Modul memori Kingston ValueRAM & Kingston FURY Beast DDR5

Standar Memori DDR5: Pengenalan teknologi modul DRAM generasi berikutnya

Jan 2024

Gambaran Umum DDR5

DDR5 adalah generasi ke-5 dari Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory, alias DDR5 SDRAM. Dimulai pada tahun 2017 oleh badan standar industri JEDEC (Dewan Rekayasa Perangkat Elektron Gabungan/Joint Electron Device Engineering Council) dengan masukan dari para vendor semikonduktor memori dan arsitektur chipset global terkemuka, termasuk Kingston, DDR5 dirancang dengan fitur-fitur baru untuk kinerja lebih tinggi, penggunaan daya lebih rendah, dan integritas data lebih kuat untuk komputasi pada dekade berikutnya. DDR5 diluncurkan pada tahun 2021.

Ilustrasi yang menunjukkan anatomi modul memori DDR4 vs DDR5 sebagai perbandingan

Kinerja kecepatan awal yang lebih tinggi

DDR5 diawali dengan kecepatan 4800MT/dtk{{Footnote.A65242}}, sedangkan DDR4 mencapai kecepatan maksimum pada 3200MT/dtk. Perbedaan ini menunjukkan peningkatan bandwidth sebesar 50%. Sesuai dengan rilis platform komputasinya, rencana kecepatan standar DDR5 akan ditingkatkan hingga 8800MT/dtk, bahkan dapat lebih dari itu.

Pengurangan Penggunaan Daya / Peningkatan Efisiensi

Pada 1,1 V, DDR5 mengonsumsi daya ~20% lebih sedikit daripada komponen setara DDR4 pada 1,2 V. Selain memperpanjang usia baterai di laptop, DDR5 juga memiliki keunggulan signifikan untuk server perusahaan besar yang bekerja sepanjang waktu.

PMIC

Modul DDR5 memiliki fitur Power Management Integrate Circuits (PMIC) on-board, yang membantu mengatur daya yang dibutuhkan oleh berbagai komponen modul memori (DRAM, Register, hub SPD, dll). Untuk modul kelas server, PMIC menggunakan 12 V dan untuk modul kelas PC, PMIC menggunakan 5 V. Hal ini membuat distribusi daya lebih baik daripada generasi sebelumnya, meningkatkan integritas sinyal, dan mengurangi derau.

SPD Hub

DDR5 menggunakan perangkat baru yang mengintegrasikan EEPROM Serial Presence Detect (SPD) dengan fitur hub tambahan, yang mengelola akses ke pengontrol eksternal dan memisahkan beban memori pada bus internal dari eksternal.

Subkanal 32-bit ganda

DDR5 memisahkan modul memori menjadi dua subkanal 32-bit independen yang dapat dialamatkan untuk meningkatkan efisiensi dan menurunkan latensi akses data untuk pengontrol memori. Lebar data dari modul DDR5 masih 64-bit, tetapi dengan membaginya menjadi dua kanal 32-bit yang dapat dialamatkan, meningkatkan kinerja keseluruhan. Untuk memori kelas server (RDIMM), 8-bit ditambahkan ke setiap subkanal untuk dukungan ECC dengan total 40-bit per subkanal, atau 80-bit untuk setiap Rank. Modul Dual Rank mempunyai fitur empat subkanal 32-bit.

Kunci Modul

Alur di tengah modul berfungsi seperti kunci, yang diselaraskan dengan soket DDR5 untuk mencegah dipasangnya DDR4, DDR3, atau jenis modul lain yang tidak didukung. Tidak seperti DDR4, kunci modul DDR5 berbeda antara jenis modul: UDIMM dan RDIMM

On-Die ECC

On-Die ECC (Error Correction Code), atau Kode Koreksi Kesalahan pada Cetakan, adalah fitur baru yang dirancang untuk mengoreksi kesalahan bit di dalam chip DRAM. Saat chip DRAM meningkat kepadatannya melalui penyusutan litografi wafer, potensi kebocoran data meningkat. On-Die ECC mengurangi risiko ini dengan mengoreksi kesalahan dalam chip, yang meningkatkan keandalan dan mengurangi tingkat kerusakan. Teknologi ini tidak dapat mengoreksi kesalahan di luar chip atau yang terjadi pada bus antara modul dan pengontrol memori yang terdapat di dalam CPU. Prosesor dengan pengaktifan ECC untuk server dan stasiun kerja mempunyai fitur pengkodean yang dapat mengoreksi kesalahan bit-tunggal atau multi-bit pada saat proses berjalan. Bit DRAM tambahan harus tersedia untuk memungkinkan koreksi ini terjadi, yang merupakan fitur pada tipe modul kelas ECC seperti ECC unbuffered (tanpa buffer), Registered (terdaftar), dan Load Reduced (pengurangan beban).

Sensor Suhu Tambahan

RDIMM DDR5 kelas server menambahkan sensor suhu pada ujung modul untuk memantau kondisi termal di sepanjang modul DIMM. Dengan penambahan ini, kontrol pendinginan sistem menjadi lebih tepat, sehingga tidak terjadi hambatan kinerja seperti yang dialami oleh DDR4 pada suhu tinggi.

Peningkatan Bank dan Panjang Burst

DDR5 menggandakan bank dari 16 menjadi 32. Ini memungkinkan lebih banyak page dibuka pada satu saat, yang meningkatkan efisiensi. Selain itu, panjang burst minimum juga digandakan menjadi 16, naik dari 8 untuk DDR4. Hal ini meningkatkan efisiensi bus data, menyediakan dua kali data pada bus, dan akibatnya mengurangi jumlah baca/tulis untuk mengakses jalur data cache yang sama.

Peningkatan Refresh

DDR5 menambahkan perintah baru yang disebut SAME-BANK Refresh, yang memungkinkan refresh hanya satu bank per grup bank, versus semua bank. Jika dibandingkan dengan DDR4, perintah ini memungkinkan DDR5 untuk lebih meningkatkan kinerja dan efisiensi.

Decision Feedback Equalization (DFE) / Penyamaan Umpan Balik Keputusan

DDR5 menggunakan Decision Feedback Equalization (DFE) untuk memberikan integritas sinyal yang stabil dan andal pada modul, yang diperlukan untuk bandwidth tinggi.

Faktor Bentuk

Meskipun modul memorinya sendiri tampak serupa dengan DDR4, terdapat perubahan signifikan yang membuatnya tidak kompatibel dengan sistem lama. Lokasi alur pemandu (takik di bagian tengah) dibuat berbeda untuk mencegah pemasangan modul ke soket yang tidak kompatibel.

ECC Registered DIMM (RDIMM) atau DIMM Terdaftar ECC
Multiplexer Combined Ranks DIMM (MCRDIMM) atau DIMM Rank Gabungan Multiplexer
Multi-Ranked Buffered DIMM (MRDIMM) atau DIMM Buffer Banyak Rank
ECC Unbuffered DIMM (ECC UDIMM) atau DIMM ECC Tanpa Buffer
ECC Unbuffered SODIMM (ECC SODIMM) atau SODIMM ECC Tanpa Buffer
Non-ECC Unbuffered DIMM (UDIMM) atau DIMM Tanpa Buffer Non-ECC
Non-ECC Unbuffered SODIMM (SODIMM) atau SODIMM Tanpa Buffer Non-ECC
Compression Attached Memory Module (CAMM) atau Modul Memori Pemasangan Tekan

Antarmuka
Kecepatan Data (Kecepatan dalam MT/s){{Footnote.A65242}}	3600, 4000, 4400, 4800, 5200, 5600, 6000, 6400, 6800, 7200, 7600, 8000, 8400, 8800
Kepadatan DRAM Monolitik (Gbit)	8Gb, 16Gb, 24Gb, 32Gb, 48Gb, 64Gb
Jenis Paket dan Ballout (x4, x8 / x16)	BGA, 3DS TSV (78, 82 / 102)
Voltase (VDD / VDDQ / VPP)	1,1 / 1,1 / 1,8 V
Internal VREF	VREFDQ, VREFCA, VREFCS
Perintah/Alamat	POD (Pseudo Open Drain)
Penyamaan	DFE (Dynamic Feedback Equalization/Penyamaan Umpan Balik Dinamis)
Panjang Burst	BL16 / BC8 / BL32 (opsional)
Arsitektur Inti
Jumlah Bank	32 Bank (8 Grup Bank) 8 BG x 4 bank (16-64 Gb x4/x8) 8 BG x 2 bank (8 Gb x4/x8) 16 Bank (4 Grup Bank) 4 BG x 4 bank (16-64 Gb x16) 4 BG x 2 bank (8 Gb x16)
Ukuran Page (x4 / x8 / x16)	1KB / 1KB / 2KB
Prefetch	16n
DCA (Duty Cycle Adjustment/Penyesuaian Siklus Tugas)	DQS dan DQ
Internal DQS Delay Monitoring (Pemantauan Keterlambatan DQS Internal)	DQS interval oscillator (Osilator interval DQS)
ODECC (On-die ECC/ECC Pada Cetakan)	128b+8b SEC pemeriksaan dan penghapusan kesalahan
CRC (Cyclic Redundancy Check/Pemeriksaan Redundansi Bersiklus)	Baca/Tulis
ODT (On-die Termination/Terminasi Pada Cetakan)	DQ, DQS, DM, bus CA
MIR (pin “Mirror”)	Ya
Inversi Bus	Command/address inversion (CAI) atau inversi perintah/alamat
Pelatihan CA, Pelatihan CS	pelatihan CA, pelatihan CS
Write Leveling Training Modes (Mode Pelatihan Perataan Tulis)	Ditingkatkan
Pola Pelatihan Baca	MR khusus untuk serial, clock, dan LFSR yang ditentukan pengguna -pola pelatihan yang dihasilkan
Mode registers	Hingga 256 x 8 bit
Perintah PRECHARGE	Semua bank, per bank, dan bank yang sama
Perintah REFRESH	Semua bank dan bank yang sama
Mode Loopback	Ya