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[导读]经过了数年的时间,DDR5来了。全新的设计带来了更大容量和更高带宽的同时,也带来了更多周边芯片和方案的升级。熟悉内存条的用户会知道,有一个非常关键的芯片是RCD(寄存器时钟驱动器),它起着非常关键的作用。Rambus于近日发布了全新的第二代RCD产品,这是业界首款5600 MT/s DDR5 RCD,可以为下一代数据中心DDR5 RDIMM提供关键支持。

经过了数年的时间,DDR5来了。全新的设计带来了更大容量和更高带宽的同时,也带来了更多周边芯片和方案的升级。熟悉内存条的用户会知道,有一个非常关键的芯片是RCD(寄存器时钟驱动器),它起着非常关键的作用。Rambus于近日发布了全新的第二代RCD产品,这是业界首款5600 MT/s DDR5 RCD,可以为下一代数据中心DDR5 RDIMM提供关键支持。


DDR5的技术革新

DDR5最明显的一个革新供电方式的改变:将PMIC从主板上移动到了内存条上,并且将电压从1.2V降低到了1.1V。将PMIC移动到内存条上会带来信号完整性的提升,0.1V的供电电压降低也带来更好的功耗表现。但另一方面,较低的工作电压意味着较小的抗噪余量,这增加了设计和实施的复杂性。

图片来源:Linus Tech Tips

另一个重要的改变是通道架构的更新。DDR4的DIMM架构是由64数据位和8个ECC位组成,而DDR5的DIMM采用了双通道的方式,每个通道由32数据位和8个 ECC位组成。虽然总的数据位数没有变化,但两个小的独立通道明显可以提高内存访问效率。其中突发突变和突发长度也增加到了8和16,这样一个突发就可以访问64字节的数据,也就意味着一个40位宽的通道就可以提供典型的CPU缓存行大小,提升了并发能力和内存效率。

DDR5上其他的技术创新还包括:支持更高容量的DRAM,支持片上ECC、错误透明模式、封装后修复以及读写CRC模式等。

通过诸多的创新 ,DDR5实现了4.8~8.4Gbps的数据传输速率,实现了更高的带宽、更高的内存效率、更低的延时和更低的功耗。这种创新的DIMM架构也需要RCD的支持,所以Rambus也适时推出了其第二代的RCD产品,来助力DDR5在数据中心的应用。


Rambus第二代寄存器时钟驱动器(RCD)助力数据中心应用

DIMM上需要使用RCD和DB芯片,RCD的主要作用是在主机控制器和DRAM之间缓冲命令地址 (CA) 总线、命令和时钟控制信号,DB是用来缓冲来自内存控制器或内存颗粒 (DRAM) 的数据信号。在RDIMM上只需要RCD即可,而在LRDIMM上需要两个芯片一起实现缓冲作用,所以这两个芯片通常也会作为一个chipset来提供给客户。

DDR5 DIMMs的出现也带来了新的挑战,据Rambus接口芯片部门总经理Chien-Hsin Lee介绍,为了保证新技术和现有相关系统保持兼容,有四项关键要求显得更加重要:第一是保持相同的内存读取粒度(64字节的高速缓存行);第二是实现相同或更好的可靠性、可用性和可服务性(RAS)功能;第三是维持在冷却功率范围内(~15W / DIMM),这项指标在过去几年里都没有什么变化;第四是避免过长的启动时间。

此次Rambus新推出的第二代RCD芯片在将DDR5数据速率提高了17%的同时降低了延时和功耗,可以为服务器主存储器提供5600MT/s DDR5 RDIMM的关键支持。为了让更多的DRAM可以放在模组上,DDR5 DIMMs内存接口芯片减少了负载数量,让整体的容量和性能得到了提升。从传统意义上来看这样的操作可能会带来相应带宽的牺牲,但Rambus用相关技术非常好地解决了这个问题,可以实现极佳的信号完整性。在这个前提下得以不断提高相关的频率,最终使DRAM数量得到很好的提升。

再来看DDR5 RDIMM带来的服务器设计的变化,首先是PMIC的变化,从主板转移到DIMM上;第二个变化是CA总线引入I3C-HUB,使得带宽提高10倍;另外还有热传感器的使用,让系统自主决定输出的性能和功率。从DDR4到DDR5的迁移并不仅仅是换个内存卡那么简单,从物理插槽的变化到供电方式、总线的变化会带来数据中心中一些包括主板、CPU等在内的很多重新设计的工作,但这种迁移对于云服务商而言意义更为重大。DDR4已经存在了数年,而DDR5的起始速率就已经达到了4800MT/s,未来还将会变得更高,Rambus也在第二代RCD的参数设定为了5600 MT/s,留出了一定余量。对于数据中心用户而言,这种迁移带来的优势远远超过和覆盖了其迁移带来的成本代价。

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“我们注意到随着数据增长的加速,中国正在大力推进数据中心的发展,中国已经发布了新数据中心发展三年行动计划,以建设具有先进技术、高算力、高能效和高安全的现代数据中心。”Rambus大中华区总经理苏雷分享到,“中国有着世界知名的云厂商、服务器OEM和ODM厂商,以及活跃着众多内存模组厂商,所以中国的整体内存生态在全球扮演着非常重要的一环,这也对内存产品和技术提出不断发展的需求。”

Rambus一直紧密地与内存上下游的伙伴一起协作,围绕着数据中心为中国客户提供更好的技术、产品和服务。在新的技术趋势方面,比如高速Serdes接口传输、高带宽低功耗HBM、CXL数据中心互联,Rambus已经和中国的广大合作伙伴展开紧密的技术沟通和合作。在数据中心的安全性方面,Rambus也可以提供静态数据、动态数据安全保护等专门的安全产品方案。

据悉,此次Rambus新推出的第二代内存接口芯片的样片已经提供给了行业客户,大批量的生产计划将会在整个生态系统等各个环节准备就绪后开展。第二代的RCD产品将会加速推进数据中心的DDR5升级的速度,加速下一代数据中心内存结构升级。

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