رم DDR5 چیست؟

رم ddr5 چیست؟ رم DDR5 نسل پنجم SDRAM می‌باشد. DDR5 مخفف Double Data Rate 5 است و SDRAM مخففSynchronous Dynamic – Random Access Memory است. رم DDR5 جانشین DDR4 برای دستیابی به بهبود عملکرد در شرایطی توسعه یافته است که طراحان سیستم از پیشرفت‌های مداوم فناوری فشار فزاینده‌ای را احساس می‌کنند - جایی که پهنای باند حافظه فعلی به سادگی نمی‌‌تواند با مدل‌های پردازنده جدیدتر که تعداد هسته‌های آنها افزایش می‌یابد، همگام شود.

انتقال از DDR4 به DDR5 چیزی فراتر از یک تغییر نسل DDR SDRAM معمولی است. DDR5 یک گام بزرگ رو به جلو را نشان می‌دهد که به طور کامل ساختار کلی DDR را با یک هدف اصلی اصلاح کرده است: افزایش پهنای باند.

همانطور که گفته شد DDR5نسل پنجم رم است که با دو برابر شدن پهنای باند، نوید سرعت بسیار خوبی را می‌دهد. همچنین برای کاهش ولتاژ ماژول حافظه و در نتیجه کاهش مصرف برق ایجاد شده است. اولین تراشه رم DDR5 توسط کمپانی اسکی هاینیکس (SK Hynix) با ظرفیت 16 گیگابایت عرضه شد. شما می‌توانید ویدئو معرفی کامل رم DDR5 از شرکت اسکی هاینیکس را در ادامه مشاهده کنید.

ویدئو معرفی رم DDR5 شرکت اسکی هاینیکس

حافظه DDR5 همانند نسل‌های قبلی، طراحی 288 پین را حفظ کرده است. با این حال، ولتاژ  نسبت به نسل قبلی (DDR4) با 1.2 ولت به 1.1 ولت کاهش یافته است. این تراشه حافظه از نسل دوم فناوری ساخت 10 نانومتری استفاده کرده است. حافظه رمDDR5  شامل دو رنک (Rank) و هشت گروه بانکی (Bank Group) که هر گروه بانکی دارای 32 عدد Bank می‌باشد. تعداد Bankهای هر گروه بانکی چهار عدد است.

Bankها واحد منطقی به نام Rank را تشکیل می‌دهند.  Memory Rankبه گروهی از تراشه های DRAM اشاره دارد که به همان چیپ انتخابی متصل هستند. Burst Length نسبت به DDR4 که هشت می‌باشد در رم DDR5 به 16 افزایش یافته است. Burst Length به پهنای گذرگاه داده اشاره دارد، یعنی تعداد بایت‌هایی که می‌توانند در یک Burst منتقل شوند.   

حافظه رم DDR5 عملکرد بالاتری را در اختیار کاربران قرار می‌دهد، به این معنی که در فرکانس های بالاتر کار می‌کند. فرکانس‌های بالا می‌تواند ناپایداری کلاک ایجاد کند. بنابراین برای کاهش این امر مدار DLL (Delay Locked Loop) یا PLL (Phase Locked Loop) استفاده شده است. این مدارها با مقایسه و تنظیم مداوم دو سیگنال یعنی سیگنال ساعت (کلاک) و داده خروجی، کار می‌کنند و بازخوردی را ارائه می‌دهند تا انتقال و دریافت در یک زمان ثابت انجام شود. رم DDR5 در مقایسه با DDR4، دارای یک مدار Forward Feedback Equalization است. علاوه بر موارد گفته شده این رم دو برابر ظرفیت بیشتر را ارائه می‌دهد. ظرفیت این رم به جای 16 گیگابایت برابر 32 تا 64 گیگابایت است. همچنین حافظه DDR5 باعث افزایش عمر باتری دستگاه‌هایی همچون هدفون، موبایل، لپ تاپ و غیره می‌شود.

معماری رم DDR5

رم  DDR5روی DIMM (ماژول های حافظه داخلی دوگانه) نصب شده روی مادربرد سیستم نصب می‌شود. از این رو معماری رم DDR5، معماری DDR5 DIMM نیز نامیده می‌شود که از چندین جزء تشکیل شده است:

• مدارهای مجتمع مدیریت نیرو PMIC (Power Management IC)
• کانل‌ها (Channels)
•  Rank(رنک)
• گروه بانکی (Bank Group)
• بافرهای داده (Data Buffers)
• RCD (Register Clock Driver)
• کنترلر حافظه (Memory Controller)

مدارهای مجتمع مدیریت نیرو (PMIC)

DDR5 SDRAM دارای 12 ولت PMIC (Power Management IC) است و برای کامپیوتر و پلت‌فرم‌های تعبیه شده، طراحی شده است. این امر به کاهش مصرف برق سیستم کمک می‌کند و عملکرد و قابلیت اطمینان بالاتری را ارائه می‌دهد و دارای چهار رگولاتور سوئیچینگ می‌باشد. رابط مدیریت توان ممکن است به گونه‌ای پیکربندی شود که میزبان بتواند داده‌ها را از/ به مدار مدیریت توان یک ماژول حافظه داخلی دوگانه (DIMM) بخواند/بنویسد.

کانال ‌ها

در رم DDR5 دو کانال در سمت راست و چپ DIMM وجود دارد. هر کانال 40 بیت عرض دارد و شامل هشت بیت ECC و 32 بیت داده است. ECC (کد تصحیح خطا) خرابی داده‌ها را در صورت وجود شناسایی و تصحیح می‌کند. داشتن دو کانال مستقل کارایی دسترسی به حافظه را بهبود می‌بخشد.

 Rank(رنک)

Memory Rank به گروهی از تراشه‌های DRAM اشاره دارد که به همان چیپ انتخابی متصل هستند. همچنین به عنوان یک منطقه داده ایجاد شده با استفاده از برخی یا همه تراشه‌های حافظه روی یک  ماژول تعریف می‌شود.

گروه بانکی (Bank Group)

BG یک واحد ذخیره‌سازی منطقی است و چهار عدد بانک (bank) یک گروه بانکی را تشکیل می‌دهند. حافظه رم DDR5 از هشت گروه بانکی استفاده می‌کند که نسبت به DDR4 تعداد گروه‌های بانکی در DDR5 دو برابر شده است.

بافرهای داده

بافرها برای کاهش بار در گذرگاه داده استفاده می‌شوند. هر ماژول یک تراشه بافر داده، متصل به گذرگاه دارد. تمام سیگنال های ساعت، فرمان و کنترل از طریق RCD به بافرها منتقل می‌شوند. بافر همه سیگنال‌ها را دوباره به چندین رنک (Rank) از DRAM هدایت می‌کند. بافر داده توسطRegister Clock Driver  از طریق گذرگاه ارتباطی بافر پیکربندی می‌شود.

RCD (Register Clock Driver)

Register Clock Driver از چندین بافر داده برای بافر سیگنال‌های داده ورودی (DQ) و سیگنال‌های بارقه¹ داده (DQS)، بین کنترل کننده حافظه میزبان و DRAM استفاده می‌کند. با ارسال سیگنال‌های کلاک، کنترل و فرمان، تمام دستورات خواندن و نوشتن تراشه حافظه را از طریق بافرها کنترل می‌کند. RCD را می توان از طریق کنترلر حافظه میزبان از طریق گذرگاه فرمان/آدرس یا گذرگاه مدیریت سریال، پیکربندی کرد.

کنترلر حافظه

کنترلر حافظه در پردازنده، سیگنال‌ها را در قالب بسته های داده به بافرها منتقل می‌کند. دستگاه های SDRAM باید به صورت دوره ای برای ذخیره داده‌های معتبر تازه‌سازی (Refresh) شوند و کنترل کننده حافظه به صورت دوره‌ای دستورات refresh را صادر می‌کند. دستور Refresh در رم DDR5 فرمان «SAME-BANK REFRESH» نامیده می‌شود. این دستور در ارتباط با دستور "ALL-BANK REFRESH" مورد استفاده در DDR4،  استفاده می‌شود.

مزایا و معایب رم DDR5

در این قسمت از مقاله برای آشنایی بیشتر به بررسی مزایا و معایب رم DDR5 می‌پردازیم.

مزایای رم DDR5

DDR5 رم دارای مزایایی می‌باشد که عبارتند از :

• پهنای باند بالاتر
• نرخ کلاک 1.6 گیگاهرتز تا 3.2 گیگاهرتز
• مصرف ولتاژ کمتر: 1.1 ولت
• بهره وری انرژی: مدیریت بهتر انرژی باتری
• DIMM با ظرفیت بالاتر : 32 گیگابایت/64 گیگابایت در مقابل 16 گیگابایت در رم DDR4
• حافظه بزرگتر: (Committed Burst)BC8،( Burst Length) BL16
• Granularity (دانه بندی) بهبود یافته
• دو کانال 40 بیتی مستقل در هر ماژول
• افزایش دو برابری گروه های بانکی و بانک ها (Bank) برای افزایش عملکرد

مزایای رم DDR5

در کنار مزایایی که برای رم DDR5 گفته شد معایبی نیز برای استفاده از DDR5 به جای  DDR4وجود دارد:

• سیگنال‌های پرسرعت:DDR5  طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مادربرد وDIMM  می‌توانند این سیگنال های پرسرعت را دریافت کنند.
• کلاک و نرخ داده بالاتر: طراحان رم باید اطمینان حاصل کنند که PDN (شبکه تحویل نیرو) می‌تواند سرعت بالاتری را همراه با یکپارچگی سیگنال (خوب) داشته باشد.
• Command Address Bus (CA): گیرنده گذرگاه RCD CA برای دریافت سیگنال خوب به گزینه DFE (Differential Feedback Equalization نیاز دارد.
• حافظه DDR5 به پشتیبانی داخلی خوب روی مادربردها و تراشه‌ها نیاز دارد.

خرید رم سرور DDR5

رم DDR5 در مقایسه با نسل قبلی با ارائه ویژگی‌های جدید، پیشرفت‌های زیادی داشته است. این رم سرور در نسل 11 سرورهای HP مورد استفاده قرار گرفته است که می‌تواند نیاز CPU سرورهای نسل جدید را برآورده کند. 

دالمن افزار پارسه واردکننده مستقیم سرور و قطعات سرور از جمله رم سرور می‌باشد که با بیش از 15 سال سابقه کار در این زمینه از معتبرترین شرکت‌های فعال در این حوزه محسوب می‌شود. در صورت نیاز برای خرید رم سرور DDR5 و استعلام رم سرور می‌توانید با کارشناسان دالمن با شماره 43629-021 تماس بگیرید. 

شرکت دالمن افزار پارسه برای آسودگی خاطر شما مشتریان عزیز، تمامی محصولات خود را با گارانتی مادام العمر تضمین اصالت کالا و 12 ماه گارانتی رسمی دالمن ارائه می‌دهد.

 DDR5 رم چگونه کار می‌کند؟

هنگامی که پردازنده دستور خواندن/ نوشتن را به حافظه صادر می‌کند، سطر درخواستی فعال شده و سطر بانک (Bank) مربوطه در بافر کپی می‌شود. هر آدرس فیزیکی (PA) در سیستم به یک کانال خاص DIMM و به بافرهای داده نگاشت می‌شود. دستورات خواندن و/ یا نوشتن با اجرای حالت‌های Burst برای سطر فعال، صادر می‌شوند. سطر از قبل شارژ شده است و دوباره در آرایه حافظه ذخیره می‌شود. درخواست خواندن/ نوشتن در گذرگاه فرمان صادر می‌شود و اگر درخواست خواندن باشد، داده‌ها برگردانده می‌شوند. اگر درخواست نوشتن باشد، داده‌ها به همراه دستور نوشتن روی گذرگاه داده ارسال می‌شوند.

 DDR5 عملکردهای کد تصحیح خطا (ECC) و بررسی خطا و پاکسازی (ECS) را برای شناسایی خطاها اجرا می‌کند و در صورت بروز خطا، داده‌های تصحیح شده را بازنویسی می‌کند. گذرگاه داده، داده ها را بر روی لبه‌های صعودی و نزولی سیگنال کلاک منتقل می‌کند. کنترلر حافظه دستورات Refresh را به صورت دوره‌ای صادر می کند تا داده‌ ها را از دست ندهد.

تفاوت رمDDR5  با DDR4

در جدول زیر ویژگی‌ها و تفاوت رم DDR5 با DDR4 نشان داده شده است:

همانطور که در جدول 1 مشاهده می‌کنید بین دو رم DDR5 و DDR4 تفاوت‌های زیادی وجود دارد. برای درک بهتر در این ویدئو به تفاوت این دو رم پرداخته شده است.

ویدئو تفاوت رمDDR5  با DDR4

جمع بندی

نیاز فزاینده به افزایش پهنای باند حافظه به دلیل نیازهای مقیاس‌گذاری (توسعه) و اهداف عملکرد بالاتر سیستم های رایانه‌ای نسل جدید، چالش مهمی را برای معماران سیستم امروزی ایجاد می‌کند. همانطور که قبلا گفته شد رم DDR5 برای پاسخگویی به تقاضای پهنای باند بالاتر در مقایسه با نسل‌های قبلی ساخته شده است.  

1: [بارقه] یک سیگنال زمانی که عبور داده‌ها، از طریق رابط ورودی‎/ خروجی را هماهنگ می‌کند.

منبع: https://www.rambus.com/blogs/get-ready-for-ddr5-dimm-chipsets/

مترجم: محبوبه فغانی نرم