Comprendre la mémoire vive DDR5

Les puces Intel de 12e génération (Alder Lake) et de 13e génération (Raptor Lake) sont conçues pour prendre en charge la mémoire DDR5. L'arrivée de ces modules de mémoire de pointe a marqué le début d'une nouvelle ère pour les systèmes industriels, qui sera bientôt adoptée par les ordinateurs du monde entier. La DDR5 a étonné les utilisateurs par sa vitesse remarquable, dépassant même les kits DDR4 les plus rapides.

À chaque itération de la RAM, la vitesse accrue suit naturellement comme une amélioration de base, complétant d'autres progrès entre les générations. Si les performances de la mémoire vive ne se limitent pas aux fréquences, la DDR5 se distingue par sa vitesse exceptionnelle. Les premiers modules de mémoire DDR4 commençaient à 2133 MHz et atteignaient progressivement 3600 MHz, avec toutefois un supplément pour les kits haut de gamme.

En revanche, la DDR5 révolutionne le paysage avec une fréquence de base doublée. Commençant à une fréquence impressionnante de 4800 MHz, les kits actuels ont déjà atteint une fréquence étonnante de 6400 MHz, ce qui représente un bond monumental dans la vitesse de la mémoire vive.

Mais l'enthousiasme ne s'arrête pas là. Les projections futures prévoient que la DDR5 atteindra des sommets sans précédent de 8400 MHz, un chiffre qui défie actuellement l'imagination. Et qui sait si l'innovation ne repoussera pas les limites encore plus loin que ce seuil remarquable.

voici les principales améliorations apportées aux spécifications, résumées dans le tableau suivant :

Alors que les modules DIMM DDR4 atteignaient 3,2 giga transferts par seconde (GT/s) avec une fréquence d'horloge de 1,6 gigahertz (GHz), les premiers modules DIMM DDR5 surprennent avec une augmentation remarquable de 50 % de la bande passante, atteignant le chiffre impressionnant de 4,8 GT/s. Mais le voyage ne s'arrête pas là : préparez-vous à l'avenir, car la mémoire DDR5 transcende les frontières, atteignant un débit de données stupéfiant de 8,4 GT/s.

Cette performance révolutionnaire est rendue possible par l'intégration de fonctions innovantes telles que la Decision Feedback Equalization (DFE), qui permet à la mémoire DDR5 d'atteindre des vitesses d'E/S et des débits de données plus élevés. Préparez-vous à entrer dans une nouvelle ère de performances inégalées avec la DDR5.

Le deuxième changement majeur est la réduction de la tension de fonctionnement (VDD), qui permet de compenser l'augmentation de la consommation d'énergie liée à une vitesse plus élevée. Avec la DDR5, la DRAM, la tension du pilote de l'horloge d'enregistrement(RCD) passe de 1,2 V à 1,1 V. La signalisation Commande/Adresse (CA) passe de SSTL à PODL, ce qui présente l'avantage de ne pas consommer d'énergie statique lorsque les broches sont à l'état haut.

Les modules DIMM DDR5 intègrent un circuit intégré de gestion de l'énergie (PMIC) sur le module DIMM lui-même, fonctionnant à 12 volts. Cette avancée permet d'améliorer la précision de la distribution des charges d'alimentation du système. Le PMIC facilite la distribution de l'alimentation VDD de 1,1 volt, ce qui permet d'améliorer l'intégrité du signal et de réduire le bruit. En outre, il offre un contrôle supérieur de l'alimentation sur le module DIMM, ce qui se traduit par une gestion plus efficace de l'alimentation.

Découvrez les innovations de la DDR5 qui changent la donne, notamment une transformation significative de l'architecture des canaux DIMM, ce qui lui vaut d'être le quatrième changement majeur de notre liste. Contrairement aux modules DIMM DDR4 avec un bus de 72 bits composé de 64 bits de données et de huit bits ECC, la DDR5 introduit une approche révolutionnaire. Chaque module DIMM DDR5 est équipé de deux canaux, ce qui améliore l'efficacité et l'accès à la mémoire. Chaque canal a une largeur de 40 bits, comprenant 32 bits de données et huit bits ECC. Cette architecture permet non seulement de conserver une largeur de données totale de 64 bits, mais aussi d'amplifier les avantages de la vitesse de la DDR5 grâce à une efficacité accrue.

Dans l'architecture DIMM DDR5, les côtés gauche et droit de la DIMM fonctionnent indépendamment, chaque côté étant desservi par un canal dédié d'une largeur de 40 bits. En outre, la DDR5 augmente les performances en améliorant la fonctionnalité RCD (Registered Clock Driver ). Contrairement à la DDR4, où le RCD fournit deux horloges de sortie par côté, la DDR5 permet au RCD de fournir quatre horloges de sortie par côté. Cette avancée s'avère particulièrement avantageuse dans les modules DIMM à haute densité comprenant des DRAM x4. Chaque groupe de cinq DRAM, constituant un rang unique et un demi-canal, reçoit une horloge indépendante. Cette amélioration stratégique permet non seulement d'améliorer l'intégrité du signal, mais aussi de relever efficacement le défi d'une marge de bruit plus faible résultant de la réduction du VDD, comme indiqué dans le deuxième changement.

Profitez des avancées extraordinaires de la DDR5, où l'architecture améliorée des canaux DIMM et la distribution de l'horloge fonctionnent en synergie pour redéfinir les performances de la mémoire et propulser votre expérience informatique vers de nouveaux sommets.

Alors que la DDR4 se targue d'une longueur de burst chop de quatre et d'une longueur de burst de huit, la DDR5 passe à la vitesse supérieure. La DDR5 étend le burst chop et la longueur de burst à huit et seize, respectivement, ce qui permet d'augmenter de façon exponentielle la capacité de charge utile des bursts. L'introduction d'une longueur de seize rafales (BL16) permet à une seule rafale d'accéder à une quantité substantielle de 64 octets de données, ce qui correspond parfaitement à la taille typique d'une ligne de cache de l'unité centrale. Fait étonnant, cette prouesse est réalisée en utilisant un seul des deux canaux indépendants. Le résultat ? Une amélioration significative de la concurrence et, avec l'avantage supplémentaire des deux canaux, une efficacité de mémoire inégalée.

Le chipset DIMM pour serveur DDR5 présente plusieurs avancées par rapport au DDR4, notamment le remplacement du circuit intégré SPD du DDR4 par un circuit intégré SPD Hub et l'ajout de deux circuits intégrés de détection de la température (TS). Cette mise à niveau permet d'améliorer la surveillance et la gestion thermiques au sein du module RDIMM.

Avec la DDR5, le bus de communication entre les puces subit une amélioration significative en passant à l'I3C, qui fonctionne à une vitesse dix fois plus rapide que le bus I2C utilisé dans la DDR4. Le hub DDR5 SPD facilite la communication entre le module et le contrôleur de gestion de la carte de base (BMC). S'appuyant sur le protocole I3C plus rapide, le hub SPD DDR5 réduit considérablement le temps d'initialisation tout en permettant un taux d'interrogation plus élevé et un contrôle en temps réel.

Les informations thermiques recueillies par le SPD Hub sont transmises au BMC, offrant des données précieuses pour une gestion efficace de la vitesse des ventilateurs de refroidissement. En outre, la technologie DDR5 permet un contrôle plus précis du taux de rafraîchissement de la DRAM, ce qui permet d'augmenter les performances ou d'améliorer la conservation des données. Si la température du RDIMM dépasse les niveaux optimaux, la bande passante peut être ajustée en conséquence pour atténuer la charge thermique.

Dans l'ensemble, l'incorporation dans le chipset DDR5 server DIMM du SPD Hub IC, des capteurs de température IC et du bus de communication I3C amélioré garantit une meilleure surveillance thermique, une initialisation plus rapide et un contrôle amélioré pour des performances optimales et une régulation de la température.

Une amélioration importante à souligner est la capacité de la DDR5 à accueillir des dispositifs DRAM de plus grande capacité. En utilisant des modules DIMM à puce tampon DDR5, les concepteurs de serveurs et de systèmes ont la possibilité d'incorporer des densités allant jusqu'à 64 Gb de DRAM dans un boîtier monobloc.

En comparaison, la DDR4 est limitée à un maximum de 16 Gb de DRAM dans un boîtier monobloc (SDP). La DDR5 introduit diverses caractéristiques telles que l'ECC on-die, le mode de transparence des erreurs, la réparation post-package et les modes CRC de lecture et d'écriture, toutes orientées vers la prise en charge de DRAM de plus grande capacité.

Les implications de ces dispositifs de plus grande capacité sont évidentes dans l'augmentation de la capacité des modules DIMM. Alors que les modules DIMM DDR4 peuvent atteindre une capacité de 64 Go en utilisant le SDP, les modules DIMM DDR5 basés sur le SDP vont plus loin, quadruplant la capacité pour atteindre le chiffre impressionnant de 256 Go.

Ces avancées dans la prise en charge par la DDR5 de dispositifs DRAM de plus grande capacité permettent non seulement d'étendre les capacités de mémoire des systèmes, mais aussi d'améliorer l'efficacité du traitement et du stockage des données. En optimisant l'utilisation des ressources mémoire, la DDR5 permet aux concepteurs de serveurs et de systèmes de répondre aux exigences croissantes des applications et des charges de travail modernes, améliorant ainsi les performances globales du système et la productivité.

L'introduction de la DDR5 entraîne une série de considérations de conception liées à des vitesses de mémoire vive plus élevées et à des tensions plus basses, ce qui pose de nouveaux défis en matière d'intégrité des signaux. Les concepteurs doivent s'assurer que les cartes mères et les modules DIMM sont capables de gérer les vitesses de signal accrues. Des simulations au niveau du système doivent être effectuées pour vérifier l'intégrité du signal à tous les emplacements de la DRAM.

Dans les conceptions DDR4, les défis en matière d'intégrité des signaux portaient principalement sur le bus DQ à double débit de données, avec une attention relativement moindre accordée au bus d'adresse de commande (CA) à plus faible vitesse. Toutefois, dans les modèles DDR5, même le bus CA exige une attention particulière pour maintenir une intégrité optimale des signaux. Alors que le DDR4 incorporait une égalisation par rétroaction différentielle (DFE) pour améliorer le canal de données DQ, le DDR5 nécessite des options DFE pour les récepteurs du bus CA du RCD afin d'assurer une réception fiable du signal.

Le réseau de distribution d'énergie (PDN) sur la carte mère, y compris la connexion au module DIMM avec le PMIC, est un autre élément crucial à prendre en compte. Compte tenu des débits d'horloge et de données plus élevés, il est essentiel de veiller à ce que le PDN puisse supporter la charge accrue liée au fonctionnement à des vitesses plus élevées tout en maintenant une excellente intégrité des signaux et en fournissant une alimentation électrique propre aux modules DIMM.

En outre, les connecteurs DIMM qui relient la carte mère au module DIMM doivent être capables de supporter les nouveaux débits d'horloge et de données. Les concepteurs de systèmes doivent accorder une plus grande importance aux interférences et à la compatibilité électromagnétiques (EMI et EMC) dans la conception du système, notamment en ce qui concerne les vitesses d'horloge et les débits de données plus élevés présents sur la carte de circuit imprimé (PCB).

En tenant compte de ces considérations de conception liées à l'intégrité du signal, à la fourniture d'énergie et à l'EMI/EMC, la technologie DDR5 peut être exploitée efficacement pour maximiser les performances du système et assurer un fonctionnement sans faille dans les environnements informatiques à grande vitesse.

Les puces d'interface mémoireDDR5 apportent des améliorations significatives à l'intégrité des signaux, en particulier pour les signaux de commande et d'adresse transmis du contrôleur de mémoire hôte aux modules DIMM. Le bus de chaque canal est acheminé vers le RCD (Registering Clock Driver), puis distribué aux deux sections du module DIMM. Cette architecture réduit efficacement la charge sur le bus CA, améliorant l'intégrité du signal et minimisant les problèmes potentiels rencontrés par le contrôleur de la mémoire hôte.

Le chipset étendu, qui comprend le SPD Hub et le TS, permet d'obtenir des modules DIMM plus intelligents, capables de fonctionner à des débits de données plus élevés offerts par la DDR5, tout en restant dans les limites de puissance et de température souhaitées. Cette avancée garantit que les modules DIMM maintiennent des niveaux de performance optimaux sans dépasser les seuils de puissance et thermiques désignés.

De nombreux fabricants proposent désormais des chipsets d'interface mémoire DDR5, ce qui permet aux concepteurs de tirer pleinement parti des avantages de la technologie DDR5 tout en relevant efficacement les défis associés à des débits de données, des signaux CA et des vitesses d'horloge plus élevés. Avec des niveaux de performance atteignant désormais un impressionnant 6400 MT/s, ces chipsets offrent le support nécessaire pour atteindre des performances et une fiabilité exceptionnelles dans les systèmes de mémoire DDR5.

En utilisant ces chipsets d'interface mémoire DDR5, les concepteurs peuvent assurer une intégrité robuste des signaux, exploiter les capacités améliorées de la DDR5 et fournir des performances exceptionnelles dans les environnements informatiques à grande vitesse.

L'évolution continue de la mémoire vive reste un voyage fascinant et, alors que la DDR5 gagne en importance au sein de la communauté grand public, l'attente de la prochaine avancée - la RAM DDR6 - se fait de plus en plus pressante. Avec des vitesses plus rapides et l'utilisation des technologies MSAP (Multi-Signal Access Point), la DDR6 promet de repousser encore plus loin les limites des performances de la mémoire.

Mais qu'est-ce que cela signifie exactement et combien de temps la DDR5 va-t-elle encore dominer le marché ? Entrons dans les détails. Bien que les dates de sortie de la DDR6 n'aient pas encore été confirmées, les prévisions de l'industrie suggèrent que la RAM DDR6 fera ses débuts dans un avenir proche. Avec cette nouvelle itération, nous pouvons nous attendre à des vitesses encore plus élevées et à des capacités améliorées.

Pour profiter pleinement de la mémoire vive DDR6, certaines conditions doivent être remplies. Les architectures de système devront prendre en charge la technologie DDR6 et des cartes mères et processeurs compatibles devront être disponibles. Il est important que les utilisateurs suivent de près les annonces et les spécifications des fabricants de matériel pour s'assurer de la compatibilité lorsque la DDR6 sera disponible.

Quant à la durée de la prédominance de la DDR5, il est difficile de la prévoir avec une certitude absolue. Toutefois, les avancées technologiques dans le secteur des mémoires suivent généralement un cycle, chaque itération bénéficiant d'une période de domination avant que la génération suivante n'émerge.

La mémoireDDR5 n'en est encore qu'à ses premiers stades d'adoption et devrait rester une norme de mémoire prédominante pendant plusieurs années.

L'avènement de la mémoire vive DDR6 promet de porter les performances de la mémoire à de nouveaux sommets. À mesure que l'industrie progresse, il est essentiel de se tenir informé des calendriers de sortie, des vitesses prévues et des exigences matérielles nécessaires pour tirer pleinement parti des capacités de la DDR6.

Des temps passionnants attendent les amateurs de mémoire vive et nous attendons avec impatience l'arrivée de la DDR6 et les possibilités qu'elle offre.

En février 2023, il est confirmé que la DDR6 est en cours de développement, Samsung ayant annoncé lors de son Tech Day que la DDR6 devrait arriver sous forme de modules pour une utilisation commerciale en 2025. Cela garantit un cycle de vie relativement long pour la DDR5, d'autant plus que la DDR6 devra être intégrée dans des barrettes de mémoire vive avant de pouvoir être utilisée par le grand public.

N'oubliez pas que l'une des raisons de mettre à jour votre carte mère est de pouvoir utiliser la mémoire vive DDR5.

Vitesses de la DDR6

Au fil des itérations de la RAM DDR, une tendance notable se dessine : chaque nouvelle version tend à doubler la vitesse de son prédécesseur. Dans le cas de la DDR5, elle fonctionne actuellement à une vitesse maximale de 51,2 gigaoctets par seconde sur deux canaux par module. Toutefois, il est important de noter que les modules JEDEC offrent généralement des vitesses de 6 400 Mo/s, et que des modules plus rapides ont été mis sur le marché tout au long du cycle de vie de la DDR5.

En ce qui concerne l'avenir, la DDR6 est prête à faire ses débuts avec des débits de données impressionnants. Les prévisions indiquent que les modules JEDEC atteindront des vitesses allant jusqu'à 12 800 Mo/s, tandis que l'overclocking permettra de pousser ces vitesses jusqu'à 17 000 Mo/s. Il convient de noter que ces vitesses devraient augmenter au fur et à mesure du cycle de vie de la DDR6.

Il est essentiel de se rappeler que la DDR n'est que l'un des termes essentiels à connaître lorsqu'on parle de mémoire vive. Le monde de la mémoire informatique englobe toute une série de concepts et de technologies qui contribuent aux performances globales du système. Se tenir au courant de ces évolutions permet d'acquérir une compréhension globale de la mémoire vive et de son rôle dans les environnements informatiques modernes.

En se tenant au courant des progrès des vitesses de la RAM DDR, en particulier avec l'introduction de la DDR6, les passionnés peuvent prendre des décisions éclairées sur les besoins en mémoire de leur système, en maximisant les performances et l'efficacité.

Nouvelle technologie : MSAP

L'utilisation par Samsung de la technologie MSAP est de plus en plus répandue dans ses modules de mémoire vive DDR, révolutionnant ainsi le paysage de la mémoire. MSAP, qui signifie Modified Semi Additive Process, a déjà trouvé sa place dans certaines marques de RAM DDR5. Cette technologie de pointe permet aux fabricants de concevoir des modules dotés de circuits plus fins, ce qui ouvre la voie à des vitesses plus élevées et à une meilleure connectivité.

En utilisant le MSAP, les fabricants peuvent recouvrir efficacement les espaces vides dans les circuits, optimisant ainsi les transferts de données et renforçant la connectivité entre les différents composants. Cette innovation révolutionnaire permet aux modules de mémoire vive DDR6 d'atteindre des vitesses plus élevées, contribuant ainsi à l'amélioration des performances globales du système.

Le MSAP continuant à gagner du terrain, l'utilisation de cette technologie devient une considération vitale lors de la sélection des modules de RAM DDR6. Les fabricants qui mettent en œuvre la technologie MSAP peuvent fournir des circuits améliorés, ce qui permet aux utilisateurs d'exploiter toutes les capacités de la DDR6 et de profiter d'une expérience informatique sans faille.

La technologie MSAP est appelée à jouer un rôle crucial dans le façonnement de l'avenir de la RAM DDR6, car en adoptant des modules DDR6 compatibles MSAP, les utilisateurs peuvent débloquer des vitesses plus élevées, une connectivité supérieure et, en fin de compte, optimiser les performances de leur système pour un large éventail de tâches informatiques.

Bien que la DDR6 n'en soit qu'à ses débuts, avec une finalisation attendue dans environ un an et une commercialisation prévue dans deux ans, l'attente en vaudra la peine. La DDR6 représente un bond significatif en termes de performances, promettant des vitesses deux fois supérieures à la norme actuelle.

Alors que l'industrie continue de progresser, il est essentiel pour les passionnés de technologie et les concepteurs de systèmes de se tenir au courant des progrès de la DDR6 et de sa sortie imminente. Préparez-vous à assister aux améliorations remarquables des vitesses de mémoire et à l'intégration de technologies de pointe telles que le MSAP, qui façonneront sans aucun doute l'avenir des performances informatiques.