DDR5-muisti: Kuinka uusi käyttöliittymä parantaa suorituskykyä pienemmällä virrankulutuksella

Datakeskuksen siirtyminen DDR5:een voi olla tärkeämpää kuin muut päivitykset.Monet ihmiset ajattelevat kuitenkin vain epämääräisesti, että DDR5 on vain siirtymä DDR4:n korvaamiseen kokonaan.Prosessorit muuttuvat väistämättä DDR5:n saapuessa, ja niihin tulee uusiamuistiliitännät, kuten tapahtui aiempien sukupolvien DRAM-päivityksissä SDRAMistaDDR4.

1

DDR5 ei kuitenkaan ole vain rajapinnan muutos, se muuttaa prosessorin muistijärjestelmän käsitettä.Itse asiassa DDR5:een tehdyt muutokset saattavat riittää oikeuttamaan päivityksen yhteensopivaan palvelinalustaan.

Miksi valita uusi muistiliitäntä?

Tietojenkäsittelyongelmat ovat monimutkaistuneet tietokoneiden syntymisen jälkeen, ja tämä väistämätön kasvu on johtanut evoluutioon lisääntyneiden palvelimien, jatkuvasti kasvavan muistin ja tallennuskapasiteetin sekä suurempien prosessorien kellotaajuuksien ja ydinten lukumäärän muodossa, mutta myös johtanut arkkitehtonisia muutoksia. , mukaan lukien äskettäinen eriteltyjen ja toteutettujen tekoälytekniikoiden käyttöönotto.

Jotkut saattavat ajatella, että nämä kaikki tapahtuvat samanaikaisesti, koska kaikki luvut ovat nousussa.Vaikka prosessoriytimien määrä on kasvanut, DDR-kaistanleveys ei ole pysynyt tahdissa, joten kaistanleveys ydintä kohti on itse asiassa pienentynyt.

2

Koska tietojoukot ovat laajentuneet, erityisesti HPC:tä, pelejä, videokoodausta, koneoppimispäättelyä, big data-analyysiä ja tietokantoja varten, vaikka muistinsiirtojen kaistanleveyttä voidaan parantaa lisäämällä muistikanavia prosessoriin, mutta tämä kuluttaa enemmän virtaa .Prosessorin pin-luku rajoittaa myös tämän lähestymistavan kestävyyttä, eikä kanavien määrä voi kasvaa ikuisesti.

Jotkin sovellukset, erityisesti korkean ytimen alijärjestelmät, kuten grafiikkasuorittimet ja erikoistuneet tekoälyprosessorit, käyttävät eräänlaista HBM-muistia (High-bandwidth memory).Tekniikka ajaa tietoja pinotuista DRAM-siruista prosessoriin 1024-bittisten muistikaistojen kautta, mikä tekee siitä erinomaisen ratkaisun paljon muistia vaativille sovelluksille, kuten tekoäly.Näissä sovelluksissa prosessorin ja muistin on oltava mahdollisimman lähellä nopeiden siirtojen mahdollistamiseksi.Se on kuitenkin myös kalliimpaa, eivätkä sirut mahdu vaihdettaviin/päivitettäviin moduuleihin.

Ja DDR5-muisti, jota alettiin levittää laajalti tänä vuonna, on suunniteltu parantamaan prosessorin ja muistin välistä kanavan kaistanleveyttä, samalla kun se tukee päivitettävyyttä.

Kaistanleveys ja latenssi

DDR5:n siirtonopeus on nopeampi kuin minkään edellisen sukupolven DDR:n, itse asiassa DDR4:ään verrattuna DDR5:n siirtonopeus on yli kaksinkertainen.DDR5 sisältää myös arkkitehtonisia lisämuutoksia, jotka mahdollistavat suorituskyvyn näillä siirtonopeuksilla yksinkertaisten vahvistusten sijaan ja parantavat havaitun tietoväylän tehokkuutta.

Lisäksi purskeen pituus kaksinkertaistettiin BL8:sta BL16:een, jolloin jokaisessa moduulissa voi olla kaksi itsenäistä alikanavaa ja olennaisesti kaksinkertaistui järjestelmässä käytettävissä olevat kanavat.Sen lisäksi, että saat suuremmat siirtonopeudet, saat myös uudelleen rakennetun muistikanavan, joka ylittää DDR4:n jopa ilman suurempia siirtonopeuksia.

Muistiintensiiviset prosessit saavat valtavan sysäyksen siirtymisestä DDR5:een, ja monet nykypäivän dataintensiiviset työmäärät, erityisesti tekoäly, tietokannat ja online-tapahtumien käsittely (OLTP), sopivat tähän kuvaukseen.

3

Lähetysnopeus on myös erittäin tärkeä.DDR5-muistin nykyinen nopeusalue on 4800–6400 MT/s.Tekniikan kehittyessä siirtonopeuden odotetaan kasvavan.

Energiankulutus

DDR5 käyttää pienempää jännitettä kuin DDR4, eli 1.1V 1.2V sijasta.Vaikka 8 %:n ero ei ehkä kuulostakaan suurelta, ero tulee ilmeiseksi, kun ne neliötetään virrankulutussuhteen laskemiseksi, eli 1,1²/1,2² = 85 %, mikä tarkoittaa 15 %:n säästöä sähkölaskuissa.

DDR5:n tuomat arkkitehtoniset muutokset optimoivat kaistanleveyden tehokkuutta ja korkeampia siirtonopeuksia, mutta näitä lukuja on vaikea mitata ilman tarkkaa sovellusympäristöä, jossa tekniikkaa käytetään.Mutta taas, parannetun arkkitehtuurin ja korkeampien siirtonopeuksien ansiosta loppukäyttäjä havaitsee energian paranemisen databittiä kohden.

Lisäksi DIMM-moduuli voi myös itse säätää jännitettä, mikä voi vähentää emolevyn virransyötön säätötarvetta, mikä tarjoaa lisäenergiaa säästäviä vaikutuksia.

Palvelimen virrankulutus ja jäähdytyskustannukset ovat palvelinkeskuksissa huolestuttavia, ja kun nämä tekijät otetaan huomioon, DDR5 energiatehokkaampana moduulina voi varmasti olla syy päivittämiseen.

Virheen korjaus

DDR5 sisältää myös on-chip virheenkorjauksen, ja DRAM-prosessien kutistuessa edelleen monet käyttäjät ovat huolissaan yhden bitin virhesuhteen ja yleisen tietojen eheyden lisäämisestä.

Palvelinsovelluksissa on-chip ECC korjaa yksibittiset virheet lukukomentojen aikana ennen tietojen tulostamista DDR5:stä.Tämä siirtää osan ECC-taakasta järjestelmän korjausalgoritmista DRAM-muistiin järjestelmän kuormituksen vähentämiseksi.

DDR5 ottaa käyttöön myös virheiden tarkistuksen ja desinfioinnin, ja jos se on käytössä, DRAM-laitteet lukevat sisäiset tiedot ja kirjoittavat korjatut tiedot takaisin.

Tee yhteenveto

Vaikka DRAM-liitäntä ei yleensä ole ensimmäinen tekijä, jonka datakeskus ottaa huomioon päivityksen toteuttamisessa, DDR5 ansaitsee tarkemman tarkastelun, sillä tekniikka lupaa säästää virtaa ja parantaa samalla suorituskykyä huomattavasti.

DDR5 on mahdollistava tekniikka, joka auttaa varhaisia ​​käyttäjiä siirtymään sulavasti tulevaisuuden koottavaan, skaalautuvaan tietokeskukseen.IT- ja yritysjohtajien tulee arvioida DDR5 ja päättää, miten ja milloin siirrytään DDR4:stä DDR5:een, jotta palvelinkeskuksen muutossuunnitelmat saadaan päätökseen.

 

 


Postitusaika: 15.12.2022