從最近Intel、AMD等大廠的服務器CPU最新發(fā)布來推斷，DDR5在服務器市場的滲透率有望進一步提高，進入放量期。而為了迎合未來服務器高速大帶寬的應用需求，內(nèi)存接口相關的技術迭代同樣也在積極跟進。近日，Rambus發(fā)布了其最新的第3代DDR5 RCD，將DDR5 DIMM的數(shù)據(jù)傳輸速率進一步提升到了6400MT/s，為未來CPU以及服務器應用的穩(wěn)定發(fā)展提供了更好的技術支持。

DDR5 DIMM：迎合未來服務器高速大帶寬需求

服務器的快速發(fā)展給DDR5內(nèi)存標準提出了新的要求，包括更大的容量、更高的帶寬、64字節(jié)高速緩存行中具有相同的內(nèi)存讀取粒度、更好的可靠性、可用性和可維護性（RAS）能力，再達到上述要求的同時，還要保證內(nèi)存工作在冷卻功率范圍內(nèi)（約15W/DIMM），此外還要進一步縮短其啟動時間。

為了實現(xiàn)上述新的要求，DDR5 DIMM相比前代有了重新設計，從DDR4中的33位SDR，到DDR5中采用了10位DDR雙子通道的協(xié)議和方案。之前的DDR4的RDIMM通常是單通道的，采用8位子通道傳輸數(shù)據(jù)，在兩側配備了ECC，一共具備72位寬的數(shù)據(jù)通道，包括64位數(shù)據(jù)和8位ECC。DDR5 RDIMM則對CA總線進行了升級，采用了16位的突發(fā)長度，每個DIMM有兩個通道，每個子通道是40位，包括32位數(shù)據(jù)和8位 ECC，分別負責不同的任務。

DDR5將PMIC的位置從主板上移動到了卡上，在工作電壓上，從DDR4 DIMM的1.2V降低到了1.1V，從而進一步優(yōu)化了功耗，并且保持包宿運行時的電壓精度穩(wěn)定。另外在引腳數(shù)量上，DDR5的DIMM也有所增加。

總結來看，DDR5的內(nèi)存帶寬是DDR4的兩倍。如果以最初的4800Mhz傳輸速率來計算，比DDR4的3200Mhz提升了50%。除了性能上的顯著提升，DDR5內(nèi)存在容量、穩(wěn)定性和省電效率等方面也取得了不錯的進步。

從DDR4到DDR5的進化過程中，內(nèi)存顆粒和內(nèi)存控制芯片的升級尤為關鍵，但不可忽視的是，內(nèi)存接口芯片的技術創(chuàng)新同樣重要，像RCD、SPD HUB、TS這些內(nèi)存接口芯片，同樣也要按照新的規(guī)范和技術要求，才能夠實現(xiàn)DDR5 DIMM的性能發(fā)揮。

第3代DDR5 RCD：速率帶寬進一步提升高（6400MT/s）

RCD全稱Registered Clock Driver（寄存器時鐘驅動器），是服務器內(nèi)存 RDIMM 和 LRDIMM 的核心組件。RCD是服務器CPU和內(nèi)存之間的通信中樞，通過接收CPU的指令，然后發(fā)送到DIMM上的各個內(nèi)存芯片。數(shù)據(jù)信號需要在 RCD 上停留一個時鐘周期，然后在下一個時鐘信號的上升沿從 RCD 傳輸?shù)?DIMM。 這導致指令花費一個 CPU 周期更長的時間，但緩沖減少了 CPU 內(nèi)存控制器的壓力，并有助于提高信號完整性。

從2016年開始，Rambus就通過內(nèi)存接口芯片（DDR5 DIMM Chipset）技術創(chuàng)新，持續(xù)不斷地推進DDR5的迭代和性能演進。前幾個月，一些新的服務器CPU的發(fā)布，進一步提升了數(shù)據(jù)傳輸速率，因此DDR5 DIMM也需要進一步進行技術創(chuàng)新，從而縮短啟動時間，共同實現(xiàn)服務器整體性能的提升。近日Rambus發(fā)布第三代DDR5 RCD產(chǎn)品，進一步提升了DDR5 DIMM的傳輸速率，從第二代的5600MT/s提升到了6400MT/s；帶寬也從上一代的44.8GB/s提升到了51.2GB/s；時鐘頻率也從上一代的2.8GHz進一步提升到了3.2GHz。通過第3代DDR5 RCD性能的大幅提升，從而為數(shù)據(jù)中心的更多完整應用場景提供支持。

據(jù)Rambus內(nèi)存互連芯片業(yè)務部門產(chǎn)品營銷副總裁John Eble介紹，Rambus DDR5 RCD產(chǎn)品的核心優(yōu)勢是可以進一步優(yōu)化服務器的設計以及性能，不論是單服務器主板，還是雙CPU系統(tǒng)，都可以獲得優(yōu)化。RCD產(chǎn)品隨著不斷優(yōu)化迭代，信號完整性會變得更好，DIMM和CPU之間的信號完整性會更加優(yōu)秀。RCD性能提升同時也可以進一步降低DRAM的相關工作負載。在DIMM整體的電力輸送、系統(tǒng)管理和遙測技術支撐上，第3代DDR5 RCD也有更好的表現(xiàn)。

新的應用需求和創(chuàng)新技術，將引領服務器市場增長

從去年第三季度開始，PC市場下滑嚴重，服務器市場也受到了一定的影響，內(nèi)存的需求也有一些變化。但觀察歷史，內(nèi)存市場本身就是周期性很強的、不斷波動和成長的市場。而且從去年年底到現(xiàn)在大火的ChatGPT的概念，也為服務器內(nèi)存市場帶來了新的增長機會。

據(jù)Rambus大中華區(qū)總經(jīng)理蘇雷分享，ChatGPT需要海量的數(shù)據(jù)進行深度的機器學習，從而完成一個訓練的模型和推理。所以ChatGPT比較特殊的點就是依賴于更高的算力，這方面的算力更多是趨向于矩陣類和卷積類的計算。對內(nèi)存的需求體現(xiàn)在訓練和推理AI芯片上，或是對加速模塊里的內(nèi)存帶寬有一定需求。而在這方面，Rambus有先進的HBM技術和解決方案，繼DDR的技術之后，HBM也會是這個領域重要的推力。

John Eble認為，像ChatGPT這樣的人工智能應用將可能需要一種多管齊下的解決方案，首先就是像DDR5應用的快速發(fā)展。同時CXL也是另外一項非常重要的配合性技術，在未來的服務器中具有許多潛在的優(yōu)勢，可以以有效和可擴展的方式增加內(nèi)存、容量和帶寬。據(jù)悉，CXL技術帶來的池化應用或將改變整個數(shù)據(jù)中心的架構，而CXL技術是和內(nèi)存技術相關聯(lián)的，未來數(shù)據(jù)中心將會同時出現(xiàn)其他不同的內(nèi)存方案，并且進一步與DDR5主內(nèi)存方案構成補充。未來整個數(shù)據(jù)中心的應用當中，可能會是一個混合式的多方案并存的狀態(tài)。

縱觀整個內(nèi)存市場，預計到今年下半年會出現(xiàn)一些回暖跡象。而基于最近一系列支持新內(nèi)存的CPU的發(fā)布，預計服務器DDR5將在2023年出現(xiàn)強勁增長。IDC的調(diào)研數(shù)據(jù)表示，DDR5的拐點可能會在2024年上半年出現(xiàn)。綜合技術和應用兩個方向來看：在技術方面，對更大的內(nèi)存、容量和帶寬的巨大需求；以及在新興應用層面，對于云計算、HPC、AI機器學習的工作負載增加；都會使服務器市場繼續(xù)保持強勁增長勢頭。

結語

第3代DDR5 RCD的發(fā)布，為服務器應用帶來了更高的性能，進一步降低了數(shù)據(jù)中心客戶的總體擁有成本（TCO）。此次Rambus最新一代RCD產(chǎn)品的發(fā)布，是對其RCD產(chǎn)品系列、以及DDR5 DIMM Chipset的重要拓展，該新產(chǎn)品預計將會在2024年開始出貨，并在2025年實現(xiàn)量產(chǎn)。