DDR5 RAM Uitgelegd: Functies, Voordelen en Beschikbaarheid

DDR5 (kort voor Double Data Rate 5) is de volgende generatie standaard voor SDRAM (Synchronous Dynamic Random-Access Memory). Het is ontworpen om aanzienlijk hogere prestaties te leveren bij lager energieverbruik dan de voorganger DDR4.

Hieronder behandelen we de meest gestelde vragen over de nieuwste geheugenstandaard. Hoe snel is DDR5? Wat zijn de voordelen ten opzichte van DDR4 RAM? Wanneer is het beschikbaar?

Maar laten we beginnen met een basisvraag: Waarom hebben we DDR5 RAM nodig?

Met de 3e generatie Zen 2 Ryzen-processors heeft AMD een completely nieuwe architectuur uitgebracht met verbeteringen in kernenaantal, kloksnelheid en instructies per klok. Het bedrijf plaatst 6-kern processors in het middensegment en 12-kern in het high-end segment.

In 2019 bracht AMD de 16-kern Ryzen 9 3900X en 3950X CPU's uit, waarmee het draadniveau van de concurrent Intel i9-9900 serie chips verdubbelde.

Bandbreedte per kern daalt sinds 2018 | Credit: Micron

Als onze desktops bij willen blijven met Intel en AMD's kernenoorlog, moeten we de geheugenbandbreedte per kern aanzienlijk verhogen.

DDR5 vs DDR4: Verbeteringen

Hier zijn de vijf meest significante specificatie-verbeteringen in DDR5 RAM:

1. Meer Snelheid

Terwijl DDR4 een maximum data rate van 3.200 megatransfers per seconde (MT/s) ondersteunt, begint DDR5 bij 3.200 MT/s en kan opgeschaald worden tot 6.400 MT/s.

Vergeleken met DDR4-3200 RAM, levert DDR5-3200 36% meer bandbreedte. Hogere snelheid DDR5 (4800 MHz) zal twee keer zo snel zijn dan wat DDR4 te bieden heeft.

2. Lagere Werkspanning

De DRAM en buffer chip registerende klokdriver in DDR5 gebruiken 1,1 Volt, terwijl DDR4 op 1,2 Volt werkt. De daling in werkspanning is cruciaal, vooral voor batterij-aangedreven apparaten zoals smartphones en tablets.

3. Nieuwe Stroom- en Kanaalarchitectuur

In DDR5 RAM is het stroombeheer verplaatst van het moederbord naar de dual in-line memory module (DIMM) zelf. De 12-Volt power management IC verdeelt de 1,1-Volt werkspanning, wat de granulatie van systeemstroombelasting verbetert.

De kanaalarchitectuur is ook gewijzigd. Terwijl DDR4 buffer chips een 72-bit bus hebben met 64 data bits en 8 ECC (error-correcting code) bits, ondersteunen DDR5 DIMMs twee 40-bit kanalen, elk bestaande uit 32 data bits en 8 ECC bits.

Hoewel beide geheugens dezelfde data breedte hebben (64-bits totaal), verbeteren de twee kleinere onafhankelijke kanalen in DDR5 de geheugentoegangsefficiëntie.

Specifieker: elke kant van de DDR5 DIMM wordt bediend door een onafhankelijk 40-bit brede kanaal. Beide kanten delen de Registering Clock Driver (RCD) die vier uitgangsklokken aan elke kant levert. In DDR4 levert de RCD twee uitgangsklokken aan elke kant.

Beide 40-bit kanalen bevatten 32-bit data wat verder onderverdeeld is in vier 8-bit lanes. De RCD levert onafhankelijke kloksignalen aan elke van deze lanes, wat de signaalintegriteit verbetert.

4. Langere Burst Lane

De burst lengte in DDR4 is acht. Om de burst payload in DDR5 te vergroten, wordt de burst lengte uitgebreid tot zestien. Dit stelt een enkele burst in staat om de traditionele CPU cache lijn grootte (64 bytes) te benaderen.

5. Hogere DRAM Capaciteit

Terwijl DDR4 kan gaan tot 16 Gb DRAM in een single-die package, ondersteunt DDR5 tot 32 Gb DRAMs in een single-die package.

DDR5 heeft ook one-die error-correcting code, post-package repair, error transparency mode, en read/write cyclische redundantie check modi.

Wanneer Is Het Beschikbaar?

De DDR5-standaard wordt nog steeds vastgesteld door de JEDEC Solid State Technology Association. Een onafhankelijke standaard genaamd LL-DDR5 (Low Power Double Data Rate 5) is al in 2019 gepubliceerd.

Enkele tech-bedrijven hebben al hun DDR5 RAM-chip aangekondigd. SK Hynix toonde bijvoorbeeld zijn eerste DDR5 RAM in 2018. Het kan 5.200 megatransfers per seconde uitvoeren bij 1,1 Volt. Drie maanden later kondigde het bedrijf een andere chip aan die 6400 MT/s kon halen, de hoogst haalbare snelheid volgens de DDR5-standaard.

Micron en Samsung werken ook aan DDR5 geheugenmodules, hoewel die misschien niet volledig standaard-compliant zijn.

Er is een grote kans dat DDR5 eerst in mobiele apparaten arriveert (in de vorm van LPDDR5) via Micron en Samsung. Ze zullen een benchmark zetten voor wat we van desktop-varianten kunnen verwachten.

Server DRAM technologie overgang

SK Hynix probeerde te voorspellen wanneer DDR5 volledig mainstream wordt. Volgens hun schatting zal 25% van alle RAM-verkopen in 2020 DDR5 zijn, en 44% eind 2021.

Dit zijn echter voorspelde cijfers. Om bruikbaar te zijn in laptops en desktops, moeten de geïntegreerde controllers van AMD's en Intel's CPU's het ondersteunen, en per januari 2020 hebben geen van deze bedrijven enige ondersteuning voor DDR5 aangekondigd.

Hoewel Intel's Sapphire Rapids CPU-microarchitectuur naar verluidt DDR5 SDRAM zal ondersteunen. Complicaties met het 7nm en 10nm fabricatieproces kunnen de release terugduwen tot 2021 op het vroegst. AMD's derde generatie Epyc CPU's zullen nog steeds DDR4 gebruiken.

Is Het De Moeite Werd Om Te Kopen?

Er is een algemene veronderstelling dat bestaande DDR4-chips uiteindelijk gemigreerd zullen worden naar DDR5. Maar de hoofvraag is: is het de moeite waard om te upgraden?

toen DDR4 voor het eerst uitkwam, haalde het slechts 2.133 MT/s. De snelste DDR3-chips van die tijd booden ook 2.133 MT/s, en vanwege hun lagere latentie en strakkere timings, presteerden ze beter dan DDR4.

Het is dus redelijk om aan te nemen dat de initiële DDR5-aanbieding geen zo goede resultaten zal leveren als de snelste DDR4-chips die vandaag beschikbaar zijn. Echter, in tegenstelling tot DDR5, zal DDR4 niet blijven verbeteren, dus geleidelijk zal DDR5 voorbijtrekken.

We raden aan om te wachten tot 2021. Het zal interessant zijn om te zien welke real-world verbeteringen dit nieuwe snelle geheugen kan brengen.