Was genau ist DDR5-RAM? Funktionen &Verfügbarkeit

DDR5 (kurz für Double Data Rate 5) ist der Standard der nächsten Generation für SDRAM (Synchronous Dynamic Random-Access Memory). Es wurde entwickelt, um eine viel höhere Leistung zu liefern und gleichzeitig weniger Strom zu verbrauchen als sein Vorgänger DDR4.

Im Folgenden haben wir einige der am häufigsten gestellten Fragen zum neuesten Speicherzugang behandelt. Wie schnell ist DDR5? Was sind seine Vorteile gegenüber DDR4-RAM? Wann wird es verfügbar sein?

Aber beginnen wir mit einer grundlegenden Frage:Warum brauchen wir DDR5-RAM?

Mit den Zen 2 Ryzen-Prozessoren der 3. Das Unternehmen hat 6-Kern-Prozessoren in die Mittelklasse und 12-Kerne in die High-End-Klasse gesetzt.

Im Jahr 2019 hat AMD Ryzen 9 3900x- und 3950X-CPUs mit 16 Kernen auf den Markt gebracht und damit die Thread-Anzahl der Konkurrenzchips der Intel i9-9900-Serie verdoppelt.

Bandbreite pro Kern ist seit 2018 rückläufig | Kredit:Micron 

Wenn unsere Desktops mit dem Kernkrieg von Intel und AMD Schritt halten wollen, müssen wir die Speicherbandbreite pro Kern deutlich erhöhen.

DDR5 vs. DDR4:Verbesserungen

Im Folgenden sind die fünf wichtigsten Spezifikationsverbesserungen für DDR5-RAM aufgeführt –

Funktionen	DDR4	DDR5
Geschwindigkeit	Datenrate von 1600 bis 3200 MT/s 0,8 bis 1,6 GHz Taktrate	Datenrate von 3200 bis 6400 MT/s 1,6 bis 3,2 GHz Taktrate
E/A-Spannung	1,2 V	1,1 V
Kanalarchitektur	72-Bit-Datenkanal (64 Daten + 8 ECC) 1 Kanal pro DIMM	40-Bit-Datenkanal (32 Daten + 8 ECC) 2 Kanäle pro DIMM
Burst-Länge	8	16
Dram-Größe	16 GB	32 GB

1. Mehr Geschwindigkeit

Während DDR4 eine maximale Datenrate von 3.200 Megatransfers pro Sekunde (MT/s) unterstützt, beginnt DDR5 mit 3.200 MT/s und kann auf bis zu 6.400 MT/s skaliert werden.

Im Vergleich zu DDR4-3200-RAM bietet DDR5-3200 36 % mehr Bandbreite. DDR5 mit höherer Geschwindigkeit (4800 MHz) ist doppelt so schnell wie DDR4.

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2. Niedrige Betriebsspannung

Der DRAM- und Pufferchip-Registrierungstakttreiber in DDR5 verwendet 1,1 Volt, während DDR4 mit 1,2 Volt arbeitet. Die Verringerung der Betriebsspannung ist insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten wie Smartphones und Tablets entscheidend.

3. Neue Strom- und Kanalarchitektur 

Beim DDR5-RAM wurde die Energieverwaltung vom Motherboard auf das Dual-In-Line-Speichermodul (DIMM) selbst verlagert. Der 12-Volt-Power-Management-IC verteilt die 1,1-Volt-Betriebsspannungsversorgung und verbessert so die Granularität der Systemstrombelastung.

Auch die Kanalarchitektur wurde geändert. Während DDR4-Pufferchips einen 72-Bit-Bus mit 64 Datenbits und 8 ECC-Bits (Fehlerkorrekturcode) haben, unterstützen DDR5-DIMMs zwei 40-Bit-Kanäle mit jeweils 32 Datenbits und 8 ECC-Bits.

Obwohl beide Speicher die gleiche Datenbreite haben (insgesamt 64 Bit), verbessern die beiden kleineren unabhängigen Kanäle in DDR5 die Effizienz des Speicherzugriffs.

Genauer gesagt wird jede Seite des DDR5 DIMM von einem unabhängigen 40-Bit breiten Kanal bedient. Beide Seiten teilen sich den Registering Clock Driver (RCD), der vier Ausgangstakte an jede Seite liefert. Während in DDR4 der RCD zwei Ausgangstakte auf jeder Seite bereitstellt.

Beide 40-Bit-Kanäle enthalten 32-Bit-Daten, die weiter in vier 8-Bit-Spuren unterteilt sind. Der RCD stellt jeder dieser Spuren unabhängige Taktsignale bereit und verbessert so die Signalintegrität.

4. Längere Burst Lane 

Die Burst-Länge in DDR4 beträgt acht. Um jedoch die Burst-Nutzlast in DDR5 zu erhöhen, wird seine Burst-Länge auf sechzehn verlängert. Dadurch kann ein einzelner Burst auf die herkömmliche CPU-Cache-Zeilengröße (64 Byte) zugreifen.

5. Höhere DRAM-Kapazität 

Während DDR4 bis zu 16 Gb DRAM in einem Single-Die-Gehäuse haben kann, unterstützt DDR5 bis zu 32 Gb DRAMs in einem Single-Die-Gehäuse.

DDR5 bietet auch One-Die-Fehlerkorrekturcode, Post-Package-Repair, Fehlertransparenzmodus und zyklische Redundanzprüfungsmodi für Lese-/Schreibvorgänge.

Wann wird es verfügbar sein?

Der DDR5-Standard wird noch von der JEDEC Solid State Technology Association etabliert. Ein unabhängiger Standard namens LL-DDR5 (Low Power Double Data Rate 5) wurde bereits 2019 veröffentlicht.

Einige Technologieunternehmen haben bereits ihren DDR5-RAM-Chip angekündigt. SK Hynix beispielsweise zeigte 2018 seinen ersten DDR5-RAM. Er schafft 5.200 Megatransfers pro Sekunde bei 1,1 Volt. 3 Monate später kündigte das Unternehmen einen weiteren Chip an, der 6400 MT/s erreichen kann, die höchste erreichbare Geschwindigkeit nach dem DDR5-Standard.

Es wird auch berichtet, dass Micron und Samsung DDR5-Speichermodule verwenden, die jedoch möglicherweise nicht vollständig standardkonform sind.

Die Chancen stehen gut, dass DDR5 zuerst in mobilen Geräten (in Form von LPDDR5) über Micron und Samsung ankommt. Sie werden einen Maßstab dafür setzen, was wir von Desktop-Varianten erwarten können.

Übergang der Server-DRAM-Technologie 

SK Hynix versuchte vorherzusagen, wann DDR5 vollständig zum Mainstream werden wird. Nach ihrer Schätzung werden im Jahr 2020 25 % aller RAM-Marktverkäufe auf DDR5 entfallen und bis Ende 2021 44 %.

Dies sind jedoch nur prognostizierte Zahlen. Um in Laptops und Desktops verwendet werden zu können, müssen die integrierten Controller der CPUs von AMD und Intel dies unterstützen, und seit Januar 2020 hat keines dieser Unternehmen irgendeine Art von Unterstützung für DDR5 angekündigt.

Obwohl Intels Sapphire Rapids CPU-Mikroarchitektur Berichten zufolge DDR5-SDRAM unterstützen wird. Komplikationen mit dem 7-nm- und 10-nm-Fertigungsprozess könnten seine Veröffentlichungen frühestens auf 2021 verschieben. AMDs Epyc-CPUs der dritten Generation werden hingegen weiterhin DDR4 verwenden.

Lohnt es sich zu kaufen?

Es wird allgemein davon ausgegangen, dass vorhandene DDR4-Chips irgendwann auf DDR5 migriert werden. Aber die Hauptfrage ist:Lohnt sich ein Upgrade?

Als DDR4 zum ersten Mal veröffentlicht wurde, erreichte es nur 2.133 MT/s. Die schnellsten DDR3-Chips der damaligen Zeit boten ebenfalls 2.133 MT/s und schnitten aufgrund ihrer geringeren Latenz und weitaus engeren Timings besser ab als DDR4.

Es ist also anzunehmen, dass das erste DDR5-Angebot nicht so gute Ergebnisse liefert wie die derzeit schnellsten DDR4-Chips. Im Gegensatz zu DDR5 wird sich DDR4 jedoch nicht weiter verbessern, sodass sich DDR5 allmählich zurückziehen wird.

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Wir empfehlen Ihnen, bis 2021 zu warten. Es wird interessant sein zu sehen, welche praktischen Verbesserungen dieser neue schnelle Speicher bringen kann.