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    1. 當前位置:首頁 > 原創 > 劉巖軒
      [導讀]從最近Intel、AMD等大廠的服務器CPU最新發布來推斷,DDR5在服務器市場的滲透率有望進一步提高,進入放量期。而為了迎合未來服務器高速大帶寬的應用需求,內存接口相關的技術迭代同樣也在積極跟進。近日,Rambus發布了其最新的第3代DDR5 RCD,將DDR5 DIMM的數據傳輸速率進一步提升到了6400MT/s,為未來CPU以及服務器應用的穩定發展提供了更好的技術支持。

      從最近Intel、AMD等大廠的服務器CPU最新發布來推斷,DDR5在服務器市場的滲透率有望進一步提高,進入放量期。而為了迎合未來服務器高速大帶寬的應用需求,內存接口相關的技術迭代同樣也在積極跟進。近日,Rambus發布了其最新的第3代DDR5 RCD,將DDR5 DIMM的數據傳輸速率進一步提升到了6400MT/s,為未來CPU以及服務器應用的穩定發展提供了更好的技術支持。


      DDR5 DIMM:迎合未來服務器高速大帶寬需求

      服務器的快速發展給DDR5內存標準提出了新的要求,包括更大的容量、更高的帶寬、64字節高速緩存行中具有相同的內存讀取粒度、更好的可靠性、可用性和可維護性(RAS)能力,再達到上述要求的同時,還要保證內存工作在冷卻功率范圍內(約15W/DIMM),此外還要進一步縮短其啟動時間。

      為了實現上述新的要求,DDR5 DIMM相比前代有了重新設計,從DDR4中的33位SDR,到DDR5中采用了10位DDR雙子通道的協議和方案。之前的DDR4的RDIMM通常是單通道的,采用8位子通道傳輸數據,在兩側配備了ECC,一共具備72位寬的數據通道,包括64位數據和8位ECC。DDR5 RDIMM則對CA總線進行了升級,采用了16位的突發長度,每個DIMM有兩個通道,每個子通道是40位,包括32位數據和8位 ECC,分別負責不同的任務。

      DDR5將PMIC的位置從主板上移動到了卡上,在工作電壓上,從DDR4 DIMM的1.2V降低到了1.1V,從而進一步優化了功耗,并且保持包宿運行時的電壓精度穩定。另外在引腳數量上,DDR5的DIMM也有所增加。

      總結來看,DDR5的內存帶寬是DDR4的兩倍。如果以最初的4800Mhz傳輸速率來計算,比DDR4的3200Mhz提升了50%。除了性能上的顯著提升,DDR5內存在容量、穩定性和省電效率等方面也取得了不錯的進步。

      從DDR4到DDR5的進化過程中,內存顆粒和內存控制芯片的升級尤為關鍵,但不可忽視的是,內存接口芯片的技術創新同樣重要,像RCD、SPD HUB、TS這些內存接口芯片,同樣也要按照新的規范和技術要求,才能夠實現DDR5 DIMM的性能發揮。


      第3代DDR5 RCD:速率帶寬進一步提升高(6400MT/s)

      RCD全稱Registered Clock Driver(寄存器時鐘驅動器),是服務器內存 RDIMM 和 LRDIMM 的核心組件。RCD是服務器CPU和內存之間的通信中樞,通過接收CPU的指令,然后發送到DIMM上的各個內存芯片。數據信號需要在 RCD 上停留一個時鐘周期,然后在下一個時鐘信號的上升沿從 RCD 傳輸到 DIMM。 這導致指令花費一個 CPU 周期更長的時間,但緩沖減少了 CPU 內存控制器的壓力,并有助于提高信號完整性。

      從2016年開始,Rambus就通過內存接口芯片(DDR5 DIMM Chipset)技術創新,持續不斷地推進DDR5的迭代和性能演進。前幾個月,一些新的服務器CPU的發布,進一步提升了數據傳輸速率,因此DDR5 DIMM也需要進一步進行技術創新,從而縮短啟動時間,共同實現服務器整體性能的提升。近日Rambus發布第三代DDR5 RCD產品,進一步提升了DDR5 DIMM的傳輸速率,從第二代的5600MT/s提升到了6400MT/s;帶寬也從上一代的44.8GB/s提升到了51.2GB/s;時鐘頻率也從上一代的2.8GHz進一步提升到了3.2GHz。通過第3代DDR5 RCD性能的大幅提升,從而為數據中心的更多完整應用場景提供支持。

      據Rambus內存互連芯片業務部門產品營銷副總裁John Eble介紹,Rambus DDR5 RCD產品的核心優勢是可以進一步優化服務器的設計以及性能,不論是單服務器主板,還是雙CPU系統,都可以獲得優化。RCD產品隨著不斷優化迭代,信號完整性會變得更好,DIMM和CPU之間的信號完整性會更加優秀。RCD性能提升同時也可以進一步降低DRAM的相關工作負載。在DIMM整體的電力輸送、系統管理和遙測技術支撐上,第3代DDR5 RCD也有更好的表現。


      新的應用需求和創新技術,將引領服務器市場增長

      從去年第三季度開始,PC市場下滑嚴重,服務器市場也受到了一定的影響,內存的需求也有一些變化。但觀察歷史,內存市場本身就是周期性很強的、不斷波動和成長的市場。而且從去年年底到現在大火的ChatGPT的概念,也為服務器內存市場帶來了新的增長機會。

      據Rambus大中華區總經理蘇雷分享,ChatGPT需要海量的數據進行深度的機器學習,從而完成一個訓練的模型和推理。所以ChatGPT比較特殊的點就是依賴于更高的算力,這方面的算力更多是趨向于矩陣類和卷積類的計算。對內存的需求體現在訓練和推理AI芯片上,或是對加速模塊里的內存帶寬有一定需求。而在這方面,Rambus有先進的HBM技術和解決方案,繼DDR的技術之后,HBM也會是這個領域重要的推力。

      John Eble認為,像ChatGPT這樣的人工智能應用將可能需要一種多管齊下的解決方案,首先就是像DDR5應用的快速發展。同時CXL也是另外一項非常重要的配合性技術,在未來的服務器中具有許多潛在的優勢,可以以有效和可擴展的方式增加內存、容量和帶寬。據悉,CXL技術帶來的池化應用或將改變整個數據中心的架構,而CXL技術是和內存技術相關聯的,未來數據中心將會同時出現其他不同的內存方案,并且進一步與DDR5主內存方案構成補充。未來整個數據中心的應用當中,可能會是一個混合式的多方案并存的狀態。

      縱觀整個內存市場,預計到今年下半年會出現一些回暖跡象。而基于最近一系列支持新內存的CPU的發布,預計服務器DDR5將在2023年出現強勁增長。IDC的調研數據表示,DDR5的拐點可能會在2024年上半年出現。綜合技術和應用兩個方向來看:在技術方面,對更大的內存、容量和帶寬的巨大需求;以及在新興應用層面,對于云計算、HPC、AI機器學習的工作負載增加;都會使服務器市場繼續保持強勁增長勢頭。


      結語

      第3代DDR5 RCD的發布,為服務器應用帶來了更高的性能,進一步降低了數據中心客戶的總體擁有成本(TCO)。此次Rambus最新一代RCD產品的發布,是對其RCD產品系列、以及DDR5 DIMM Chipset的重要拓展,該新產品預計將會在2024年開始出貨,并在2025年實現量產。

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