در نهایت پس از مدت‌ها انتظار، انجمن استاندارد گذاری JEDEC Solid State Technology Association، به طور رسمی مشخصات حافظه‌های رم DDR5 را معرفی کرده و خط بطلانی بر تمام داده‌های غیر رسمی و حواشی اخیر کشید. این شما و این هم حافظه‌های رم DDR5 به همراه تاریخ انتشار در بازار سخت افزار.
انجمن JEDEC که از اواخر دهه 90 میلادی وظیفه تدوین قوانین حافظه‌های نیمه هادی، از جمله حافظه‌های رم را بر عهده دارد، در نهایت پس از مدت‌ها انتظار استاندارد حافظه‌های DDR5 را با هدف جایگزینی با حافظه‌های DDR4 منتشر کرد. حافظه‌های DDR5 در سال 2021 به دنیای سخت افزار افزوده شده اما در ابتدا بازار سیستم‌های سرور را هدف قرار می‌دهند. پس از معرفی پلتفرم‌های سرور، شاهد ورود آنها به بازار سخت افزار خانگی هستیم. به نظر می‌رسد که این مهم در سال 2021 به انجام برسد.
در ابتدا، حافظه‌های DDR5 برای انتشار در سال 2018 برنامه ریزی شده بودند؛ با این وجود این تأخیر طولانی چیزی از ارزش مؤلفه های استاندارد DDR5 کم نکرده و به نظر می‌رسد که حافظه‌های DDR4 پاسخگویی مناسب برای سیستم‌های سخت افزاری تا به امروز بوده‌اند. به مانند ارتقاءهای دیگر در استاندارد DDR، استاندارد DDR5 نیز با تمرکز بر افزایش تراکم حافظه، سرعت و پهنای باند معرفی شده است.
در ابتدا با مبحث ظرفیت حافظه آغاز می‌کنیم؛ حافظه‌های DDR5 در نوع SDRAM تراشه‌های نیمه هادی 64 گیگابیتی پشتیبانی کرده و بدین ترتیب امکان ساخت ماژول‌هایی با ظرفیت حداکثر 128 گیگابایت ممکن خواهد شد. این در حالی است که بیشینه ظرفیت در حافظه‌های DDR4، برابر با 32 گیگابایت بوده و سازندگان رم به تراشه‌های 16 گیگابیتی محدود بوده‌اند. در نتیجه ظرفیت حافظه‌های DDR5 تا 4 برابر به نسبت حافظه‌های DDR4 افزایش یافته است.
استاندارد DDR5 در استانداردهای سرور مانند LRDIMM می‌تواند به حافظه مؤثر 4 ترابایت نیز دست یابد. با این وجود استفاده از تراشه‌هایی با ظرفیت بالا، به پیشرفت سازندگان حافظه‌های نیمه هادی نیز بستگی دارد. از آنجایی که این استاندارد (DDR5) تا چند سال مهمان دنیای سخت افزار خواهد بود، در اوایل کار شاهد معرفی رم‌هایی با مشخصات فنی پایین‌تر نیز خواهیم بود. اما با پیشرفت تراشه‌های حافظه، به مرور زمان گام‌های بزرگی در حوزه ظرفیت و سرعت برداشته می‌شود. درست به مانند حافظه‌های DDR4.
بخش مهمی از استاندارد DDR5 به افزایش سرعت و پهنای باند اختصاص دارد. مشخصات DDR5 بسیار بالاتر از چیزی است که در ابتدا تصور می‌شد؛ در نسخه‌های پیشین، شاهد آغاز سرعت از نقطه‌ای هستیم که حداکثر سرعت در استاندارد پیشین بوده است. به عنوان مثال، حافظه‌های DDR3 دارای بیشینه سرعت 1.6 گیگابیت در ثانیه بوده و حافظه‌های DDR4 نیز استارت کار را با همین سرعت زده‌اند. اما در مورد DDR5 این مورد نیز متفاوت است. حافظه‌های DDR5 با پهنای باند 4.8 گیگابیت در ثانیه، تقریباً 50 درصد سریع‌تر از حافظه‌های DDR4 با سرعت 3.2 گیگابیت در ثانیه آغاز به کار خواهند کرد.
در آینده، شاهد معرفی حافظه‌هایی به مراتب سریع‌تر خواهیم بود؛ به طوری که سرعت نهایی DDR5ها به 6.4 گیگابیت در ثانیه می‌رسد. شایان ذکر است که در حافظه‌های DDR4 فعلی، شاهد معرفی مدل‌هایی با سرعت بیش از 3.2 گیگابیت در ثانیه هستیم. اتفاقی که احتمالاً در مورد حافظه‌های DDR5 هم روی خواهد داد. صرف نظر از ارقام و اعداد، JEDEC به دنبال افزایش دو برابری سرعت و پهنای باند بوده است.؛ در نتیجه در سال‌های آتی اگر شاهد حافظه‌هایی با سرعت بالای 8000 مگاهرتز بودید، چندان تعجب نکنید.
برای اجرای این تغییرات، نیازمند بهبود عملکرد در رابط حافظه هستیم؛ چالشی بزرگ و همیشگی در حافظه‌های DRAM که ناشی از عدم پیشرفت نرخ Clock در DRAM است. در این بخش شاهد یک تغییر بزرگ هستیم؛ تغییری که مشابه آن را در حافظه‌های LPDDR4 و GDDR6 نیز دیده‌ایم. حافظه‌های DIMM تنها در دو کانال تقسیم می‌شوند. به جای یک کانال 64 بیتی دیتا در هر DIMM، دو کانال مستقل داده 32 بیتی به ازای هر DIMM در استاندارد DDR5 تعریف می‌شود. در مورد حافظه‌های ECC، این مقدار به 40 بیت افزایش پیدا می‌کند. افزون بر آن، طول هر Burst در هر کانال از 8 بایت (BL8) به 16 بایت (BL16) افزایش یافته است؛ بدین ترتیب هر کانال قادر به ارائه 64 بایت در هر عملیات است. به عبارت ساده‌تر، به ازای هر DIMM شاهد استفاده از دو کانال هستیم.
افزایش سرعت، نیازمند ساخت بسترهای مناسب در حوزه بأس حافظه و DIMM خواهد بود تا بدین ترتیب در هر سیکل و یا کلاک، داده‌هایی با ظرفیت بالا جا به جا شوند. DRAM که مبتنی بر خازن و ترانزیستورهایی است که به طور کلی بستر حافظه‌های مدرن را شکل می‌دهند. این در حالی است که این حافظه قادر به انجام فعالیت در کلاک بالای چند صد مگاهرتز نخواهد بود. تغییراتی که در بالا گفته شد، تغییراتی بزرگ در راستای برطرف ساخت این ایراد بود. حافظه‌های DDR5 می‌توانند در هر کانال 64 بایت داده را فراخوانی کنند؛ از این رو معماری آنها در این بخش به پردازنده‌ها نزدیک شده است.
یکی دیگر از تغییراتی که در ساختمان حافظه‌های DDR5 ایجاد شده است، بهبود عملکرد به‌روزرسانی در بانک‌های حافظه است. بانک‌های حافظه در لایه‌هایی پایینی حافظه‌های رم قرار دارند؛ در حافظه‌های DDR5، وظیفه این بخش به‌روزرسانی یک بانک داده در زمان استفاده از بانک دیگر است. بدین ترتیب سرعت خروج ریشارژ خازن از مسیر افزایش یافته و علاوه بر کاهش تأخیرها، بانک‌های خالی و غیر فعال زودتر در دسترس قرار خواهند گرفت. بیشینه تعداد گروه‌های بانکی در حافظه‌های DDR5 از 4 به 8 عدد افزایش یافته است؛ یکی از ویژگی‌های دیگر این بخش، به حداقل رساندن کاهش عملکرد در خواندن‌های ترتیبی حافظه است.
در ادامه به سراغ تغییراتی خواهیم رفت که در بخش بأس حافظه‌های DDR5 ایجاد شده است. افزایش سرعت بأس در حافظه‌های رم به صورت همزمان دشوار و آسان به نظر می‌رسد. در ابتدا ایده اصلی ساده به نظر رسیده اما پیاده سازی آن دشوار است. برای افزایش سرعت حافظه‌های DDR5 تا دو برابر به نسبت حافظه‌های DDR4، نیازمند گسترش بأس هستیم. افزایش سرعت بأس با اقدامات بسیاری پیگیری شده است؛ با این وجود هیچ یک از آنها به اندازه تغییراتی مانند QDR و هدایت سیگنال به صورت دیفرانسیل موفقیت آمیز نبوده‌اند.
حافظه‌های DDR5 در این بخش به یک قابلیت موسوم به Decision Feedback Equalization مجهز شده‌اند. DFE به معنی کاهنده تداخل است. با افزایش برابرسازی بهبود یافته، شاهد سیگنال‌هایی مطلوب‌تر در بخش بأس حافظه‌های DDR5 خواهیم بود. بدین ترتیب نرخ نقل و انتقال داده‌ها نیز افزایش خواهد یافت.
انجمن JEDEC کاهش ولتاژ و جریان‌ها را نیز فراموش نکرده است. اگر چه این بهبود انقلابی نبوده و نمی‌تواند یک اختلاف بزرگ قلمداد شود، اما یک پیشرفت در کنار افزایش بازدهی عملکرد بالا است. ولتاژ Vdd در حافظه‌های DDR5 به 1.1 ولت کاهش یافته است. جالب است بدانید که در حافظه‌های DDR5، مدیریت و تنظیم ولتاژ از مادربرد حذف شده و به درون DIMM انتقال یافته است. از کلاس SDIMM گرفته تا UDIMM و LRDIMM، شاهد استفاده از کنترلر ولتاژ داخلی هستیم. بدین ترتیب شاهد کاهش پیچیدگی و قیمت مادربردها خواهیم بود.
در حافظه‌های DDR5، هر ماژول همچنان دارای 288 پایه است. ثابت ماندن تعداد پایه‌ها، به معنی پشتیبانی از سوکت های فعلی نبوده و برای حافظه‌های DDR5 به یک بازطراحی جدید در بخش رم و اسلات مادربردها نیاز داریم. گذرگاه‌های آدرس و درخواست (دستور) کوچک و تقسیم بندی شده است. پایه‌های دیگر برای گذرگاه‌های داده، در حافظه‌های ثانویه مورد استفاده قرار می‌گیرند. رم‌های DDR5 به جای استفاده از یک بأس CA نوع 24 بیتی از دو بأس CA نوع 7 بیتی بهره می‌برند که هر یک از آنها برای یک کانال مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
همان‌طور که در ابتدای متن نیز بدان اشاره شد، حافظه‌های DDR4 از یک سال آینده وارد چرخه تولید انبوه خواهند شد. برخی از سازندگان حافظه‌های رم از ابتدای امر تا کنون در حال همکاری با JEDEC بوده و از تمام جزئیات فنی آن آگاه هستند. آخرین اطلاعات حاکی از آن است که هر دو پلتفرم کلاس سرور آتی AMD و Intel، از حافظه‌های DDR5 بهره خواهند برد. به نظر می‌رسد که تا پایان سال 2021، شاهد ورود این استاندارد به سیستم‌های خانگی باشیم.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت