O JEDEC ainda não publicou oficialmente a especificação de memória de acesso aleatório dinâmico (DRAM) DDR5 da próxima geração. A falta de um documento formal não impede que fabricantes e desenvolvedores de DRAM de vários sistemas em um chip (sistema em chip, SoC) se preparem para seu lançamento. Na semana passada, a Cadence, desenvolvedora de hardware e software para a criação de chips, compartilhou suas informações sobre a entrada de DDR5 no mercado e seu desenvolvimento.
Plataformas DDR5: Mais de 12 em desenvolvimento
A massa de qualquer tipo de memória é determinada pela massa das plataformas com seu suporte, DDR5 não é uma exceção. No caso do DDR5, sabemos com certeza que ele será suportado pela geração AMD EPYC Genoa, bem como pela Sapphire Rapids da geração Intel Xeon Scalable, quando lançadas no final de 2021 ou no início de 2022. A Cadence, que já oferece um controlador DDR5 e uma interface física DDR5 (PHY) para fabricantes de chips de licenciamento, diz que existem mais de uma dúzia de SoCs com suporte de memória de última geração atualmente em desenvolvimento. Alguns desses sistemas no chip aparecerão mais cedo, outros mais tarde, mas, nesta fase, é óbvio que o interesse pela nova tecnologia é muito grande.
Os especialistas em cadência estão confiantes de que os controladores DDR5 e PHY DDR5 desenvolvidos pela empresa estão em total conformidade com a futura especificação JEDEC versão 1.0, portanto os SoCs que usam tecnologias Cadence serão compatíveis com os futuros módulos de memória DDR5.
“A participação estreita nos grupos de trabalho da JEDEC é uma vantagem. Temos uma ideia de como o padrão se desenvolverá. Nós somos um fornecedor de controladores e PHY e podemos antecipar quaisquer possíveis alterações em direção à padronização final. Nos primeiros dias da padronização, fomos capazes de aceitar os elementos padrão que estão em desenvolvimento e agir em conjunto com nossos parceiros para obter um protótipo funcional do controlador e do PHY. À medida que avançamos na publicação do padrão, há evidências crescentes de que nosso pacote de propriedade intelectual (IP) suportará dispositivos compatíveis com DDR5 ”, disse Marc Greenberg, diretor de marketing de DRAM IP da Cadence .
Entre: chips DDR5-4800 de 16 Gbit
Mudar para DDR5 representa um sério desafio para os fabricantes de memória, pois um novo tipo de DRAM deve aumentar simultaneamente a capacidade dos microcircuitos, aumentar a taxa de transferência de dados, aumentar o desempenho efetivo (na frequência do relógio e por canal) e, ao mesmo tempo, reduzir o consumo de energia (mais aqui e aqui). Além disso, espera-se que o DDR5 simplifique a combinação de vários dispositivos DRAM em um único pacote, o que aumentará a capacidade dos módulos de memória em comparação com o que a indústria usa atualmente.
A Micron e a SK Hynix já anunciaram o início do fornecimento de protótipos de módulos de memória baseados em chips DDR5 de 16 Gbit para seus parceiros. A Samsung, maior fabricante mundial de DRAM, não confirmou oficialmente o início dos envios de protótipos, mas, desde os anúncios na conferência ISSCC 2019, sabemos que a empresa trabalha com chips de 16 Gbit e módulos do tipo DDR5 (no entanto, isso não significa que os chips de 8 Gbit DDR5 não será criado). De qualquer forma, aparentemente, a memória DDR5 estará disponível nos três maiores fabricantes de DRAM quando as plataformas correspondentes aparecerem no mercado.
A Cadence está confiante de que os primeiros microcircuitos do tipo DDR5 terão capacidade de 16 Gbps e taxa de transferência de dados de 4800 MegaTransfers por segundo (MT / s). Indiretamente, isso foi confirmado pela demonstração do módulo SK Hynix DDR5-4800 na CES 2020, juntamente com o anúncio do início da amostragem (o processo de envio de protótipos de produtos aos parceiros). De DDR5-4800, a nova geração de memória se desenvolverá em duas direções: capacidade e desempenho.
Vetores de desenvolvimento DDR5 comuns, conforme esperado pela Cadence:
• A capacidade de um chip começa em 16 Gbps, depois aumenta para 24 Gbps (aguarde os módulos de memória de 24 GB ou 48 GB) e, em seguida, até 32 Gbps. • Em termos de desempenho, a Cadence espera que as taxas de transferência de dados DDR5 aumentem de 4800 MT / s para 5200 MT / s 12-18 meses após o lançamento do DDR4-4800 e, em seguida, para 5600 MT / s em outros 12-18 meses, portanto, o aumento no desempenho da DDR5 nos servidores ocorrerá em um ritmo bastante regular.
Quanto aos PCs clientes, muito dependerá dos controladores de memória nos microprocessadores e fornecedores de módulos de memória, mas os módulos DIMM para entusiastas certamente terão características melhores do que aquelas usadas nos servidores.
Multithreading
A transição de DDR4-3200 para DDR5-4800 trará um grande aumento no desempenho, mas não termina com isso no caso de servidores. Graças aos chips de 16 Gbit, a otimização da arquitetura DDR5 interna, novas arquiteturas de servidor e o uso de RDIMMs em vez de LRDIMMs, sistemas com um soquete de processador único e módulos DDR5 de 256 GB receberão um aumento significativo no desempenho em termos de largura de banda, bem como em termos de atrasos no acesso aos dados (em comparação com os LRDIMMs modernos).
Cadence diz que os avanços tecnológicos no DDR5 aumentarão a largura de banda de memória real em 36% em comparação com o DDR4, mesmo a uma taxa de transferência de dados de 3200 MT / s. No entanto, quando o DDR5 inicia em velocidades de projeto como 4800 MT / s, a taxa de transferência real será 87% maior que a do DDR4-3200 em qualquer caso. No entanto, um dos principais recursos do DDR5 será a capacidade de aumentar a densidade de um chip de memória monolítico superior a 16 Gb.
Considerando que os processadores AMD EPYC ‘Rome’ já possuem oito canais de memória e suportam até 4 TB de memória DDR4 DRAM por soquete usando RDIMM de 256 GB, você pode aproveitar a baixa latência (em comparação com o LRDIMM) até hoje, mas não com o DDR5. Enquanto isso, os sistemas com suporte a LRDIMM podem ter até 4,5 TB por soquete, mas com um custo adicional.
DDR5 este ano?
Como observado acima, o AMD Genoa e o Intel Sapphire Rapids não devem aparecer até o final de 2021, ou antes, no início de 2022. No entanto, o Sr. Greenberg da Cadence está confiante em um cenário otimista.
Os fabricantes de memória estão ansiosos para começar a entrega em massa de novos tipos de DRAM antes que as plataformas se tornem disponíveis. Enquanto isso, a entrega um ano antes do AMD Genoa e Intel Sapphire Rapids parece um pouco cedo, mas tem algumas explicações razoáveis: os processadores AMD e Intel que suportam DDR5 estão mais próximos do que as duas empresas relatam, há SoDR com suporte a DDR5 que vão para o mercado. Muito antes da AMD e da Intel, os fabricantes de sistemas precisam de tempo para testar os módulos DDR5 e adquiri-los antes de lançar seus principais produtos.
De qualquer forma, se a especificação DDR5 estiver na fase final de rascunho (Rascunho Final, o estágio em que as empresas participantes examinaram suas patentes para novas tecnologias, mas não fizeram alterações, de acordo com GOST, esta é a cláusula 3.1.7, o estágio de desenvolvimento da documentação do projeto: parte final o processo de desenvolvimento da documentação do projeto, consistindo nas etapas do trabalho e caracterizado pela conquista de um determinado resultado.) Teoricamente, os desenvolvedores de SoC também podem enviar seus desenvolvimentos para produção nesta fase. Enquanto isso, é difícil imaginar que o DDR5 capture uma participação de mercado significativa em 2020-2021. Sem o suporte dos principais fornecedores de processadores.
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