DDR 5时代，一颗芯片变了

在人工智能推动下，更大容量更快速度的DRAM成为迫切需求，这就驱使HBM成为近年来的风口浪尖。与此同时，DDR这个相对古老的标准，也进化到了DDR 5，并在SoC和主板厂商的推动下，走到了大爆发的边缘。
 
作为DDR4的继任者，DDR 5在多个关键领域实现了显著的提升。如在速度方面，。DDR5内存的最高传输速率达6.4Gbps，较之DDR4高出约一倍。除了速度，DDR5还大幅提升了存储容量，这对于处理大数据和运行内存密集型应用程序尤为重要。展望未来，预计DDR5内存将支持更大的单模块存储容量，从而减少物理空间的需求，同时提供更多的存储空间。
 
“要实现DDR 5技术的高性能，需要更智能的DIMM架构。”Rambus内存互连芯片业务部门产品营销副总裁 John Eble先生日前的演讲中说道。
 
DIMM架构的改变
 
DIMM也就是Dual In-Line Memory Module，即双列直插式内存模块，是一种常见的计算机内存模块化硬件，由单个印刷电路板上的多个随机存取存储器芯片 (RAM) 组成。通过双面引脚连接与计算机主板相连，以支持本机 64 位数据路径吞吐量。常用于台式机、笔记本电脑和服务器。
 
除了标志性的双面引脚连接器外，大多数现代 DIMM 单元还具有内存列管理、多种标准 RAM支持、错误检查和纠正 (ECC)和各种外形的特点，其拥有的诸多优势让 DIMM 非常适合各种类型的计算，DIMM也成为大多数现代计算系统的首选解决方案。
 
但进入到DDR 5时代，DIMM开始有了更多改变。
 
据John Eble介绍，这首先就体现在其架构上。如下图所示，现在DDR5内存已经开始转移到了双通道架构。同时，在DDR5当中，我们看到的数据流通道的比特率也达到了32，另外还拥有8位的ECC。通过这样的方式，DDR 5确保它们能够在连接器上有着各自所需要的存储、吞吐量，以及内存性能。
 


其次，如上图中所示，双通道 RCD 现在在主机端以 DDR5 速度运行。由于它的运行速度与 DRAM 相同，那就意味着图中每个引脚的开关频率将比 DDR4高出一倍多——每通道最高频率速度达到8400MT/s。但实际上根据JEDEC今年4月发布的最新数据，表示在DRAM的规格当中，可以达到8800MT/s的速度。
 
“更高的数据传输速率（裕度至关重要），不但需要增加连接器引脚数量，还要求主电源电压从 1 至 1.2 伏降至 1.1 伏，这些因素共同促使我们决定采用专用的电源管理IC，帮助控制更加精细的电压。”John Eble说。
 
于是，如上图黄色框中的蓝色块所示，DDR5模块增加了PMIC和相关的无源组件。从某种成都上说这是DDR4到DDR5最显著的变化之一。
 
“之前几代的DDR将内存电源电压调节放置在主板上，通过连接器将多个电源传输到模块，再将电源管理集成到内存模块（DIMM），这样主板就可以为内存模块提供单一的高电压电源。”John Eble表示。“但在DDR 5的新设计中，内存模组上的PMIC向模组提供输入高压12V电源，避免通过模块连接器从主板向内存模组组件输出如1V的电压，大大降低了输电网络上的IR下降问题。”John Eble接着说。
 
从John Eble的介绍我们得知，随着用户增加内存容量，他们以递增的方式为服务器添加电源管理。因此，将PMIC集成到内存模块上不但能针对其所在的特定模块进行调整，还可以极大地简化了主板设计，减少所需的面积，并降低电源系统过度配置的浪费。
 
正是得益于这样的设计，让内存模块的功率和电源供电的完整性、稳定性得到了很好的提升。
 
Rambus的PMIC方案
 
凭借在高性能内存领域积累30多年的经验，Rambus提供了包括内存接口芯片、半导体IP授权和基础专利授权等在内的产品和服务，并以此服务数据中心和边缘设备等市场，面向的应用包括等不限于5G、汽车自动驾驶和IoT（物联网）等。具体到DDR方面，Rambus已成为RDIMM制造商的“一站式” DDR5 内存接口芯片供应商，能够为制造商提供最高级别的验证保证并加快其产品上市时间。
 
 
 
基于公司的这些积累，Rambus推出了领先的DDR5 服务器电源管理IC（PMIC）产品，进一步丰富了公司的产品组合，为模块制造商提供了完整的DDR5 RDIMM 内存接口芯片组，支持广泛的数据中心用例。
 
据了解，JEDEC定义了三种不同的PMIC，针对不同的电流输出水平。它们都共享相同的封装尺寸、引脚布局，并且大多数寄存器集相同。每种设计的电源效率都针对其目标应用的预期电流水平进行了优化。
 
为此，Rambus 的DDR5服务器PMIC系列涵括了符合JEDEC超高电流（PMIC5020）、高电流（PMIC5000）和低电流（PMIC5010）规范的产品。
 
其中，面向极高电流的Rambus PMIC 5020的目标是约30安培的最大持续直流电流应用，是这三种服务器PMIC中最新定义的，针对的是最高带宽和最高容量的模块。值得一提的是，Rambus是首家提供该类样品的公司；高电流PMIC 5000则一直是主要的PMIC，支持的最大持续直流电流大约为20安培。这款特定的PMIC针对标准到四阶模块，容量为64GB、96GB和128GB；低电流 PMIC 5010 面向容量较低的市场，支持的最大持续电流约为 12 安培。
 
“这一全新的服务器 PMIC 芯片产品系列与公司原有的DDR5 RCD、SPD Hub 和温度传感器 IC 一起组成一个完整的内存接口芯片组，适用于各种DDR5 RDIMM 配置和用例。”Rambus重申。