المواصفات النهائية لذواكر DDR5 القادمة: سعات حتى 128GB ومعدل نقل بيانات حتى 6.4Gbps!

بحسب موقع anandtech، أطلقت JEDEC (جمعية تكنولوجيا الحالة­­ الصلبة والتي تقوم بنشر معايير صناعة الإلكترونيات الدقيقة منها ذواكر DDR) المواصفات النهائية المعيارية لذواكر DDR5 SDRAM القادمة. يتميز معيار DDR5 على زيادة قدرة وأداء ذواكر DDR، فيضاعف سرعات الذاكرة القصوى مع زيادة أحجام الذاكرة بشكل كبير أيضًا. من المتوقع أن تنطلق الأجهزة الجديدة من المعيار الجديد في عام 2021 على مستوى السيرفرات قبل إطلاقها إلى أجهزة الحاسوب والأجهزة الأخرى في وقت لاحق. ينصب التركيز الأساسي لمعيار DDR5 على تحسين كثافة الذواكر سرعاتها. وتقديم سرعات تصل إلى 6.4Gbps وسعات حتى 128GB.

إقرأ أيضاً:

كل ما تحتاج معرفته عن ذاكرة الوصول العشوائي RAM، ما هي وما معاني المصطلحات المرتبطة بها؟

ذواكر DDR5 مقارنة مع سابقاتها

DDR5 DDR4 DDR3 LPDDR5
كثافة الشريحة (Die) القصوى

Max Die Density

64 Gbit 16 Gbit 4 Gbit 32 Gbit
أقصى سعة لذاكرة UDIMM

Max UDIMM Size(DSDR)

128 GB 32 GB 8 GB N/A
Max Data Rate

أقصى معدل نقل للبيانات

6.4 Gbps 3.2 Gbps 1.6 Gbps 6.4Gbps
Channels

القنوات

2 1 1 1
Total Width
(Non-ECC)عرض الذاكرة
64-bits
(2×32-bit)
64-bits 64-bits 16-bits
Banks
(Per Group)عدد وحدات التخزين (لكل مجموعة)
4 4 8 16
Bank Groups

عدد محموعات وحدات التخزين

8/4 4/2 1 4
Burst Length BL16 BL8 BL8 BL16
Voltage (Vdd) 1.1v 1.2v 1.5v 1.05v
Vddq 1.1v 1.2v 1.5v 0.5v

ذواكر أكثر كثافة لسعات أكبر

مقارنة بمعيار DDR4 السابق، هذا هو التغير الأكثر وضوحاً بالنسبة للمستهلك. تم تصميم DDR5 بمعايير ستمكنك من شراء ذاكرة بسخة تصل ل64 جيجابايت وهو أعلى ب4 أضعاف كم سعات ذواكر DDR4 والتي تبلغ 16 جيجابايت. بالطبع لن نرى في البداية ذواكر بسعات عالية حيث إن إمكانيات المصنعين لا تسمح بذلك. ففي حين أن التحسينات على السرعة من DDR5 ستكون فورية، فإن تحسينات السعة ستكون تدريجيًا مع تحسن كثافة التصنيع لدى المصنعيين.

العرض التقديمي لـ JEDEC DDR5. المصدر anandtech.

سرعة أكبر في DDR5

الجديد المهم في معيار DDR5 هو زيادة عرض النطاق الترددي للذاكرة. تتطلع JEDEC إلى بدء تشغيل الأشياء بشكل أكثر قوة من المعتاد بالنسبة لمواصفات ذاكرة DDR. عادة ما ينتقل معيار جديد من حيث إنتهى الذي سبقه كما حدث عن الإنتقال من DDR3 إلى DDR4، حيث توقفت DDR3 عند 1.6 جيجابت في الثانية وبدأ DDR4 من هناك. لكن بالنسبة إلى DDR5 تهدف JEDEC إلى أعلى من ذلك بكثير، حيث تتوقع المجموعة إطلاقها بسرعة 4.8 جيجابت في الثانية، وهو أسرع بنسبة 50٪ من السرعة القصوى البالغة 3.2 جيجابت في الثانية لـ DDR4. وفي السنوات القادمة، سيسمح المعيار الحالي من المواصفات بمعدلات نقل بيانات تصل إلى 6.4 جيجابت في الثانية، بما يضاعف الذروة لـ DDR4.

التغيير الكبير هنا هو أنه على غرار ما رأيناه في معايير أخرى مثل LPDDR4 و GDDR6، يتم تقسيم DIMM واحد إلى قناتين. بدلاً من قناة بيانات واحدة 64 بت لكل DIMM، ستقدم DDR5 قناتين مستقلتين للبيانات 32 بت لكل DIMM (أو 40 بت في حالة ECC). وفي الوقت نفسه يتم مضاعفة burst length لكل قناة من 8 بايت (BL8) إلى 16 بايت (BL16)، مما يعني أن كل قناة ستقدم 64 بايت لكل عملية. مقارنةً بذاكرة DDR4 DIMM، فإن ذاكرة DDR5 DIMM التي تعمل بمعدل ضعف سرعة الذاكرة المقدرة (سرعات أساسية متطابقة) ستقدم عمليتين 64 بايت في الوقت الذي تستغرقه ذاكرة DDR4 DIMM لتقديم عملية واحدة، مما يضاعف عرض النطاق الترددي الفعال.

بشكل عام ، يبقى 64 بايت الرقم السحري لعمليات الذاكرة حيث أن هذا هو حجم المعياري لcache line. كان من الممكن أن يؤدي burst length الأكبر على ذواكر DDR4 إلى عمليات 128 بايت، وهي كبيرة جدًا بالنسبة cache line واحد، وكانت ستؤدي إلى خسائر في الكفاءة إذا لم يرسل متحكم الذاكرة controller قيمة من سطرين من البيانات المتسلسلة. على سبيل المقارنة، نظرًا لأن قناتي DDR5 مستقلتان يمكن لمتحكم الذاكرة طلب 64 بايت من مواقع منفصلة، مما يجعلها أكثر ملاءمة لكيفية عمل المعالجات فعليًا وتجنب عقوبة الكفاءة.

النواقل السريعة في DDR5

يعد إيجاد طرق لزيادة مقدار التوازي داخل ذاكرة DAMM وزيادة سرعة الناقل أكثر صعوبة: الفكرة بسيطة في المفهوم وأصعب في التنفيذ. لمضاعفة سرعات ذاكرة DDR، يجب أن يعمل الناقل الخاص بDDR5 بمعدل ضعف معدل DDR4.

لتحقيق ذلك هناك العديد من التغييرات على DDR5، ولكن من المدهش أنه لا توجد أي تغييرات كبيرة وأساسية على ناقل الذاكرة مثل QDR أو differential signalling. بدلاً من ذلك، تمكنت JEDEC من الوصول لأهدافهم بنسخة معدلة قليلاً من ناقل DDR4 ولكن بشروط تشغيل أكثر صرامة.

Motherboards أبسط، وحدات ذاكرة DIMM أكثر تعقيدًا: تنظيم الجهد على DIMM.

إلى جانب التغييرات الأساسية في الكثافة وسرعات الذاكرة، يعمل معيار DDR5 أيضًا على تحسين الفولتية التشغيلية لذاكرة DDR. ستعمل DDR5 مع Vdd من 1.1v، بانخفاض من 1.2v لـ DDR4. من المفترض أن يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة الطاقة في الذاكرة بالنسبة إلى DDR4.

أيضًا يضم معيار الذاكرة DDR5 تغيير مهم إلى حد ما في كيفية تنظيم الجهد ل DIMM. باختصار، يتم نقل مسؤولية تنظيم الجهد من اللوحة الأم إلى DIMM، مما يجعل وحدات DIMM مسؤولة عن احتياجات تنظيم الجهد الخاصة بها. هذا يعني أن وحدات ذاكرة DIMM ستشتمل الآن على منظم جهد مدمج، وهذا ينطبق على كل شيء من UDIMMs إلى LRDIMMs.

وفقًا لـ JEDEC ستسمح أيضًا المنظمات المدمجة مع ذواكر DIMM بتحمل أفضل للجهد بشكل عام، مما يعمل على تحسين إنتاجية DRAM وأيضًا تقليل استهلاك الطاقة في DDR5 نسبةً إلى DDR4.

إقرأ أيضاً:

اللوحة الأم: دليل مختصر لمكوناتها ووظائف كل منها.

ذواكر DDR5 DIMM ستمتلك 288 نحاسة توصيل، ولكن بتغييرات على المخارج

ستحتفظ DDR5 بنفس العدد من نحاسات التوصيل وهو 288 كما في DDR4. وهذا مشابه للانتقال من DDR2 إلى DDR3، حيث تم الاحتفاظ بعدد نحاسات التوصيل 240 نحاسة توصيل.

لكن لا يمكن استخدام وحدات DIM5 DIMM في منافذ DDR4. حيث أن ناقل الأوامر والعناوين (command and address bus) تم تقليصه وتقسيمه مع إعادة تخصيص بعض النحاسات إلى ناقل لبيانات قناة الذاكرة الثانية. بدلاً من ناقل CA واحد 24 بت، ستحتوي ذواكر DDR5 على ناقلين CA 7 بت واحدة لكل قناة. 7 أقل بكثير من نصف الناقل لقديم لذلك أصبحت الأمور أكثر تعقيدًا بالنسبة لمتحكمات الذاكرة في المقابل.

سيتم أخذ العينات، وسيبدأ الاعتماد في الأشهر 12-18 المقبلة

مع إعلان المواصفات والمعايير القياسية من JEDEC لذواكر ddr5 أصبح توافر الذواكر المصنعة بهذا المعيار أقرب. بالفعل طور مصنعو الذاكرة الرئيسيون والذين شاركوا في عملية تطوير DDR5 منذ البداية نماذج DIMMs وهم يتجهزون الآن لطرح أول أجهزتهم التجارية في السوق.

من المتوقع أن يكون منحنى التبني العام لـ DDR5 مماثلاً لمعايير DDR السابقة. هذا يعني أن JEDEC تتوقع أن تبدأ ذواكر DDR5 في الظهور في الأجهزة في غضون 12 إلى 18، كما توقعت المجموعة أن يكون سوق الخوادم مرة أخرى القوة الدافعة وراء الاعتماد المبكر للمعيار الجديد.

يتوقع أن يكون لذاكرة DDR5 وقت أطول من الحياة كما DDR4 إن لم يكن أطول قليلاً. تمتعت كل من DDR3 و DDR4 بدورات حياة مدتها سبع سنوات تقريبًا، ويجب أن تتمتع DDR5 بنفس الدرجة من الاستقرار.

على أي حال، يتوقع أن تبدأ الشركات المصنعة للذاكرة الرئيسية في استعراض نماذجها الأولية ووحدات DIMM التجارية مع الإعلان عن معايير DDR5. مع بدء الاعتماد بشكل جدي في عام 2021. يبدو أن العام المقبل سيجلب بعض التغييرات المثيرة للاهتمام إلى الأسواق.