Pamäť DDR5: Ako nové rozhranie zlepšuje výkon pri nižšej spotrebe energie

Migrácia dátového centra na DDR5 môže byť dôležitejšia ako iné upgrady.Mnoho ľudí si však len matne myslí, že DDR5 je len prechodom, ktorý má úplne nahradiť DDR4.Procesory sa s príchodom DDR5 nevyhnutne menia a budú mať nejaké novéPamäťrozhrania, ako to bolo v prípade predchádzajúcich generácií upgradov DRAM z SDRAM naDDR4.

1

DDR5 však nie je len zmenou rozhrania, ale mení koncepciu pamäťového systému procesora.V skutočnosti môžu zmeny DDR5 stačiť na to, aby ospravedlnili upgrade na kompatibilnú serverovú platformu.

Prečo zvoliť nové pamäťové rozhranie?

Problémy s výpočtovou technikou sa od príchodu počítačov stali zložitejšími a tento nevyhnutný rast poháňal evolúciu vo forme väčšieho počtu serverov, neustále sa zväčšujúcich pamäťových a úložných kapacít a vyšších rýchlostí procesora a počtu jadier, ale tiež podnecoval zmeny architektúry. vrátane nedávneho prijatia rozčlenených a implementovaných techník umelej inteligencie.

Niektorí by si mohli myslieť, že sa to všetko deje v tandeme, pretože všetky čísla stúpajú.Zatiaľ čo počet procesorových jadier sa zvýšil, šírka pásma DDR nedržala krok, takže šírka pásma na jadro sa v skutočnosti zmenšovala.

2

Keďže súbory údajov sa rozširujú, najmä pre HPC, hry, kódovanie videa, uvažovanie strojového učenia, analýzu veľkých údajov a databázy, hoci šírku pásma prenosov pamäte možno zlepšiť pridaním ďalších pamäťových kanálov do CPU, ale to spotrebuje viac energie .Počet pinov procesora tiež obmedzuje udržateľnosť tohto prístupu a počet kanálov sa nemôže zvyšovať navždy.

Niektoré aplikácie, najmä subsystémy s vysokým jadrom, ako sú GPU a špecializované procesory AI, používajú typ pamäte s vysokou šírkou pásma (HBM).Táto technológia prenáša údaje z naskladaných čipov DRAM do procesora cez 1024-bitové pamäťové pruhy, čo z nej robí skvelé riešenie pre aplikácie náročné na pamäť, ako je AI.V týchto aplikáciách musia byť procesor a pamäť čo najbližšie, aby sa zabezpečili rýchle prenosy.Je to však aj drahšie a čipy sa nezmestia na vymeniteľné/upgradovateľné moduly.

Pamäť DDR5, ktorá sa začala vo veľkom zavádzať tento rok, je navrhnutá tak, aby zlepšila šírku pásma kanála medzi procesorom a pamäťou, pričom stále podporuje možnosť inovácie.

Šírka pásma a latencia

Prenosová rýchlosť DDR5 je rýchlejšia ako u akejkoľvek predchádzajúcej generácie DDR, v skutočnosti je prenosová rýchlosť DDR5 v porovnaní s DDR4 viac ako dvojnásobná.DDR5 tiež zavádza ďalšie architektonické zmeny, ktoré umožňujú výkon pri týchto prenosových rýchlostiach s jednoduchými ziskami a zlepšia pozorovanú efektivitu dátovej zbernice.

Okrem toho sa dĺžka zhluku zdvojnásobila z BL8 na BL16, čo každému modulu umožnilo mať dva nezávislé podkanály a v podstate zdvojnásobilo dostupné kanály v systéme.Nielenže získate vyššie prenosové rýchlosti, ale získate aj prebudovaný pamäťový kanál, ktorý prekoná DDR4 aj bez vyšších prenosových rýchlostí.

Procesy náročné na pamäť zaznamenajú obrovský nárast po prechode na DDR5 a mnohé z dnešných dátovo náročných pracovných zaťažení, najmä AI, databázy a online spracovanie transakcií (OLTP), zodpovedajú tomuto popisu.

3

Veľmi dôležitá je aj prenosová rýchlosť.Aktuálny rozsah rýchlosti pamäte DDR5 je 4800 ~ 6400 MT/s.Ako technológia dospieva, očakáva sa, že prenosová rýchlosť bude vyššia.

Spotreba energie

DDR5 používa nižšie napätie ako DDR4, teda 1,1V namiesto 1,2V.Aj keď 8% rozdiel nemusí znieť ako veľa, rozdiel sa prejaví, keď sa vytvoria na druhú pre výpočet pomeru spotreby energie, tj 1,1²/1,2² = 85%, čo znamená 15% úsporu na účtoch za elektrinu.

Architektonické zmeny zavedené DDR5 optimalizujú efektivitu šírky pásma a vyššie prenosové rýchlosti, avšak tieto čísla je ťažké kvantifikovať bez merania presného aplikačného prostredia, v ktorom sa technológia používa.Ale opäť, vďaka vylepšenej architektúre a vyšším prenosovým rýchlostiam bude koncový používateľ vnímať zlepšenie energie na bit dát.

Okrem toho modul DIMM môže tiež sám upravovať napätie, čo môže znížiť potrebu úpravy napájania základnej dosky, čím poskytuje dodatočné efekty úspory energie.

V prípade dátových centier ide o to, koľko energie server spotrebuje a aké sú náklady na chladenie, a keď sa zohľadnia tieto faktory, DDR5 ako energeticky efektívnejší modul môže byť určite dôvodom na upgrade.

Oprava chyby

DDR5 tiež zahŕňa korekciu chýb na čipe a keďže procesy DRAM sa neustále zmenšujú, mnohí používatelia sa obávajú zvýšenia jednobitovej chybovosti a celkovej integrity údajov.

Pre serverové aplikácie opravuje ECC na čipe jednobitové chyby počas príkazov čítania pred výstupom údajov z DDR5.Tým sa časť záťaže ECC z algoritmu korekcie systému presunie na DRAM, aby sa znížila záťaž systému.

DDR5 tiež zavádza kontrolu chýb a dezinfekciu, a ak je povolená, zariadenia DRAM budú čítať interné dáta a zapisovať späť opravené dáta.

Zhrnúť

Zatiaľ čo rozhranie DRAM zvyčajne nie je prvým faktorom, ktorý dátové centrum zvažuje pri implementácii upgradu, DDR5 si zaslúži bližší pohľad, pretože technológia sľubuje úsporu energie a zároveň výrazné zlepšenie výkonu.

DDR5 je podporná technológia, ktorá pomáha prvým užívateľom elegantne migrovať do skladateľného a škálovateľného dátového centra budúcnosti.IT a obchodní lídri by mali vyhodnotiť DDR5 a určiť, ako a kedy migrovať z DDR4 na DDR5, aby dokončili svoje plány transformácie dátových centier.

 

 


Čas odoslania: 15. decembra 2022