Memoria DDR5: come la nuova interfaccia migliora le prestazioni con un consumo energetico inferiore

La migrazione del data center a DDR5 potrebbe essere più importante di altri aggiornamenti.Tuttavia, molte persone pensano vagamente che DDR5 sia solo una transizione per sostituire completamente DDR4.I processori cambiano inevitabilmente con l'arrivo delle DDR5, e ne avranno alcune di nuovememoriainterfacce, come nel caso delle generazioni precedenti di aggiornamenti DRAM da SDRAM aDDR4.

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Tuttavia, DDR5 non rappresenta solo un cambiamento nell'interfaccia, sta cambiando il concetto di sistema di memoria del processore.In effetti, le modifiche alle DDR5 potrebbero essere sufficienti a giustificare un aggiornamento ad una piattaforma server compatibile.

Perché scegliere una nuova interfaccia di memoria?

I problemi informatici sono diventati più complessi dall'avvento dei computer e questa inevitabile crescita ha guidato l'evoluzione sotto forma di un numero maggiore di server, capacità di memoria e archiviazione sempre maggiori e velocità di clock del processore e numero di core più elevati, ma anche determinando cambiamenti architettonici. , compresa la recente adozione di tecniche di intelligenza artificiale disaggregate e implementate.

Alcuni potrebbero pensare che tutto ciò stia accadendo in tandem perché tutti i numeri stanno aumentando.Tuttavia, mentre il numero di core del processore è aumentato, la larghezza di banda DDR non ha tenuto il passo, quindi la larghezza di banda per core è effettivamente diminuita.

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Poiché i set di dati sono in espansione, in particolare per HPC, giochi, codifica video, ragionamento di apprendimento automatico, analisi di big data e database, sebbene la larghezza di banda dei trasferimenti di memoria possa essere migliorata aggiungendo più canali di memoria alla CPU, ma ciò consuma più energia .Anche il numero di pin del processore limita la sostenibilità di questo approccio e il numero di canali non può aumentare all'infinito.

Alcune applicazioni, in particolare i sottosistemi high-core come GPU e processori IA specializzati, utilizzano un tipo di memoria a larghezza di banda elevata (HBM).La tecnologia trasmette i dati dai chip DRAM impilati al processore attraverso corsie di memoria a 1024 bit, rendendola un'ottima soluzione per applicazioni ad uso intensivo di memoria come l'intelligenza artificiale.In queste applicazioni, il processore e la memoria devono essere il più vicini possibile per fornire trasferimenti veloci.Tuttavia, è anche più costoso e i chip non possono essere inseriti in moduli sostituibili/aggiornabili.

E la memoria DDR5, che ha iniziato ad essere ampiamente implementata quest’anno, è progettata per migliorare la larghezza di banda del canale tra il processore e la memoria, pur supportando l’aggiornabilità.

Larghezza di banda e latenza

La velocità di trasferimento di DDR5 è più veloce di quella di qualsiasi generazione precedente di DDR, infatti, rispetto a DDR4, la velocità di trasferimento di DDR5 è più che doppia.DDR5 introduce inoltre ulteriori modifiche all'architettura per consentire prestazioni a queste velocità di trasferimento rispetto ai guadagni semplici e migliorerà l'efficienza osservata del bus dati.

Inoltre, la lunghezza del burst è stata raddoppiata da BL8 a BL16, consentendo a ciascun modulo di avere due sottocanali indipendenti e sostanzialmente raddoppiando i canali disponibili nel sistema.Non solo ottieni velocità di trasferimento più elevate, ma ottieni anche un canale di memoria ricostruito che supera DDR4 anche senza velocità di trasferimento più elevate.

I processi ad uso intensivo di memoria vedranno un enorme impulso dalla transizione a DDR5 e molti degli odierni carichi di lavoro ad alta intensità di dati, in particolare AI, database ed elaborazione delle transazioni online (OLTP), rientrano in questa descrizione.

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Anche la velocità di trasmissione è molto importante.L'attuale intervallo di velocità della memoria DDR5 è 4800~6400 MT/s.Man mano che la tecnologia matura, si prevede che la velocità di trasmissione sarà più elevata.

Consumo di energia

DDR5 utilizza una tensione inferiore rispetto a DDR4, ovvero 1,1 V anziché 1,2 V.Anche se una differenza dell'8% potrebbe non sembrare molta, la differenza diventa evidente quando vengono quadrati per calcolare il rapporto di consumo energetico, ovvero 1,1²/1,2² = 85%, che si traduce in un risparmio del 15% sulle bollette elettriche.

Le modifiche architetturali introdotte da DDR5 ottimizzano l'efficienza della larghezza di banda e velocità di trasferimento più elevate, tuttavia, questi numeri sono difficili da quantificare senza misurare l'esatto ambiente applicativo in cui viene utilizzata la tecnologia.Ma ancora una volta, grazie all'architettura migliorata e alle velocità di trasferimento più elevate, l'utente finale percepirà un miglioramento dell'energia per bit di dati.

Inoltre, il modulo DIMM può anche regolare da solo la tensione, riducendo così la necessità di regolare l'alimentazione della scheda madre, fornendo così ulteriori effetti di risparmio energetico.

Per i data center, la quantità di energia consumata da un server e i costi di raffreddamento rappresentano una preoccupazione e, quando si considerano questi fattori, DDR5 come modulo più efficiente dal punto di vista energetico può sicuramente essere un motivo per eseguire l'aggiornamento.

Correzione dell'errore

DDR5 incorpora anche la correzione degli errori su chip e, poiché i processi DRAM continuano a ridursi, molti utenti sono preoccupati di aumentare il tasso di errore a bit singolo e l'integrità complessiva dei dati.

Per le applicazioni server, l'ECC su chip corregge gli errori a bit singolo durante i comandi di lettura prima di inviare i dati da DDR5.Ciò scarica parte del carico ECC dall'algoritmo di correzione del sistema alla DRAM per ridurre il carico sul sistema.

DDR5 introduce anche il controllo e la sanificazione degli errori e, se abilitati, i dispositivi DRAM leggeranno i dati interni e riscriveranno i dati corretti.

Riassumere

Sebbene l'interfaccia DRAM non sia solitamente il primo fattore che un data center considera quando implementa un aggiornamento, DDR5 merita uno sguardo più attento, poiché la tecnologia promette di risparmiare energia migliorando notevolmente le prestazioni.

DDR5 è una tecnologia abilitante che aiuta i primi ad adottarla a migrare con facilità verso il data center componibile e scalabile del futuro.I leader IT e aziendali dovrebbero valutare DDR5 e determinare come e quando migrare da DDR4 a DDR5 per completare i piani di trasformazione del data center.

 

 


Orario di pubblicazione: 15 dicembre 2022