DDR5 ve DDR4 Bellek: Farklılıklar ve Beklemeniz Gerekir mi?

[™ Admin]

DDR5 ve DDR4 Bellek: Farklılıklar ve Beklemeniz Gerekir mi?

DDR5 (Çift Veri Hızı 5), bilgisayar bellek teknolojisinin en son versiyonudur ve DDR4'ün (Çift Veri Hızı 4) yerini alır. Önceki modelle karşılaştırıldığında DDR5, gelişmiş hız, daha yüksek kapasite, daha fazla güç verimliliği ve daha güvenilir hata düzeltme sunar. Bu gelişmelerin bir sonucu olarak DDR5, daha hızlı ve daha verimli bilgi işlem performansı sunması nedeniyle hem bilgisayar tutkunları hem de profesyoneller tarafından büyük bir beklentiyle karşılandı. DDR5 bellek, 12. Nesil Intel® Core™ işlemcilerin veya sistemlerin tüm potansiyelini ortaya çıkarmanızı sağlar. DDR5 belleğe yükseltme yapmayı düşünüyorsanız, DDR5 ve DDR4 bellek arasındaki temel farkları anlamak çok önemlidir.

DDR5 ve DDR4 arasındaki fark nedir?

Intel'in "Alder Lake" 12. Nesil masaüstü işlemcileriyle, tüketici bilgisayarlarında yeni bir bellek standardını ilk kez görüyoruz: Yeni yongaları destekleyen anakartların çoğu tarafından kullanılan DDR5. DDR5 hakkında bildiğimiz bir şey, en yaygın olarak pazarlanan rakamlara göre DDR4'ten "daha hızlı" olduğudur, ancak bu rakamlar yalnızca teorik en yüksek veri hızının bir ölçüsüdür. (DDR5'in temelleri hakkında bilgi edinmek için bkz. DDR5 Nedir? En Son Bilgisayar Bellek Standardı Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey.)

Ancak gerçek dünyadaki uygulamalar sıklıkla belleğe ve bellekten hızlı bir şekilde küçük aktarımlar kullanır; burada bellek hücrelerinin açılıp kapanması için gereken süre, en az bu hücreler açıldığında verilerin ne kadar hızlı aktarıldığı kadar önemlidir. Bellek hızını ölçerken uğraştığımız iki parametre bant genişliği ve gecikmedir ve DDR5'in erken dönemleri şu ana kadar gecikme departmanı açısından pek de başarılı değil.

Nedenmiş? Yeni başlayanlar için, neredeyse hiç üst düzey (hız aşırtmalı), performans sınıfı DDR5 henüz piyasaya çıkmadı. (Aslında, Kasım 2021'in sonlarında bu yazının yazıldığı sırada herhangi bir DDR5 çeşidi azdı. Hatta kafa derileri de bu işlemlere dahil oluyordu.) Endüstri standardı DDR5'in sonunda DDR5-6400 kadar yüksek veri hızlarına ulaşmasını beklerken, şu anda mevcut olan, CAS gecikme derecesi 40 olan DDR5-4800'dür. (Daha yüksek veri hızlı DDR5 RAM duyuruldu, ancak bu yazıda herhangi bir tane bulmada iyi şanslar!) Yüksek bellekli belleklerde DDR4 CAS gecikmeleri 20'nin altında. DDR4 belleği çalıştırırken "CAS 40" kulağa endişe verici gelebilir.

Yeni nesil CPU'ların DDR5 RAM'e ihtiyacı var

Crucial DDR5, yeni nesil masaüstü ve dizüstü bilgisayarların hızla artan işlem taleplerini karşılamak üzere tasarlanan ve önceki nesle göre hız ve performans açısından dev bir adım atan, çığır açan en yeni teknolojidir.

Crucial DDR5 DRAM, kesintisiz çoklu görev gerçekleştirmeye, yüklemeye, analiz etmeye, düzenlemeye ve ağır iş yüklerini bile daha hızlı işlemeye olanak tanır; bunların tümünü DDR4'e kıyasla daha yüksek kare hızları, önemli ölçüde daha az gecikme ve optimize edilmiş güç verimliliğiyle sağlar.

DDR5 Avantajları

Crucial DDR5 masaüstü belleği Intel® XMP 3.0 veya AMD EXPO™ ile uyumlu mu?

Crucial DDR5 masaüstü belleği için Intel XMP 3.0® ve AMD EXPO™ desteği sağlanır. Bu, kullanıcıların bellek hızını baskılayan herhangi bir CPU için derecelendirilmiş JEDEC performansını kolayca kurtarmasına olanak tanır. Bu performans iyileştirmesi tüm DDR5 sistemlerinde garanti edilmez; çünkü bu, CPU ve anakart katmanlarının yanı sıra BIOS kararlılığına da oldukça bağlıdır.

Crucial DDR5 serisi, AMD Ryzen 7000 Serisi ve 13. Nesil Intel Core sistemleriyle uyumludur. Çeşitli sistemlerinizle neyin uyumlu olduğunu öğrenmek istiyorsanız, Crucial Memory & Storage Selector doğru parçayı bulmanıza veya Simms'teki ekibimizle veya bellek uzmanlarımızla konuşmanıza yardımcı olur.

İkinci nesil DDR5 performansından ilk andan itibaren yararlanmak için Simms'teki uzmanlar, sizi bilgisayar inovasyonunun yeni çağına götürmenize yardımcı olmaya hazır.

1. DDR5 8,4 GT/s'ye Ölçeklenir

Hiçbir zaman yeterli bellek bant genişliğine sahip olamazsınız ve DDR5 bu doyumsuz hız ihtiyacını karşılamaya yardımcı olur. DDR4 DIMM'ler 1,6 gigahertz (GHz) saat hızında saniyede 3,2 gigatransfer (GT/s) ile zirveye ulaşırken, ilk DDR5 DIMM'ler bant genişliğini %50 artırarak 4,8 GT/s'ye çıkardı. DDR5 bellek sonuçta 8,4 GT/s veri hızına ölçeklenecek. Karar Geri Besleme Eşitleme (DFE) gibi yeni özellikler, daha yüksek IO hızlarına ve veri hızlarına olanak tanıyan DDR5'e dahil edildi.

2. Düşük Gerilim Gücün Yönetilebilir Olmasını Sağlar

İkinci büyük değişiklik, çalışma voltajındaki (VDD) azalmadır ve bu, daha yüksek hızda çalışmanın getirdiği güç artışını dengelemeye yardımcı olur. DDR5, DRAM ile, kayıt saati sürücüsü (RCD) voltajı 1,2 V'tan 1,1 V'a düşer. Komut/Adres (CA) sinyali SSTL'den PODL'ye değiştirilir; bu, pinler bağlandığında statik güç yakmama avantajına sahiptir. yüksek durumda park edilmiş.

3. DDR5 DIMM'ler için Yeni Güç Mimarisi

Üçüncü ve en önemli değişiklik ise güç mimarisidir. DDR5 DIMM'lerle güç yönetimi anakarttan DIMM'in kendisine taşınır. DDR5 DIMM'ler, DIMM üzerinde sistem güç yüklemesinde daha iyi ayrıntı düzeyi sağlayan 12 V güç yönetimi IC'sine (PMIC) sahip olacaktır. PMIC, 1,1 V VDD beslemesini dağıtarak, güç kaynağının DIMM üzerinde daha iyi kontrolüyle sinyal bütünlüğüne ve gürültüye yardımcı olur.

4. DDR5 ve DDR4 Kanal Mimarisi

Listemizde dördüncü sırada yer alan DDR5 ile ilgili bir diğer önemli değişiklik ise yeni DIMM kanal mimarisidir. DDR4 DIMM'ler, 64 veri biti artı sekiz ECC bitinden oluşan 72 bitlik bir veri yoluna sahiptir. DDR5 ile her DIMM'in iki kanalı olacaktır. Bu kanalların her biri 40 bit genişliğinde olacaktır: 8 ECC bitli 32 veri biti. Veri genişliği aynı olsa da (toplam 64 bit) iki daha küçük bağımsız kanala sahip olmak, bellek erişim verimliliğini artırır. Yani DDR5 ile yalnızca hız artışından faydalanmakla kalmıyorsunuz, aynı zamanda daha yüksek MT/s'nin avantajı da daha yüksek verimlilikle artıyor.

DDR5 DIMM mimarisinde, her biri bağımsız 40 bit genişliğinde bir kanal tarafından sunulan DIMM'in sol ve sağ tarafları RCD'yi paylaşır. DDR4'te RCD, her tarafta iki çıkış saati sağlar. DDR5'te RCD, her tarafta dört çıkış saati sağlar. x4 DRAM'li en yüksek yoğunluklu DIMM'lerde bu, 5 DRAM'den oluşan her bir grubun (tek aşamalı, yarım kanal) kendi bağımsız saatini almasına olanak tanır. Her seviyeye ve yarım kanala bağımsız bir saat verilmesi, sinyal bütünlüğünü iyileştirir ve VDD'nin düşürülmesiyle ortaya çıkan düşük gürültü marjı sorununun çözülmesine yardımcı olur (yukarıdaki 2 numaralı değişiklikten).

5. Daha Uzun Patlama Uzunluğu

Beşinci büyük değişiklik patlama uzunluğudur. DDR4 patlama kesme uzunluğu dört ve patlama uzunluğu sekizdir. DDR5 için, patlama yükünü artırmak amacıyla patlama kesme ve patlama uzunluğu sekiz ve on altıya uzatılacak. On altı veri bloğu uzunluğu (BL16), tek bir patlamanın tipik CPU önbellek hattı boyutu olan 64 Bayt veriye erişmesine olanak tanır. Bunu iki bağımsız kanaldan yalnızca birini kullanarak yapabilir. Bu, eşzamanlılıkta önemli bir iyileşme sağlar ve iki kanalla daha fazla bellek verimliliği sağlar.

6. DDR5 Daha Yüksek Kapasiteli DRAM'i Destekler

Vurgulanması gereken altıncı değişiklik, DDR5'in daha yüksek kapasiteli DRAM aygıtlarını desteklemesidir. DDR5 ara bellek yongası DIMM'leriyle sunucu veya sistem tasarımcısı, tek kalıplı bir pakette 64 Gb'ye kadar DRAM yoğunluklarını kullanabilir. DDR4, tek kalıplı pakette (SDP) maksimum 16 Gb DRAM'e ulaşır. DDR5, daha yüksek kapasiteli DRAM'leri desteklemek için kalıpta ECC, hata şeffaflığı modu, paket sonrası onarım ve CRC okuma ve yazma modları gibi özellikleri destekler. Daha yüksek kapasiteli aygıtların etkisi açıkça daha yüksek kapasiteli DIMM'lere dönüşmektedir. Dolayısıyla, DDR4 DIMM'ler (SDP kullanarak) 64 GB'a kadar kapasiteye sahip olabilirken, DDR5 SDP tabanlı DIMM'ler bunu dört katına çıkararak 256 GB'a çıkarır.

7. DDR5 ile Daha Akıllı Bir DIMM

DDR5 sunucu DIMM yonga seti, DDR4 SPD IC'yi bir SPD Hub IC ile değiştirir ve iki sıcaklık sensörü (TS) IC'si ekler. SPD Hub, iki ayrı TS IC ile birlikte RDIMM'den üç nokta termal telemetri sağlayan entegre bir TS'ye sahiptir.

DDR5 ile çipler arasındaki iletişim veriyolu, DDR4'te kullanılan I2C veriyolundan 10 kat daha hızlı çalışan I3C'ye yükseltilir. DDR5 SPD Hub, modülden Ana Kart Yönetim Denetleyicisine (BMC) iletişimi yönetir. Daha hızlı I3C protokolünü kullanan DDR5 SPD Hub, başlatma süresini azaltır ve daha yüksek oranda yoklama ve gerçek zamanlı kontrolü destekler.

SPD Hub'ından BMC'ye iletilen termal bilgiler, soğutma fanı hızını yönetmek için kullanılabilir. DRAM yenileme hızı artık daha yüksek performans veya daha yüksek saklama sağlamak için daha hassas bir şekilde yönetilebilir ve RDIMM çok sıcak çalışıyorsa termal yükü azaltmak için bant genişliği gerektiği gibi kısılabilir.

DDR5 Tasarım Zorlukları Nelerdir?

DDR5'teki bu değişiklikler, daha yüksek hızlar ve daha düşük voltajlarla ilgili bir dizi tasarım hususunu ortaya çıkararak, yeni bir sinyal bütünlüğü zorluklarını ortaya çıkarıyor. Tasarımcıların anakartların ve DIMM'lerin daha yüksek sinyal hızlarını kaldırabileceğinden emin olmaları gerekecek. Sistem düzeyinde simülasyonlar gerçekleştirirken tüm DRAM konumlarındaki sinyal bütünlüğünün kontrol edilmesi gerekir.

DDR4 tasarımları için, birincil sinyal bütünlüğü zorlukları çift veri hızlı DQ veriyolundaydı ve düşük hızlı komut adresi (CA) veriyoluna daha az dikkat ediliyordu. DDR5 tasarımlarında CA veri yolu bile sinyal bütünlüğü açısından özel dikkat gerektirecektir. DDR4'te, DQ veri kanalını iyileştirmek için diferansiyel geri besleme eşitlemesinin (DFE) kullanılması düşünülüyordu. Ancak DDR5 için RCD'nin CA veri yolu alıcıları da iyi sinyal alımını sağlamak için DFE seçeneklerine ihtiyaç duyacaktır.

Anakart üzerindeki güç dağıtım ağı (PDN), PMIC'li DIMM'e kadar olan diğer bir husustur. Daha yüksek saat ve veri hızları göz önüne alındığında, PDN'nin daha yüksek hızda, iyi sinyal bütünlüğüyle ve DIMM'lere iyi temiz güç kaynakları sağlayarak çalışma yükünü kaldırabileceğinden emin olmak isteyeceksiniz.

Anakarttan DIMM'e giden DIMM konektörlerinin de yeni saat ve veri hızlarını yönetmesi gerekecektir. Sistem tasarımcısı için, baskılı devre kartı (PCB) etrafındaki daha yüksek saat hızları ve veri hızlarında, elektromanyetik girişim ve uyumluluk (EMI ve EMC) için sistem tasarımına daha fazla önem verilmelidir.

DDR5 bellek arabirimi yonga setleri, DIMM'ler için DDR5'in avantajlarından nasıl yararlanır?

İyi haber şu ki, DDR5 bellek arabirimi yongaları, ana bellek denetleyicisinden DIMM'lere gönderilen komut ve adres sinyallerinin sinyal bütünlüğünü geliştiriyor. İki kanalın her birine ait veri yolu RCD'ye gider ve ardından DIMM'in iki yarısına doğru havalanır. RCD, ana bilgisayar bellek denetleyicisinin gördüğü CA veri yolu üzerindeki yükü etkili bir şekilde azaltır.

PMIC, SPD Hub ve TS'yi içeren genişletilmiş yonga seti, istenen güç ve termal sınır dahilinde kalarak DDR5'in daha yüksek veri hızlarında çalışabilen daha akıllı bir DIMM'e olanak tanır.

Rambus, tasarımcıların daha yüksek veri, CA ve saat hızlarından kaynaklanan sinyal bütünlüğü zorluklarıyla uğraşırken DDR5'in tüm avantajlarından yararlanmasına yardımcı olan tam bir DDR5 bellek arayüzü yonga seti sunuyor. Rambus, sektörde 5600 MT/s'ye kadar DDR5 RCD sunan ilk şirkettir ve artan pazar ihtiyaçlarını karşılamak için DDR5 çözümlerinin performansını sürekli olarak geliştirmektedir. Rambus DDR5 RCD artık 7200 MT/s performans seviyelerine ulaştı.

Sinyal bütünlüğü (SI) ve güç bütünlüğü (PI) alanında tanınmış bir lider olan Rambus, pazardaki en yüksek performanslı sistemleri sağlama konusunda 30 yılı aşkın deneyime sahiptir.

Kaynak: Rambus