Начало новой эпохи. Как работает оперативная память стандарта DDR4 — Ferra.ru

Источник изображения

Еще одним нововведением в DDR стало наличие сигнала QDS. Он располагается на печатной плате вместе с линиями данных. QDS был полезен при использовании двух и более модулей памяти. В таком случае данные приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей во времени из-за разного расстояния до них. Это создает проблемы при выборе синхросигнала для считывания данных, которые успешно решает как раз QDS.

Как уже говорилось выше, модули памяти DDR выполнялись в форм-факторах DIMM и SO-DIMM. В случае DIMM количество пинов составляло 184 штуки. Для того чтобы модули DDR и SDRAM были физически несовместимы, у решений DDR ключ (разрез в области контактной площадки) располагался в ином месте. Кроме этого, модули памяти DDR работали с напряжением 2,5 В, тогда как устройства SDRAM использовали напряжение 3,3 В. Соответственно, DDR обладала меньшим энергопотреблением и тепловыделением в сравнении с предшественником. Максимальная частота модулей DDR составляла 350 МГц (DDR-700), хотя спецификациями JEDEC предусматривалась лишь частота 200 МГц (DDR-400).

Память DDR2 и DDR3

Первые модули типа DDR2 появились в продаже во втором квартале 2003 года. В сравнении с DDR, оперативная память второго поколения не получила существенных изменений. DDR2 использовала всю ту же архитектуру 2ⁿ-prefetch. Если раньше внутренняя шина данных была вдвое больше, чем внешняя, то теперь она стала шире в четыре раза. При этом возросшую производительность чипа стали передавать по внешней шине с удвоенной частотой. Именно частотой, но не удвоенной скоростью передачи. В итоге мы получили, что если у DDR-400 чип работал на реальной частоте 200 МГц, то в случае DDR2-400 он функционировал со скоростью 100 МГц, но с вдвое большей внутренней шиной.

Также DDR2-модули получили большее количество контактов для присоединения к материнской плате, а ключ был перенесен в другое место для физической несовместимости с планками SDRAM и DDR. Вновь было снижено рабочее напряжение. Если модули DDR работали при напряжении 2,5 В, то решения DDR2 функционировали при разности потенциалов 1,8 В.

По большому счету, на этом все отличия DDR2 от DDR заканчиваются. Первое время модули DDR2 в отрицательную сторону отличались высокими задержками, из-за чего проигрывали в производительности планкам DDR с одинаковой частотой. Однако вскоре ситуация вернулась на круги своя: производители снижали задержки и выпускали более быстрые наборы оперативной памяти. Максимальная частота DDR2 достигала отметки эффективных 1300 МГц.

DDR4 SDRAM — Википедия

DDR4 SDRAM (англ. double-data-rate four synchronous dynamic random access memory) — четвёртое поколение оперативной памяти, являющееся эволюционным развитием предыдущих поколений DDR SDRAM. Отличается повышенными частотными характеристиками и пониженным напряжением питания.

Основное отличие DDR4 от предыдущего стандарта DDR3 заключается в удвоенном до 16 числе внутренних банков (в 2 группах банков^[1]), что позволило увеличить скорость передачи внешней шины. Пропускная способность памяти DDR4 в перспективе может достигать 25,6 ГБ/c (в случае повышения максимальной эффективной частоты до 3200 МГц). Кроме того, повышена надёжность работы за счёт введения механизма контроля чётности на шинах адреса и команд. Изначально стандарт DDR4 определял частоты от 1600 до 2400 МГц^[2] с перспективой роста до 3200 МГц^[3][4].

В массовое производство вышла во 2 квартале 2014 года, сперва только ECC-память,^[5] а в следующем квартале начались продажи и не-ECC модулей DDR4, вместе с процессорами Intel Haswell-E/Haswell-EP, требующих DDR4.

[6]

Разработка

Модуль памяти DDR4

Ранние работы по проектированию следующего за DDR3 стандарта оперативной памяти начались в JEDEC около 2005 года,^[7] примерно за два года до запуска DDR3 в 2007.^[8][9] Основы архитектуры DDR4 планировалось согласовать в 2008 году.^[10]

JEDEC представила информацию о DDR4 в 2010 году на конференции MemCon в Токио^[11]. Судя по слайдам «Time to rethink DDR4»^[12], новинка должна иметь и повышенную эффективную частоту (от 2 133 до 4 266 МГц), и пониженное напряжение (от 1,1 до 1,2 В) по сравнению с предыдущими стандартами, предполагаемый техпроцесс — 32 и 36 нм. Массовое производство намечалось на 2015 год, а первые образцы для создания контроллеров памяти и совместимых платформ — на 2011 год^[13][14][15].

В январе 2011 года компания Samsung представила модуль DDR4. Техпроцесс составил 30 нм, объём памяти 2 ГБ, а напряжение 1,2 В

[16]^[17][18][16]. Позднее Hynix представила свой первый модуль DDR4, который превзошёл модуль Samsung по частоте (2400 МГц вместо 2133). Hynix заявила о 80-процентном увеличении производительности памяти по сравнению с DDR3-1333.

В сентябре 2012 года JEDEC опубликовала финальный вариант спецификации DDR4^[19][20]. Последняя ревизия стандарта DDR4 была принята в ноябре 2013 года, стандарт на LPDDR4 — в августе 2014 года^[21][22].

По оценке компании Intel от апреля 2013 года, уже в 2014 году DDR4 могла бы стать основным типом памяти DRAM, и в 2015 году практически полностью вытеснить используемую ранее DDR3. По данным Intel, DDR4 потребляет на 35 % меньше энергии, чем DDR3L, а по пропускной способности превосходит память предыдущего поколения на 50 %^[23]. Однако внедрение DDR4 началось позднее

[24], и эта память займет большую часть рынка не ранее 2016 года.^[25] В 2017 году продажи памяти DDR4 превзошли модули стандарта DDR3^[26].

Максимальная пропускная способность

Для расчёта максимальной пропускной способности памяти DDR4 необходимо её эффективную частоту умножить на 64 бита (8 байт), то есть размер данных, который может быть передан за 1 такт работы памяти. Таким образом:

• Для памяти с эффективной частотой 1600 МГц (наименьшая частота, определённая стандартом)^[3] максимальная пропускная способность составит 1600 × 8 = 12 800 МБ/c
• Для памяти с эффективной частотой 2133 МГц максимальная пропускная способность составит 2133 × 8 = 17 064 МБ/c^[27]
• Для памяти с эффективной частотой 3200 МГц (наибольшая частота, изначально определённая стандартом) максимальная пропускная способность составит 3200 × 8 = 25 600 МБ/c^[27]

Нужно учитывать, что из-за временны́х ограничений по взаимодействию с микросхемами памяти, в частности для периодической операции обновления содержимого (англ.)русск. (регенерации), реальная пропускная способность меньше на 5—10 %, чем рассчитанная выше.

Современные материнские платы поддерживают многоканальные режимы работы памяти. Таким образом, итоговая эффективная пропускная способность памяти системы будет равняться пропускной способности DDR4, умноженной на количество используемых каналов.

Изначально предполагалось, что для работы DDR4 на максимальных частотах (3200 МГц)^[2] потребуется использование лишь одного модуля памяти DDR4 на канал передачи данных (прямое подключение напрямую к контроллеру с топологией точка-точка^{[28][29][30][31]}). При работе на меньших частотах, например 1866 и 2133 МГц, контроллеры памяти некоторых процессоров, в частности, Skylake (2015), могут использовать до 2 модулей памяти на канал^[32][33]. Для серверных систем используются модули RDIMM DDR4

[34] и ожидается появление модулей LRDIMM DDR4, использующих буферные микросхемы вблизи контактов модуля. Такая память сможет устанавливаться в количестве до 3 модулей на канал, при использовании совместимых платформ.^[35].

Спецификации стандартов

Стандартное название	Частота памяти, МГц	Частота шины, МГц	Эффективная (удвоенная) скорость, млн. передач/с	Название модуля	Пиковая скорость передачи данных, МБ/с	Тайминги CL-tRCD-tRP	Время цикла, нс
DDR4-1600J* DDR4-1600K DDR4-1600L	200	800	1600	PC4-12800	12800	10-10-10 11-11-11 12-12-12	12.5 13.75 15
DDR4-1866L* DDR4-1866M DDR4-1866N	233.33	933.33	1866.67	PC4-14900	14933.33	12-12-12 13-13-13 14-14-14	12.857 13.929 15
DDR4-2133N* DDR4-2133P DDR4-2133R	266.67	1066.67	2133.33	PC4-17000	17066.67	14-14-14 15-15-15 16-16-16	13.125 14.063 15
DDR4-2400P* DDR4-2400R DDR4-2400T DDR4-2400U	300	1200	2400	PC4-19200	19200	15-15-15 16-16-16 17-17-17 18-18-18	12.5 13.32 14.16 15
DDR4-2666T DDR4-2666U DDR4-2666V DDR4-2666W	333.33	1333	2666	PC4-21333	21333	17-17-17 18-18-18 19-19-19 20-20-20	12.75 13.50 14.25 15
DDR4-2933V DDR4-2933W DDR4-2933Y DDR4-2933AA	366.6	1466.5	2933	PC4-23466	23466	19-19-19 20-20-20 21-21-21 22-22-22	12.96 13.64 14.32 15
DDR4-3200W DDR4-3200AA DDR4-3200AC	400	1600	3200	PC4-25600	25600	20-20-20 22-22-22 24-24-24	12.50 13.75 15

Объём модулей

Объём кристалла DDR4 составляет от 2 до 16 Гбит, организация модулей памяти — ×4, ×8 или ×16 банков^[36] Минимальный объём одного модуля DDR4 составляет 4 ГБ, максимальный — 128 ГБ (кристаллы по 8 Гбит, упаковка 4 кристаллов в чип)^[28]. Не исключается производство модулей объёмом в 512 ГБ на базе кристаллов 16 Гбит и упаковке 8 кристаллов в чип.

Размеры модулей

DDR4 имеет 288-контактные DIMM-модули, схожие по внешнему виду с 240-контактными DIMM DDR-2/DDR-3. Контакты расположены плотнее (0,85 мм вместо 1,0), чтобы разместить их на стандартном 5¼-дюймовом (133,35 мм) слоте DIMM. Высота увеличивается незначительно (31,25 мм вместо 30,35).

DDR4 модули SO-DIMM имеют 260 контактов^[37] (а не 204), которые расположены ближе друг к другу (0,5 мм, а не 0,6). Модуль стал на 1,0 мм шире (68,6 мм вместо 67,6), но сохранил ту же высоту — 30 мм.

Прочее

Отраслевой стандарт оперативной памяти DDR4, описанный в DDR4 SDRAM STANDARD JEDEC JESD79-4, не содержит каких-либо сведений о наличии функций аппаратного шифрования информации.^[21]

В сентябре 2014 года были продемонстрированы модули памяти с частотой 3333 МГц (и максимальной пропускной способностью 26 664 МБ/c), что превзошло частоту, изначально определённую стандартом.

В августе 2015 года были продемонстрированы модули памяти с частотой 4233 МГц (и максимальной пропускной способностью 33 864 МБ/c).

Примечания

1. ↑ DDR4 Bank Groups in Embedded Applications / Synopsys DesignWare Technical Bulletin, Graham Allan, Sep. 2012
2. ↑ ^{1 2} DDR4 In A Nutshell, Misconceptions, Cool Features, and DDR5, Synopsys, Navraj Nandra, September 27th, 2012
3. ↑ ^{1 2} ]http://www.anandtech.com/show/4669/jedec-reveals-the-key-aspects-of-ddr4 JEDEC Reveals Key Aspects of DDR4] / AnandTech, Kristian Vättö, August 23, 2011 «DDR4 will start from 1600MHz .. The projected maximum speed for DDR4 is 3200MHz»
4. ↑ Следует учесть, что эффективная частота отличается от частоты тактирования шины. Под эффективной частотой понимается защелкивание данных по переднему и заднему фронтам. В связи с этим, реальная тактовая частота работы шины памяти в два раза меньше относительно эффективной частоты, см илл. Figure 4 из статьи
5. ↑ Crucial DDR4 Server Memory Now Available.
   globenewswire.com (2 June 2014). Проверено 12 декабря 2014.
6. ↑ How Intel Plans to Transition Between DDR3 and DDR4 for the Mainstream. TechPowerUp. Проверено 28 апреля 2015.
7. ↑ Sobolev, Vyacheslav JEDEC: Memory standards on the way. digitimes.com (31 мая 2005). — «Initial investigations have already started on memory technology beyond DDR3. JEDEC always has about three generations of memory in various stages of the standardization process: current generation, next generation, and future.». Проверено 28 апреля 2011. Архивировано 3 декабря 2013 года.
8. ↑ DDR3: Frequently asked questions. Kingston Technology. — ««DDR3 memory launched in June 2007»». Проверено 28 апреля 2011. Архивировано 28 июля 2011 года.
9. ↑ Valich, Theo. DDR3 launch set for May 9th (2 мая 2007). Проверено 28 апреля 2011.
10. ↑ Hammerschmidt, Christoph Non-volatile memory is the secret star at JEDEC meeting. eetimes.com (29 августа 2007). Проверено 28 апреля 2011.
11. ↑ JEDEC готовит спецификации оперативной памяти DDR4-SDRAM, 3dnews, 19.08.2010
12. ↑ Gervasi, Bill Time to rethink DDR4. July 2010. Discobolus Designs. Проверено 29 апреля 2011.
13. ↑ JEDEC готовит спецификации оперативной памяти DDR4-SDRAM. 3DNews (19.08.2010).
14. ↑ Nilsson, Lars-Göran DDR4 not expected until 2015. semiaccurate.com (16 августа 2010). Проверено 29 апреля 2011.
15. ↑ By Annihilator DDR4 memory in works, will reach 4.266GHz. wccftech.com (18 августа 2010). Проверено 29 апреля 2011.
16. ↑ ^{1 2} Samsung показала готовый DRAM-модуль памяти DDR4. 3DNews (04.01.2011).
17. ↑ Компания Samsung начинает поставки памяти типа DDR4
18. ↑ Samsung develops DDR4 memory with up to 40 percent better energy efficiency than DDR3 / Engadget 2011
19. ↑ JEDEC Announces Publication of DDR4 Standard
20. ↑ Организация JEDEC опубликовала спецификации DDR4 // ixbt.com, 25 Сентября 2012
21. ↑ ^{1 2} JEDEC. JEDEC DDR4 SDRAM STANDARD (JESD79-4A) (Nov 2013 — Aug 2014).
22. ↑ JEDEC утвердила стандарт DDR4 для ноутбуков / Ferra.ru, 27.08.2014
23. ↑ Intel отводит памяти DDR3 один год // ixbt.com, 13 Апреля 2013
24. ↑ Shah, Agam Adoption of DDR4 memory faces delays. IDG News (12 апреля 2013). Проверено 22 апреля 2013.
25. ↑ Shah, Agam. «Adoption of DDR4 memory faces delays», TechHive (IDG), April 12, 2013. Retrieved on June 30, 2013.
26. ↑ DDR4 станет основным типом оперативной памяти в текущем году, IC Insight, 3dnews (17.04.2017). Проверено 21 ноября 2017.
27. ↑ ^{1 2} Scott Mueller. Upgrading and Repairing PCs. Que Publishing. Mar 7, 2013. Table 6.11: JEDEC Standard DDR4 Module (284-PIN DIMM) Speeds and Transfer Rate
28. ↑ ^{1 2} Ferra.ru — Начало новой эпохи. Как работает оперативная память стандарта DDR4 // Ferra.ru, 31.08.2014
29. ↑ Память DDR4: время ли разбрасывать камни? / Процессоры и память
30. ↑ http://www.eda.org/ibis/summits/nov12b/pytel2.pdf «DDR4 architecture is point to point • One controller to 1 DIMM»
31. ↑ http://www.extremetech.com/computing/158824-haswell-e-to-offer-ddr4-support-up-to-eight-cores-in-2014 «Where DDR3 used a multi-drop bus that allowed multiple DIMMs to sit on the same memory channel, DDR4 virtually requires the use of a point-to-point bus with a maximum of one DIMM per RAM channel.»
32. ↑ http://ark.intel.com/ru/products/90591 «Кол-во модулей DIMM на канал 2»
33. ↑ http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/core/desktop-6th-gen-core-family-datasheet-vol-1.html «Table 2-1. Processor DRAM Support Matrix — DIMM Per Channel DPC 2»
34. ↑ http://www.jedec.org/sites/default/files/files/Desi_Rhoden_Server_Forum_2014_Final_r1.pdf
35. ↑ LRDIMM vs RDIMM: Signal integrity, capacity, bandwidth | EDN
36. ↑ JESD79-4 — JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM SEPTEMBER 2012
37. ↑ http://www.jedec.org/standards-documents/results/ddr4 — 260-Pin, 1.2 V (VDD), PC4-1600/PC4-1866/PC4-2133/PC4-2400/PC4-2666/PC4-3200 DDR4 SDRAM SO-DIMM Design Specification Release Number: 24, Item 2228.07B MODULE4_20_25 Aug 2014

Ссылки

DDR3 против DDR4. Теоретические различия / Kingston Technology corporate blog / Habr

Различия между поколениями оперативной памяти всегда достаточно существенны. Прошлогодний выход в люди стандарта DDR4 сделал серверный сегмент и high-performance desktop несколько выходящими из общего ряда. Недавний анонс серверным процессоров Intel Atom потянул за собой SO-DIMM DDR4. Все готово для массовой атаки на рынок, а не просто дебюта. Поизучаем немного теории, освежим знания? Под катом ключевые различия между DDR3 и DDR4.

Физические различия.

Разумеется, физически планки памяти DDR3 и DDR4 несовместимы. Вместо 240 пин у “третьего” — “четвертый” обладает 288 контактами. Увеличение числа контактов сделано ради возможности адресации как можно большего количества памяти. В самом максимальном варианте модуль памяти стандарта DDR4 может иметь объём 512 гигабайт. Минимальный объем модуля — 2 гигабайта.

Ключ разъема смещен ближе к центру. Защита от невнимательных пользователей работает, защита от невнимательных, но очень сильных пользователей — не существует.

Высота референсной планки — 31,25 мм — это чуть выше чем у предшественника (30 мм). Длина планки прежняя — 133,35 мм (напомните мне, сколько это в дюймах?), этот параметр не изменялся с момента появления первого поколения оперативной памяти DDR.

Электрические различия.

Вместо штатного напряжения питания 1,5В (1,35В для Haswell) предлагается стандартное напряжение 1,2В (1,05В для энергоэффективных систем). Преимущества очевидны: меньше нагрев, меньше энергопотребление, в дальнейшем: больше время автономной работы.

Частотные различия.

Если стандарты DDR3 начинаются с частоты 1066 МГц, то DDR4 стартует с отметки в 2133 МГц. Формально — увеличение частоты в два раза, а вот реально производительность не растет в два раза. Уже официально выпущены модули DDR4 с частотой 3000 МГц и есть даже более высокие показатели, но все они ориентированы на энтузиастов и оверклокеров.

Архитектурные различия.

Самое важное, что произошло при переходе — изменение архитектуры доступа к модулям. Раньше шина Multi-Drop имела всего два канала и даже при организации работы с четырьмя модулями памяти, они висели попарно на одном канале, что не всегда положительно сказывалось на производительности.

Новая шина с оригинальным название Point-to-Point будет связывать каждый канал с одним модулем памяти. То есть при наличии в процессоре двухканального контроллера памяти — будут доступны два слота, а при наличии четырехканального — четыре. Вы скажете мне, а как же платы с 8 слотами под память? Для них применяются цифровые коммутаторы — аналогичные по смыслу, тем, что разветвляют линии PCI Express. Таким образом, оперативная память переходит на использование параллельного доступа.

Еще один важный момент — изменение в организации чипов памяти. При равном объеме чип DDR4 будет иметь в два раза больше банков памяти и строки памяти в четыре раза короче. Это говорит о том, что новый стандарт будет переключаться между банками намного быстрее, чем DDR3.

Вкратце, это все ключевые различия между двумя поколениями оперативной памяти DDR3 и DDR4, как это отражается на практике? Есть ли ощутимые различия в производительности — будем выяснять в следующих постах. Оставайтесь с нами.

Наши предыдущие посты:

время ли разбрасывать камни? / Процессоры и память

Прошло относительно немного времени с тех пор, как современная оперативная память стандарта DDR3 заменила собой привычные модули DDR2 и постепенно превратилась из дорогого экзотического удовольствия с сомнительной производительностью в массовый продукт, востребованный всеми сегментами рынка. Совсем недавно – каких-то три года назад, составляя публикацию FAQ по DDR3, мне в большинстве случаев приходилось говорить о возможностях DDR3 в будущем времени.

Появление нового стандарта оперативной памяти DDR4 уже не за горами. По прогнозам экспертов JEDEC Solid State Technology Association (ранее Joint Electron Devices Engineering Council), независимой индустриальной организации по разработке и принятию стандартов в полупроводниковой промышленности, первые прототипы модулей DDR4 SDRAM появятся уже в следующем году, когда будут оформлены окончательные спецификации стандарта. Начало массового коммерческого производства DDR4 сейчас планируется на 2012 год, а полномасштабный переход с DDR3 на DDR4 ожидается ближе к 2015 году.

До недавнего времени о стандарте DDR4, впервые представленном на форуме Intel для разработчиков в Сан-Франциско в 2008 году, было известно относительно немного. В целом, обсуждались грядущие тактовые частоты, напряжение питания да предполагаемые нормы техпроцесса. Никакой особой конкретики по архитектуре чипов, топологии интерфейсов или сигнальным параметрам не было. По большому счёту, полной ясности в этих вопросах нет и сейчас, однако конференции Denali MemCon10 и MemCon Tokyo 2010, прошедшие в конце июля в Санта Клара и Токио, добавили некоторой определённости будущему стандарту.

Благодаря компании Denali в распоряжении нашей компании оказался полный пул докладов, презентаций и обсуждений, озвученных в рамках MemCon10, так что сегодня мы предлагаем вашему вниманию  «выжимку» известной информации о будущем DDR4.

⇡#Как и почему DDR3 тормозит появление DDR4

Прежде всего, надо понимать одну простую вещь: переход на новый стандарт происходит не по приказу свыше или чьему-то капризу, а в связи с неспособностью продуктов предыдущего поколения справляться с поставленными задачами. То есть, потребность в DDR4 возникнет сразу же после того, как DDR3 полностью исчерпает свои возможности.

Именно в этом и заключается ключевая интрига с переносом сроков внедрения DDR4 на более поздние сроки, нежели планировалось ранее. Об этом в ходе MemCom10 подробно рассказал Билл Герваси (Bill Gervasi), вице-президент US Modular и член совета директоров JEDEC. На сегодняшний день возможности архитектуры DDR3 вряд ли можно назвать исчерпавшими себя,  так что пока есть смысл продолжать развитие этого стандарта и дальше. И чем больше удастся «выжать» из DDR3, тем дальше будут переноситься сроки внедрения DDR4.

Посмотрим на сложившуюся ситуацию. По традиции, производительность нового поколения памяти обычно стартует с тех позиций, на которых «захлебнулось» предыдущее поколение.  Напомним, что  память DDR3 стартовала с отметки DDR3-1066, на которой остановилась экспансия массовой памяти DDR2 (DDR2-400/1066).

На сегодняшний день память DDR3-1333 представляет собой массовый общепринятый индустриальный стандарт. На рынке предостаточно модулей памяти DDR3-1600, встречаются DDR3-1866,  и не счесть всевозможных нестандартных вариантов вроде  DDR3-2000.

Ранее ожидалось, что возможности массовой памяти DDR3 будут исчерпаны где-то в районе производительности уровня DDR3-1600. С этой отправной точки предполагалось восхождение памяти DDR4, однако совсем недавно спецификации DDR3 пополнились стандартизированной версией DDR3-2133.

Таким образом, при наличии сертифицированных стандартных модулей DDR3-2133 появление памяти стандарта DDR4-1600 попросту теряет всякий смысл.  Современный, более реалистичный роадмэп, озвученный на конференции MemCon10, предполагает, что в рамках стандарта DDR4 скорость модулей составит от DDR4-2133 до DDR4-4266.

Однако растущая производительность – не единственный «козырь», продлевающий жизнь стандарта DDR3 и отдаляющий появление DDR4. Ещё один важный момент – энергопотребление, напрямую связанное с напряжением питания чипов памяти. Первоначально предполагалось, что напряжение питания новой памяти DDR4 составит 1,2 В, и затем появятся новые поколения чипов с питающим напряжением 1,1 В и 1,05 В. В то же время, для DDR3, впервые представленной в 1,5 В варианте, экспансия должна была закончиться на нынешних 1,35 В чипах. Однако выпуск низковольтной памяти DDR3 с напряжением питания всего 1,25 В делает появление 1,2 В памяти DDR4 преждевременным, так как более высокие частоты работы памяти значительно увеличивают энергопотребление.

Третий важный момент – растущая ёмкость модулей, и здесь DDR3 вновь не готова сдавать позиции. Появление низковольтных чипов DDR3 емкостью 4 Гбит и 8 Гбит позволяет наладить выпуск очень ёмких модулей памяти с низким энергопотреблением, что также делает появление DDR4 в ближайшее время неактуальным .

⇡#Мир никогда не будет прежним: новая архитектура и топология DDR4

В своё время, при переходе от памяти DDR2 к DDR3 разработчиками нового по тем временам стандарта был сделан революционный шаг. Типичная для DDR2 топология подключения шины памяти «звёздочкой» была заменена на сетевую (Fly-by) топологию командной, адресной и управляющей шин, с внутримодульной (On-DIMM) терминацией и прецизионными внешними резисторами (ZQ resistors) в цепях калибровки.

Однако сколько верёвочке не виться, а шине с многоточечной топологией линий передач данных всё же приходит конец, как он давным-давно пришёл для графической памяти GDDR. Не те нынче скорости, не те потребности в объёмах передаваемых данных.

Как однозначно выразился по этому поводу Билл Герваси, «Multi-drop bus must die«. Применительно к стандарту DDR4 это означает, что место многоточечной топологии займут соединения типа «точка-точка», иначе не добиться значительного прироста производительности.

Из этого следует, что подсистема памяти DDR4 позволит поддерживать только один единственный модуль памяти на каждый канал. Вряд ли это окажет существенное воздействие на рынок мобильных и настольных ПК, хотя увеличение объёмов оперативной памяти не помешает никому, однако наиболее важным этот вопрос будет для серверного рынка. Как же наращивать количество памяти в условиях таких жёстких канальных ограничений?

Выходов из ситуации на сегодняшний день придумано несколько.

Первый – самый логичный: необходимо наращивать ёмкость собственно  чипов и модулей памяти. Один из перспективных способов – изготовление многоярусных чипов по технологии TSV (Through-Silicon Via), которую также называют «объёмной», или просто 3D.

С многослойными (MLP) чипами флэш-памяти технология TSV имеет лишь отдалённое сходство, однако понять суть формирования чипа в самых общих чертах такая аналогия помогает. Идея, кстати, отнюдь не нова, так как ещё в 2007 году компания Samsung Electronics объявила о выпуске первых многоярусных 512-Мбит чипов DRAM по технологии TSV.

Именно эту технологию планирует использовать для выпуска DDR4 консорциум из компаний Elpida Memory, Powertech Technology и United Microelectronics (UMC). Совместными усилиями они намерены развивать технологию TSV (Through-Silicon Via) для выпуска многослойных 3D чипов, объединяющих логику и память. В рамках проекта будет разрабатываться технология выпуска многослойных чипов для норм 28-нм техпроцесса на базе технологий DRAM компании Elpida, сборочных предприятий компании PTI и производственных мощностей UMC по выпуску логики. Таким образом, планируется добиться выпуска относительно недорогих чипов памяти DDR4 очень высокой ёмкости.

Над внедрением технологии TSV также активно работает компания Hynix, которая в рамках Denali MemCon10 рассказала о собственных планах выпуска ёмких чипов DDR и GDDR на ближайшие годы. По словам представителей компании, разработка методик применения TSV в настоящее время находится в зачаточном состоянии, и пока трудно оценить, какие плюсы это может принести в будущем.

Ещё один хорошо известный и уже зарекомендовавший себя способ — использование техники так называемой «разгружающей памяти» — LR-DIMM (Load-Reduce DIMM). Суть идеи состоит в том, что в состав модуля памяти LR-DIMM входит специальный чип (или несколько чипов), буферизирующих все сигналы шины и позволяющих увеличить количество поддерживаемой системой памяти.

К примеру, на сегодняшний день компании Samsung  и Micron уже освоили технологию выпуска модулей памяти стандарта DDR3 LR-DIMM объемом 32 Гб. Ничто не ограничивает применение этой технологии и при выпуске памяти DDR4. Правда, не стоит забывать про, пожалуй, единственный, но от этого не менее существенный недостаток LR-DIMM: буферизирование неизбежно ведёт к  дополнительному увеличению латентности, которая у памяти DDR4 по определению будет и без того немаленькая.

Для сегмента серверных и high-end вычислений, где востребован очень большой объём памяти, предлагается совершенно иной выход из ситуации. Здесь предполагается использование высокоскоростной коммутации специальными многовходовыми чипами-коммутаторами.

Как известно, CAS-латентность (задержка между отправкой в память адреса столбца и началом передачи данных) нынешней памяти DDR3 составляет 5 – 16 тактов, для GDDR5, соответственно, 5 — 36 тактов; при этом tRFC для DDR3 составляет 90 – 350 нс. В частности, для памяти DDR3-2133 типичные тайминги составляют 12-12-12 против 9-9-9 многих модулей DDR3-1333. К сожалению, тайминги и латентность памяти DDR4 мы пока что не можем оценить даже теоретически, ибо, напомню, выпуск финальных спецификаций DDR4 планируется JEDEC не ранее 2012 года. Буфера предвыборки 8n, рассчитанную на выборку 8  слов данных за одно обращение к памяти у DDR3, действительно сменит Prefetch26 у DDR4, однако как именно это скажется на общей производительности, без знания остальных ключевых характеристик DDR4 оценить трудно.

⇡#Просуммируем

Уже сейчас, задолго до появления первых модулей памяти DDR4 SDRAM на прилавках наших магазинов, можно уверенно сказать: процесс перехода с DDR3 на DDR4 будет более сложным и более продолжительным, нежели в своё время переход с DDR2 на DDR3, который, как мы все помним, тоже был не сахар и закончился совсем недавно.

Тяжелее придётся всем – и производителям чипов, и производителям модулей памяти. За счёт изменения топологии и архитектуры памяти сложнее придётся и производителям системных плат, и системным интеграторам. Разумеется, достанется и нам, конечным пользователям, которые в итоге оплатят весь этот «праздник» перехода на новые стандарты из своего кошелька.

Отчасти переход на новый тип памяти тормозится технической неготовностью индустрии к выпуску DDR4. Например, чтобы выпускать чипы памяти DDR4 с напряжением питания хотя бы 1,2 В, необходимо сначала толком осилить 30-нм техпроцесс, а ведь в результате получится не самый экономичный чип даже по сравнению с нынешними 1,25 В вариантами DDR3 из-за более высокого энергопотребления на более высоких рабочих частотах. Меньшее напряжение питания транзисторных ядер, и, соответственно, меньшее энергопотребление чипов будут реальны только с освоением примерно 20-нм норм техпроцесса, что произойдёт не ранее 2012-2013 годов.

Острую необходимость в более производительной памяти сегодня удаётся снизить благодаря расширению спецификаций DDR3 до поддержки режима DDR3-2133, что уменьшает необходимость срочного появления нового поколения памяти. Первоначальная версия DDR4-1600 вряд ли вообще будет выпущена ввиду неактуальности.

На сегодняшний день предполагается, что модули памяти DDR4 будут представлены  в вариантах от DDR4-2133 до DDR4-4266. Ожидается, что первые чипы DDR4, выпущенные с соблюдением норм 32-нм/36-нм техпроцессов, появятся уже в следующем, 2011 году, а собственно стандарт DDR4 в окончательной редакции будет принят JEDEC в 2012 году.

Затем стартует многолетняя эпопея по постепенному замещению DDR3 на DDR4, которая, по предварительным оценкам, проявит себя всерьёз к 2015 году, и затем ситуация начнёт развиваться по нарастающей.

Так что в любом случае, на сегодня основной вывод один: несколько спокойных лет с памятью DDR3 у нас ещё есть.

Ссылки по теме

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

характеристики и чем она лучше прошлых покалений ОЗУ

DDR4 — на сегодняшний день самый популярный и актуальный формат оперативной памяти. Он устанавливается как в стационарные компьютеры, так и в ноутбуки, моноблоки и другие мобильные устройства. Ниже мы рассмотрим, в чем особенности, специфика, новшества и отличия DDR4 от уходящего в прошлое стандарта DDR3 и других типов ОЗУ.

Особенности DDR4

Перед выбором любого комплектующего персонального компьютера необходимо подробно ознакомиться с его ключевыми особенностями. DDR4 — оперативка, которая является универсальной для любой современной техники. Это связано с тем, что это ОЗУ использует чипы для поверхностной установки способом BGA.

Тем не менее для повышения емкости ОЗУ, возможности апгрейда, простоты установки и общей унификации сегодня в персональных компьютерах применяется так называемая модульная конструкция.

Формат

На чем распаиваются все чипы памяти DDR4? Сколько контактов у ddr4 планки? Сегодня используются платы (от четырех до шестнадцати штук), которые оснащаются 284 выходными контактами и называются DIMM. Все контакты оперативки имеют идентичные размеры, но совершенно несовместимы с ОЗУ DDR3, поскольку у модуля последней есть только лишь 240 контактных выводов. Вдобавок, модули разных поколений имеют очень разное расположение так называемого выреза-ключа, который используется для предотвращения установки оперативки в неправильный слот или ошибочной стороной. DIMM — это модули ОЗУ для серверов и обычных персональных компьютеров.

Так как ноутбуки требуют более компактных комплектующих, был разработан специальный модуль под названием SO-DIMM. Это небольшая двухсторонняя планка ddr4 ram с компактными выводами в числе 260. Она в два раза меньше стандартного ОЗУ-модуля и помимо ноутбуков, используется также в неттопах и моноблоках.

Характеристики

Это еще один очень важный критерий классификации DDR4-памяти. Напряжение, латентность и тактовая частота — вот основные рабочие параметры. Важно отметить, что с тактовой частотой непосредственно связана пропускная способность ОЗУ.

Тактовая частота. На что влияет влияет частота оперативной памяти? Это специальный параметр ОЗУ, который характеризуют общее быстродействие ОЗУ в режиме записи и дальнейшего чтения определенной информации. DDR4 сейчас выпускают с тактовой частотой 1600-3200 МГц. Под работу с подавляющим большинством персональных компьютеров сегодня рассчитаны модули ОЗУ со следующими значениями частоты:

• 1866 МГц.
• 2133 МГц.
• 2400 МГц.

Напряжение — это питающее напряжение ОЗУ-планки. Наиболее популярным значением на сегодняшний день данного параметра является 1,2 В. Помимо него существует специальная DDR4-память с более низким потреблением, которая называется LPDDR4. Для чего она нужна? LPDDR4 используется исключительно в разнообразной компактной и маленькой технике, смартфонах, всяческих планшетах. Сейчас она все еще не очень популярна. В угоду большей экономичности, это ОЗУ имеет сниженное быстродействие.

Латентность — это параметр оперативки, который определяет задержку между подачей специального запроса на конкретную операцию и ее выполнением. Латентность измеряется в общем числе рабочих тактов. Она характеризует общее быстродействие ОЗУ в режиме записи или чтения в абсолютно любом порядке. Оперативка будет более отзывчивой, если значение задержки будет меньшим. Если у модулей ОЗУ одинаковые показатели тактовой частоты, быстрее будет тот, у которого латентность меньше.

Отличия DDR3 от DDR4

К сожалению, развитие оперативной памяти идет не так быстро и стремительно, как у центральных процессоров. Новые поколения последних выходят практически ежегодно, в то время как ОЗУ DDR3 оставалась лидером рынка оперативной памяти с 2007 года. В чем же отличия нового поколения ОЗУ DDR4 от DDR3?

• Было существенно снижена теплоотдача и потребление энергии. У DDR3 напряжение составляло примерно 1,5-2 Вольта, у DDR4 же оно было уменьшено до рекордных 1,05-1,2 Вольта. Правда более ощутимо это не для персональных компьютеров, а для мощных серверов.
• Диапазон тактовой частоты значительно увеличился. DDR3 ОЗУ работало на тактовых частотах 800-2933 Мгц. DDR4 сегодня начинает свой диапазон с 2133 Мгц и заканчивает на 4400 Мгц. Причем это еще не предел.

Что лучше?

Итак, мы выяснили, что DDR4 гораздо экономичнее и намного быстрее всех своих предшественников. Но бывает так, что лучше все-таки выбрать не DDR4, а DDR3.

Если, к примеру, взять DDR4 2400 Мгц и DDR3 2400Мгц, то победит именно DDR3. Невероятно, но это так. С чем связана такая странность? Существует такая известная характеристика любого ОЗУ как тайминги оперативной памяти. Чем ниже данный показатель, тем скорость ОЗУ больше. К сожалению, тайминги у памяти DDR4, из-за специфики архитектуры, выше, нежели у более старого стандарта. Благодаря этому DDR3 выигрывает новинку в тестах при одинаковой тактовой частоте.

Правда если вы увеличите частоту DDR4 до 3200 Мгц, то преимущество DDR3 сразу же испариться. Таким образом, выбирать оперативную память ddr4 необходимо с учетом целого ряда факторов, которые влияют на общую производительность модуля памяти. К примеру, есть ли в ОЗУ потенциал для апгрейда компьютерной системы, какую частоту ОЗУ поддерживает.

Можно ли вставить ОЗУ DDR3 в слот для DDR4?

Пользователей компьютера часто интересует совместимость новой и старой оперативной памяти. К сожалению, об этом не может быт и речи. Просто посмотрите на форму ОЗУ-планок более внимательно и вы увидите, что они все-таки отличаются. производители специально делают каждое новое поколение ОЗУ таким, чтобы оно отличалось от своих предшественников по форме.

Также здесь большую роль играет специальная выемка, или так называемый ключ, который находится на стороне с выходными контактами. У каждого стандарта ОЗУ он в разных местах. Таким образом пресекаются любые попытки вставить модуль ОЗУ не в родной слот.

В итоге, стоит ли вообще что-то говорить о том, что планки DDR3 и DDR4 полностью несовместимы. Правда есть один маленький нюанс. Некоторые современные материнки имеют отдельные слоты сразу для модулей DDR4 и DDR3. Поэтому вы сможете вставить в одну материнку разные стандартны ОЗУ. Но лишь в их родные слоты.

Рейтинг самых лучших DDR4

Сейчас есть из чего выбрать. Итак, вот вам список самых популярных модулей ОЗУ DDR4.

Corsair Dominator Platinum 2x4GB DDR4-3200

Еще один замечательный представитель компании Corsair. Модули ОЗУ Corsair Dominator Platinum имеют суммарную емкость в 8 Гб.

Это ОЗУ используется для материнок Intel 100 Series. Благодаря полной поддержке специальных профилей XMP 2.0 ее можно очень хорошо разогнать, а затем контролировать нагрев устройства посредством специального программного обеспечения. Также здесь есть очень большой запас разгона и мощные радиаторы DHX.

При установке сразу четырех ОЗУ-модулей, эта оперативная память позволяет укомплектовать планки вспомогательным охлаждением. Для этого используется специальный кулер Dominator Airflow Platinum. Как и разгон, управление этими вентиляторами выполняется с помощью специального ПО под названием Corsair Link. Оно позволяет менять любой цвет подсветки и общую скорость его вращения.

Corsair Vengeance LPX 4x8GB DDR4-3600

Это ОЗУ применяется для наибольшего эффекта при обычном разгоне. Поэтому данный комплект наиболее популярен среди оверлокеров. Этот набор сразу из четырех полноценных модулей по 8 Гб может добавить вашему персональному компьютеру до 32 Гб ОЗУ.

Для разгона этого ОЗУ на полную используются особые радиаторы из алюминия и печатная восьмислойная плата, которые отвечают за равномерное распределение всего тепла и его отвод. Заводские испытания планки этого ОЗУ проходят на материнках серии 100 Series.

Corsair Vengeance LPX 2x8GB DDR4-3333

Это почти двойник Corsair Vengeance LPX 4x8GB. Их главное отличие в том, что здесь несколько меньше стандартные тактовые частоты, всего 3333 МГЦ против 3600 МГц. У этого ОЗУ суммарный объем составляет 16 Гб, то есть в два раза меньше, чем у лидера этого списка. Тем не менее это не так уж страшно. Ведь как и он, это ОЗУ используется именно для полного разгона, в частности и процессора компьютера. А также поддерживает все XMP 2.0 профили.

Еще один большой плюс данной оперативки состоит в том, что она отлично подходит для установки в небольшие материнки Mini-ITX. Все это благодаря низкопрофильному дизайну планок.

Kingston HyperX Predator 2x8GB DDR4-3200

Компания Kingston предлагает свой новый продукт под названием HyperX Predator DDR4. Это целый комплект модулей ОЗУ с очень низкой латентностью, достаточно высокой частотой и, как следствие, отличной производительностью. 16 Гб — именно такая общая емкость этого ОЗУ. При этом частота ОЗУ может с легкостью достигать даже невероятных 4000 МГц. Оперативка позволяет себя легко разогнать, а также поддерживает все профили XMP.

Надежность элементной базы и превосходное качество всех планок подтверждает пожизненная официальная гарантия от производителя. Для действенного отвода тепла используются специальные съемные теплоотводники. Причем выглядят они так же брутально, как и у Corsair Dominator Platinum.

Crucial Ballistix Elite 2x4GB DDR4-3200

Данный список лидеров закрывает лучшая оперативная быстрая память ddr4 от фирмы Crucial под названием Ballistix Elite 2x4GB DDR4-3200. Это набор ОЗУ с частотой в 3200 МГц и общей емкостью 8 Гб. Элитные модули ОЗУ здесь украшены очень стильными и красивыми радиаторами, которые сильно напоминают накладку ствола винтовки.

Важно также отметить, что радиатор комплекта здесь модульный. Таким образом если монтажу кулера процессора мешает верхняя часть радиатора, то ее можно легко снять в любой момент. Относительно того, насколько производительной является это ОЗУ, стоит сказать, что Ballistix Elite 2x4GB DDR4-3200 при тестировании на стабильность показала достаточно хороший потенциал для дальнейшего разгона. В результате, эта ОЗУ точно будет интересна оверлокерам.

Вывод

Оперативная память DDR4 прочно входит в нашу жизнь. Поэтому если вы покупаете оперативку, желательно выбрать именно четвертое поколение, как самое актуальное и новое. Так вы будете уверены в возможности апгрейда своей системы и совместимости с другими современными устройствами, программами и играми.

Когда выйдет DDR5 и характеристики

Стандарт DDR5 (Double Data Rate – удвоенная скорость передачи данных) представляет собой стандарт нового поколения для памяти с произвольным доступом (Random Access Memory — RAM). Новая спецификация обещает появление чипов, обладающих более высокой производительностью, чем существующие модули памяти DDR4. Кроме того, они будут потреблять меньше энергии.

Но что это значит для настольных компьютеров? Давайте взглянем на то, что нам известно сегодня, а также попытаемся разобраться когда выйдет DDR5 и мы сможем применять её в своих компьютерах.

Содержание статьи:

Зачем нам нужна RAM на DDR5

С появлением первого поколения процессоров Ryzen от AMD началась новая «ядерная» война. AMD предложила 4-ядерные, 8-потоковые процессоры для компьютеров среднего класса, и 8-ядерные, 16-потоковые процессоры для пользователей высокопроизводительных компьютеров. Это почти удвоило характеристики процессоров по сравнению с теми, что Intel годами предлагала для этих сегментов рынка.

В третьем поколении процессоров Ryzen компания AMD увеличила число ядер еще на 50%, предложив чипы с шестью ядрами для компьютеров среднего класса, и 12-ядерные процессоры для высокопроизводительных компьютеров. Intel была вынуждена отреагировать на это увеличением числа ядер своих процессоров, хотя и сделала это не столь агрессивно, как AMD.

Менее чем за три года мы прошли от четырех ядер, которые были почти наивысшим показателем, появления которого большинство игроков и обычных пользователей могли ожидать в своих компьютерах, до величины в три раза большей. Все это означает то, что нам теперь необходимо резко увеличить пропускную способность памяти для одного ядра, если мы хотим, чтобы наши компьютеры не отставали от «ядерной» гонки между AMD и Intel.

Как видно из приведенных графиков, пропускная способность на одно ядро оставалась относительно стабильной с начала 200-х годов. Однако, начиная с прошлого года, пропускная способность на одно ядро начала снижаться.

Производительность DDR5

Стандарт DDR5 обещает появление на рынке памяти с удвоенной плотностью, и с удвоенной производительностью по сравнению с модулями DDR4 первого поколения. По сравнению с DDR4-3200, RAM на базе DDR5-3200 будет иметь пропускную способность в 1.36 раз выше.

Однако ожидается, что чипы DRAM будут поставляться с пропускной способностью в 4800 MT/s, что в 1.87 раз превышает пропускную способность RAM на DDR4-3200. Официальный верхний порог скорости RAM стандарта DDR5 составляет 6400 MT/s, но некоторые модели могут перейти его при помощи разгона.

Тип памяти	Год выпуска	Пропускная способность	Число контактов	Напряжение (В)	Упреждающая выборка
SDR	1993	1.6 GB/s	168	3.3	1n
DDR	2000	3.2 GB/s	184	2.5/2.6	2n
DDR2	2003	8.5 GB/s	240	1.8	4n
DDR3	2007	17 GB/s	240	1.35/1.5	8n
DDR4	2014	25.6 GB/s	380	1.2	8n
DDR5	2019	32GB/s	380	1.1	8/16n
HBM2	2016	307 GB/s	2860	1.25/1.35	16n
GDDR6	2016	72 GB/s	180	1.35	16n

Компания SK Hynix вела работы по созданию модулей DDR5, которые могли бы иметь емкость 16Gb (2GB на каждый чип). Компания понизила напряжение с 1.2 до 1.1 вольта, что вместе с использованием техпроцесса 1Ynm позволяет снизить потребление мощности по сравнению с её же модулями памяти DDR4. Оперативная память DDR5 предлагает пропускную способность 6.4 Gb/s на каждый контакт.

Другие преимущества RAM стандарта DDR5 заключаются в двух независимых 40-битных каналах в каждом модуле, улучшением эффективности команд шины, улучшенной схеме обновления, и увеличенной группе банков для дальнейшего увеличения производительности.

Характеристики DDR5

По данным Micron, оперативка DDR5 будет иметь полностью переработанную архитектуру по сравнению с DDR4, с основным уклоном в сторону увеличения пропускной способности. Увеличить пропускную способность позволят ряд ключевых характеристик, наиболее важной из которых является возможность увеличения в DDR5 скорости передачи данных с 3200 MT/s до 6400 MT/s. Одно это увеличение скорости передачи данных должно позволить идти в ногу с будущими процессорами, которые могут содержать еще больше ядер.

Новый стандарт DDR5 также включает в себя и ряд новых элементов протокола, которые напрямую не связаны со скоростью передачи данных, но могут увеличить общую пропускную способность. Например, DIMM стандарт DDR5 будет поддерживать два 40-битовых (32 бита + ECC) независимых канала.

Новая длина пакета по умолчанию, равная 16 (BL16) в RAM на DDR5 позволит одному пакету иметь доступ к 64Б данных (что совпадает с размером кэша типичного процессора), используя при этом два независимых канала. Эта характеристика должна обеспечить значительное улучшение одновременности выполнения операций, и фактически, позволить нам перейти от 8-канальной памяти, которой мы пользуемся сегодня, к 16-канальной системе.

В DDR5, по сравнению с DDR4, также удвоено количество групп банков (BG), при этом количество банков а одной группе осталось тем же. Это значит, что общее число банков будет вдвое больше, чем у DDR4. В результате контроллеры смогут избегать снижения производительности, связанной с последовательным доступом к памяти в пределах одного банка. Все эти, и другие возможности указывают на то, насколько значительным будет переход с DDR4 на DDR5.

Дата выхода DDR5

В марте 2017 года, JEDEC (группа, разрабатывающая стандарт DDR и другие стандарты памяти и методы хранения информации) сообщила, что спецификация DDR5 должна выйти в 2018 году. В ноябре 2018 компания SK Hynix объявила о первом в мире модуле RAM, который соответствует стандарту DDR5, и выход которого намечен на 2020 год.

Но после этого SK Hynix сообщила, что выпустит модуль DDR5 в конце 2019 года. Компании Samsung и Micron также ранее заявляли, что они собираются выпускать модули DDR5, которые, однако, могут не полностью соответствовать стандарту.

По прогнозам компании SK Hynix, продажи модулей DDR5 должны составить 25% рынка RAM к 2020 году, и 44% – к 2021 году. Использование РАМ на базе DDR5 может развиваться еще быстрее, особенно на рынках мобильных устройств и центров обработки данных. Производители смартфонов (в том числе и Samsung) будут стремиться выиграть от использования более быстрых LPDRAM на основе DDR5, в то время как клиентам центров обработки данных необходимо удовлетворять свои растущие потребности в пропускной способности.

А пока, мы ждем когда станет известна точная дата выхода DDR5 для настольных компьютеров, но это, будет зависеть от предложений AMD и Intel по материнским платам. К сожалению, ни одна из этих компаний пока не раскрыла информацию по DDR5.

Что нужно знать о DDR4 ОЗУ? / Habr

Это перевод публикации «Tech Primer: What you need to know about DDR4 memory».

Компьютерные технологии стремительно развиваются, заменяются новыми параметрами и спецификациями, но оперативная память располагает преимуществом во времени. DDR SDRAM был запущен в 2000 году и прошло три года, перед приходом в 2003 году DDR2 SDRAM. Время DDR2 продолжалось четыре года, в 2007 году её заменила DDR3 SDRAM. С тех пор она уже семь лет без изменений, но запуск DDR4 совершился.

Что нового в DDR4?

Внешне, DDR4 такой же ширины, как и DDR3, но немного выше примерно на 9 мм. Разница между DDR3 и DDR4 в том, что DDR4 использует 288 контактов по сравнению с 240 на DDR3 и ключ находится в другом месте.

Множество косметических изменений, но четыре основные улучшения DDR4 SDRAM:

• Более низкое рабочее напряжение
• Увеличение энергосбережения
• Увеличение частоты
• Уплотнение микросхем.

DDR3 работает на 1.5 В с модулями, работающих на 1,35 В. DDR4 изначально работает на 1.2 В с модулями, на 1.05 В. Кроме того, DDR4 поддерживает ряд усовершенствований энергосбережения, активируясь, когда система находится в режиме ожидания.
Пониженное рабочее напряжение позволяет DDR4 потреблять меньше энергии (и, следовательно, более низкую рабочую температуру), чем DDR3.

DDR4 имеет рабочую частоту с 2133MHz (это является пределом для DDR3), в конечном итоге частота около 3200MHz. DDR4 чипы также могут быть изготовлены в плотностях до 16 Гб (или 2 Гб) на планку, которая дважды превышает плотность DDR3. Это означает, что мы увидим железо потребительского класса ёмкостью 16 Гб, а 64 ГБ на планке для памяти серверного уровня.

Минусы DDR4

Как и большинство новых технологий, DDR4 не является совершенным. Цены будут выше на 20-50%, чем у таких же планок DDR3. По мере увеличения спроса, стоимость снизится, но сейчас DDR4 просто будет дороже.
Вторая проблема заключается в том, что несмотря на более высокие частоты DDR4, чем у DDR3, тайминг хуже.

DDR3-2133MHz планки обычно имеют CL10-CL11, текущие планки DDR4-2133Mhz будут огорчать CL15. Это не является сюрпризом, повторяется ситуация, когда была представлена DDR3, но это не значит, будто четвертое поколение, уступает предшественнику, всего лишь на первых порах.
При сравнении Core i7 5960X и 4960X, Geekbench сообщает лишь немного отличающиеся баллы с DDR4-2133MHz по сравнению с DDR3-1600MHz (5691 против 5382). Более высокие частоты будут достигнуты в ближайшем будущем, остаётся укоротить тайминг, и мы увидим мощь DDR4.

Заключение

ОЗУ является очень важным аспектом современных PC. Быстрая память, не плохо, но возможности производительности не основное преимущество DDR4 над DDR3.
DDR4 требуется совершенно иной набор микросхем и процессор в отличии от DDR3, поэтому нельзя назвать DDR4 эталоном. Более подробное сравнение DDR4 / x99 / Haswell-E -VS- DDR3 Core i7 5960X в статье

Наиболее важны две вещи: пониженное рабочее напряжение и высокая плотность памяти. С меньшим температурным режимом компоненты куда более надежнее, по отношению к своим собратьям.

Мнение автора

Если выбрать один аспект DDR4 в качестве наиболее важного, то плотность памяти является моим выбором. Это огромный плюс, что делает более желанной DDR4 в сравнении к DDR3.

Программы и типы данных становятся больше и сложнее, ОЗУ большей вместимости будет становиться все более и более значимым. Уже около 33% на базе X79, проданы Puget Systems, с января 2014 уже превышен объем памяти, который можно установить в системе с помощью 8x 8 ГБ планок или 64 ГБ оперативной памяти в сумме. Это огромная часть продаж Puget Systems, так как DDR4 имеет большой потенциал и хотелось бы увидеть её в высокопроизводительных рабочих станциях.

Фото в заголовке — Daniel Dionne.

UPD 19.11.204: Извините за ошибки и сложность осмысления перевода. Благодарю за критику и проявленное внимание.