JEDEC還沒(méi)有正式發(fā)布DDR5規(guī)范，但是DRAM制造商和SoC設(shè)計(jì)人員正在全力準(zhǔn)備DDR5的發(fā)布。Cadence公司早在2018年就對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行了宣傳，并在之后發(fā)布了臨時(shí)DDR5 IP （DDR5控制器和PHY）的商業(yè)版本。最近，該公司發(fā)布了一些關(guān)于即將發(fā)布的DDR5市場(chǎng)版本以及這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)展。

DDR5平臺(tái)準(zhǔn)備就緒

在SoC方面，AMD的EPYC Genoa和英特爾的Xeon Sapphire Rapids在2021 ~ 2022年發(fā)布時(shí)將支持DDR5 DRAM。據(jù)稱(chēng)，Cadence的臨時(shí)DDR5 IP有十幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，在不同的開(kāi)發(fā)階段，現(xiàn)在有超過(guò)12個(gè)支持DDR5的SoC。這些片上系統(tǒng)中的一些將較早推出，而某些將在稍后推出，但是很明顯，SoC開(kāi)發(fā)人員對(duì)這種技術(shù)有濃厚的興趣。

Cadence確信它的DDR5控制器和PHY都符合正式的JEDEC規(guī)范，所以使用它的IP的SoC將與即將到來(lái)的DDR5內(nèi)存模塊兼容。

Cadence的DDR5測(cè)試板上的一個(gè)模塊

Cadence公司DRAM IP營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)馬克·格林伯格表示：

“密切參與JEDEC工作組的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是我們將深入了解標(biāo)準(zhǔn)將如何發(fā)展。我們是一個(gè)控制器和PHY供應(yīng)商，可以預(yù)測(cè)最終標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中的任何潛在變化。在標(biāo)準(zhǔn)化的早期，我們能夠采用正在開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)元素，并與我們的合作伙伴一起得到早期的工作芯片。隨著標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，有更多的證據(jù)表明我們的IP將支持符合標(biāo)準(zhǔn)的DDR5設(shè)備?！?/p>

入門(mén)級(jí)16gb DDR5-4800

向DDR5的過(guò)渡對(duì)DRAM制造商來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@些芯片將同時(shí)提高容量、數(shù)據(jù)傳輸速率、有效性能同時(shí)降低功耗。此外，DDR5有望使堆疊多個(gè)DRAM設(shè)備變得更加容易，從目前的情況來(lái)看，這將會(huì)增加服務(wù)器中的DRAM容量。

美光和海力士已經(jīng)向合作伙伴公布了基于其16Gb芯片的DDR5內(nèi)存模塊樣品。三星尚未正式公布，但我們從其ISSCC 2019聲明中得知，該公司已經(jīng)在內(nèi)部準(zhǔn)備和評(píng)估其16Gb的DDR5設(shè)備和模塊有一段時(shí)間了。無(wú)論如何，DDR5可能會(huì)由三個(gè)主要的DRAM生產(chǎn)商發(fā)布。

Cadence相信，DDR5 ramp將以4800 MT/sec/pin數(shù)據(jù)傳輸速率（SK Hynix公司在2020年CES上的DDR5-4800模塊展示會(huì)間接證實(shí)了這一點(diǎn)）的16Gb DRAM啟動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，DDR5將向兩個(gè)方向發(fā)展：容量和性能。在容量方面，DDR5將增加到24Gb和32Gb。在性能方面，Cadence預(yù)計(jì)DDR5將在DDR4-4800發(fā)布后的12 - 18個(gè)月內(nèi)達(dá)到5200 MT/sec/pin數(shù)據(jù)速率，之后的12 - 18個(gè)月內(nèi)達(dá)到5600 MT/s，因此DDR5在服務(wù)器上的性能將會(huì)非常規(guī)律的提升。

在客戶端，很多情況將取決于控制器和內(nèi)存模塊供應(yīng)商，但是發(fā)燒級(jí)DIMM肯定會(huì)比服務(wù)器中使用的DIMM更快。

格林伯格先生表示：“DDR4今年就已經(jīng)達(dá)到了3200家。DDR速度等級(jí)的采用非常緩慢。下一步是DDR5。這是比特率性能的一個(gè)巨大飛躍。之后會(huì)保持12-18個(gè)月，然后逐漸提升到5200和5600。大概每隔12-18個(gè)月就會(huì)有一次提升?！?/p>

從DDR4-3200到DDR5-4800的這跨越將帶來(lái)巨大的性能提升，但是對(duì)于服務(wù)器來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)不止于此。由于16 Gb芯片，內(nèi)部DDR5架構(gòu)優(yōu)化，新的服務(wù)器架構(gòu)以及RDIMM的使用，具有256 GB DDR5模塊的單插槽系統(tǒng)的時(shí)延將獲得不錯(cuò)的性能提升。

格林伯格先生說(shuō)：“很多這樣的機(jī)器在一個(gè)處理器上有8個(gè)通道，每個(gè)通道都有512 GB，這使得4 TB的內(nèi)存機(jī)器可以在100納秒內(nèi)訪問(wèn)任何字節(jié)。如果一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)索引是4TB，可以想象能支持多少數(shù)據(jù)庫(kù)?！?/p>

目前，AMD的EPYC“羅馬” CPU已經(jīng)具有八個(gè)內(nèi)存通道，并且使用256 GB RDIMM，每個(gè)插槽最多支持4 TB DDR4 DRAM，具有低延遲的特性，但在DDR5的速度下則無(wú)法使用。同時(shí)，支持LRDIMM的系統(tǒng)每個(gè)插槽最多可具有4.5 TB，但要付出額外的延遲。

DDR5今年出貨？

如上所述，AMD的Genoa和英特爾的Sapphire Rapids要到2021年下半年或2022年初才發(fā)布，但Cadence似乎很樂(lè)觀，他們認(rèn)為“ 2020年將是DDR5的一年”。從Cadence的角度來(lái)看，這可能意味著要真正淘汰支持DDR5的SoC，但是該公司的內(nèi)部分析表明，預(yù)計(jì)DRAM供應(yīng)商今年將開(kāi)始實(shí)際銷(xiāo)售DDR5存儲(chǔ)器。

內(nèi)存制造商傾向于在平臺(tái)普遍可用之前開(kāi)始大量新型DRAM的出貨。同時(shí)，在AMD的Genoa和Intel的Sapphire Rapids看來(lái)提前一年發(fā)貨，有領(lǐng)先于AMD和Intel的支持DDR5的SoC即將上市。系統(tǒng)制造商需要時(shí)間測(cè)試DDR5模塊并在主要產(chǎn)品發(fā)布之前產(chǎn)生庫(kù)存。

無(wú)論如何，如果DDR5規(guī)范處于最終草案階段，即使沒(méi)有發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，大型DRAM制造商也有可能開(kāi)始批量生產(chǎn)。從理論上講，SoC開(kāi)發(fā)人員也可以在此階段將其設(shè)計(jì)發(fā)送到制造部門(mén)。同時(shí)，很難想象在沒(méi)有主要CPU供應(yīng)商支持的情況下DDR5會(huì)在2020年至2021年占領(lǐng)可觀的市場(chǎng)份額。
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