的技術趨勢方面，比如高速Serdes接口傳輸、高帶寬低功耗HBM、CXL數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，Rambus已經(jīng)和中國的廣大合作伙伴展開緊密的技術溝通和合作。在數(shù)據(jù)中心的安全性方面，Rambus也可以提供靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)安全保護等專門的安全產(chǎn)品方案。

據(jù)悉，此次Rambus新推出的第二代內(nèi)存接口芯片的樣片已經(jīng)提供給了行業(yè)客戶，大批量的生產(chǎn)計劃將會在整個生態(tài)系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)準備就緒后開展。第二代的RCD產(chǎn)品將會加速推進數(shù)據(jù)中心的DDR5升級的速度，加速下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)存結構升級。