DDR5-hukommelse: Hvordan den nye grænseflade forbedrer ydeevnen med lavere strømforbrug

Datacentermigrering til DDR5 kan være vigtigere end andre opgraderinger.Mange mennesker tror dog bare vagt, at DDR5 blot er en overgang til fuldstændig at erstatte DDR4.Processorer ændrer sig uundgåeligt med ankomsten af ​​DDR5, og de vil have nogle nyehukommelsegrænseflader, som det var tilfældet med tidligere generationer af DRAM-opgraderinger fra SDRAM tilDDR4.

1

DDR5 er dog ikke bare en grænsefladeændring, den ændrer konceptet med processorhukommelsessystem.Faktisk kan ændringerne til DDR5 være nok til at retfærdiggøre en opgradering til en kompatibel serverplatform.

Hvorfor vælge en ny hukommelsesgrænseflade?

Computerproblemer er blevet mere komplekse siden fremkomsten af ​​computere, og denne uundgåelige vækst har drevet udviklingen i form af et større antal servere, stadigt stigende hukommelse og lagerkapacitet og højere processor-clock-hastigheder og kernetal, men også drevet arkitektoniske ændringer , herunder den nylige vedtagelse af disaggregerede og implementerede AI-teknikker.

Nogle vil måske tro, at alt dette sker i takt, fordi alle tallene stiger.Men mens antallet af processorkerner er steget, har DDR-båndbredden ikke holdt trit, så båndbredden pr. kerne har faktisk været faldende.

2

Siden datasæt er blevet udvidet, især for HPC, spil, videokodning, maskinlæringsræsonnement, big data-analyse og databaser, selvom båndbredden af ​​hukommelsesoverførsler kan forbedres ved at tilføje flere hukommelseskanaler til CPU'en, men dette bruger mere strøm .Processorens pin-antal begrænser også bæredygtigheden af ​​denne tilgang, og antallet af kanaler kan ikke stige for evigt.

Nogle applikationer, især high-core subsystemer såsom GPU'er og specialiserede AI-processorer, bruger en type high-bandwidth memory (HBM).Teknologien kører data fra stablede DRAM-chips til processoren gennem 1024-bit hukommelsesbaner, hvilket gør det til en fantastisk løsning til hukommelsesintensive applikationer som AI.I disse applikationer skal processoren og hukommelsen være så tæt som muligt for at give hurtige overførsler.Det er dog også dyrere, og chipsene kan ikke passe på udskiftelige/opgraderbare moduler.

Og DDR5-hukommelse, som begyndte at blive bredt udrullet i år, er designet til at forbedre kanalbåndbredden mellem processoren og hukommelsen, mens den stadig understøtter opgraderingsmuligheder.

Båndbredde og latens

Overførselshastigheden for DDR5 er hurtigere end for nogen tidligere generation af DDR, faktisk sammenlignet med DDR4 er overførselshastigheden for DDR5 mere end det dobbelte.DDR5 introducerer også yderligere arkitektoniske ændringer for at muliggøre ydeevne ved disse overførselshastigheder over simple gevinster og vil forbedre den observerede databuseffektivitet.

Derudover blev burst-længden fordoblet fra BL8 til BL16, hvilket gjorde det muligt for hvert modul at have to uafhængige underkanaler og i det væsentlige fordoble de tilgængelige kanaler i systemet.Ikke alene får du højere overførselshastigheder, men du får også en genopbygget hukommelseskanal, der udkonkurrerer DDR4 selv uden højere overførselshastigheder.

Hukommelseskrævende processer vil se et enormt løft fra overgangen til DDR5, og mange af nutidens dataintensive arbejdsbelastninger, især AI, databaser og online transaktionsbehandling (OLTP), passer til denne beskrivelse.

3

Overførselshastigheden er også meget vigtig.Det aktuelle hastighedsområde for DDR5-hukommelse er 4800~6400MT/s.Efterhånden som teknologien modnes, forventes transmissionshastigheden at være højere.

Energiforbrug

DDR5 bruger en lavere spænding end DDR4, altså 1,1V i stedet for 1,2V.Selvom en forskel på 8 % måske ikke lyder af meget, bliver forskellen tydelig, når de kvadreres for at beregne strømforbrugsforholdet, dvs. 1,1²/1,2² = 85 %, hvilket svarer til en besparelse på 15 % på elregningen.

De arkitektoniske ændringer introduceret af DDR5 optimerer båndbreddeeffektiviteten og højere overførselshastigheder, men disse tal er svære at kvantificere uden at måle det nøjagtige applikationsmiljø, hvor teknologien bruges.Men igen, på grund af den forbedrede arkitektur og højere overførselshastigheder, vil slutbrugeren opleve en forbedring i energi pr. bit data.

Derudover kan DIMM-modulet også justere spændingen af ​​sig selv, hvilket kan reducere behovet for justering af strømforsyningen til bundkortet og derved give yderligere energibesparende effekter.

For datacentre, hvor meget strøm en server bruger, og hvor meget køleomkostninger er bekymringer, og når disse faktorer tages i betragtning, kan DDR5 som et mere energieffektivt modul bestemt være en grund til at opgradere.

Fejlretning

DDR5 inkorporerer også on-chip fejlkorrektion, og efterhånden som DRAM-processer fortsætter med at skrumpe, er mange brugere bekymrede for at øge enkeltbit-fejlfrekvensen og den overordnede dataintegritet.

For serverapplikationer korrigerer on-chip ECC enkelt-bit fejl under læsekommandoer, før data udsendes fra DDR5.Dette aflaster noget af ECC-byrden fra systemkorrektionsalgoritmen til DRAM for at reducere belastningen på systemet.

DDR5 introducerer også fejlkontrol og sanering, og hvis aktiveret, vil DRAM-enheder læse interne data og skrive korrigerede data tilbage.

Sammenfatte

Selvom DRAM-grænsefladen normalt ikke er den første faktor, et datacenter overvejer, når de implementerer en opgradering, fortjener DDR5 et nærmere kig, da teknologien lover at spare strøm og samtidig forbedre ydeevnen betydeligt.

DDR5 er en muliggørende teknologi, der hjælper early adopters med at migrere elegant til fremtidens komponerbare, skalerbare datacenter.IT- og virksomhedsledere bør evaluere DDR5 og bestemme, hvordan og hvornår de skal migrere fra DDR4 til DDR5 for at fuldføre deres datacentertransformationsplaner.

 

 


Indlægstid: 15. december 2022