DDR5-minne: Hvordan det nye grensesnittet forbedrer ytelsen med lavere strømforbruk

Datasentermigrering til DDR5 kan være viktigere enn andre oppgraderinger.Imidlertid tror mange bare vagt at DDR5 bare er en overgang for å erstatte DDR4 fullstendig.Prosessorer endres uunngåelig med ankomsten av DDR5, og de vil ha noen nyehukommelsegrensesnitt, slik tilfellet var med tidligere generasjoner av DRAM-oppgraderinger fra SDRAM tilDDR4.

1

Imidlertid er DDR5 ikke bare en grensesnittendring, den endrer konseptet med prosessorminnesystem.Faktisk kan endringene til DDR5 være nok til å rettferdiggjøre en oppgradering til en kompatibel serverplattform.

Hvorfor velge et nytt minnegrensesnitt?

Databehandlingsproblemer har blitt mer komplekse siden fremkomsten av datamaskiner, og denne uunngåelige veksten har drevet utviklingen i form av et større antall servere, stadig økende minne- og lagringskapasitet, og høyere prosessorklokkehastigheter og kjernetall, men også ført til arkitektoniske endringer , inkludert den nylige bruken av disaggregerte og implementerte AI-teknikker.

Noen vil kanskje tro at disse skjer samtidig fordi alle tallene går opp.Men mens antallet prosessorkjerner har økt, har ikke DDR-båndbredden holdt tritt, så båndbredden per kjerne har faktisk blitt redusert.

2

Siden datasett har blitt utvidet, spesielt for HPC, spill, videokoding, maskinlæringsresonnement, big data-analyse og databaser, selv om båndbredden til minneoverføringer kan forbedres ved å legge til flere minnekanaler til CPU, men dette bruker mer strøm .Antallet pinner til prosessoren begrenser også bærekraften til denne tilnærmingen, og antallet kanaler kan ikke øke for alltid.

Noen applikasjoner, spesielt høykjerneundersystemer som GPUer og spesialiserte AI-prosessorer, bruker en type høybåndbreddeminne (HBM).Teknologien kjører data fra stablede DRAM-brikker til prosessoren gjennom 1024-bits minnebaner, noe som gjør den til en flott løsning for minnekrevende applikasjoner som AI.I disse applikasjonene må prosessoren og minnet være så nærme som mulig for å gi raske overføringer.Imidlertid er det også dyrere, og brikkene kan ikke passe på utskiftbare/oppgraderbare moduler.

Og DDR5-minne, som begynte å bli bredt utrullet i år, er designet for å forbedre kanalbåndbredden mellom prosessoren og minnet, samtidig som det støtter oppgraderingsmuligheter.

Båndbredde og ventetid

Overføringshastigheten til DDR5 er raskere enn for noen tidligere generasjon av DDR, faktisk, sammenlignet med DDR4, er overføringshastigheten til DDR5 mer enn det dobbelte.DDR5 introduserer også ytterligere arkitektoniske endringer for å muliggjøre ytelse ved disse overføringshastighetene over enkle gevinster og vil forbedre den observerte databusseffektiviteten.

I tillegg ble burstlengden doblet fra BL8 til BL16, slik at hver modul kunne ha to uavhengige underkanaler og i hovedsak doblet de tilgjengelige kanalene i systemet.Ikke bare får du høyere overføringshastigheter, men du får også en ombygd minnekanal som overgår DDR4 selv uten høyere overføringshastigheter.

Minneintensive prosesser vil se et enormt løft fra overgangen til DDR5, og mange av dagens dataintensive arbeidsbelastninger, spesielt AI, databaser og online transaksjonsbehandling (OLTP), passer til denne beskrivelsen.

3

Overføringshastigheten er også veldig viktig.Gjeldende hastighetsområde for DDR5-minne er 4800~6400MT/s.Etter hvert som teknologien modnes, forventes overføringshastigheten å bli høyere.

Energiforbruk

DDR5 bruker en lavere spenning enn DDR4, altså 1,1V i stedet for 1,2V.Selv om en forskjell på 8 % kanskje ikke høres så mye ut, blir forskjellen tydelig når de kvadreres for å beregne strømforbruksforholdet, dvs. 1,1²/1,2² = 85 %, som tilsvarer en besparelse på 15 % på strømregningen.

De arkitektoniske endringene introdusert av DDR5 optimerer båndbreddeeffektivitet og høyere overføringshastigheter, men disse tallene er vanskelige å kvantifisere uten å måle det eksakte applikasjonsmiljøet der teknologien brukes.Men igjen, på grunn av den forbedrede arkitekturen og høyere overføringshastigheter, vil sluttbrukeren oppleve en forbedring i energi per bit data.

I tillegg kan DIMM-modulen også justere spenningen av seg selv, noe som kan redusere behovet for justering av strømforsyningen til hovedkortet, og dermed gi ytterligere energibesparende effekter.

For datasentre, hvor mye strøm en server bruker og hvor mye kjølekostnader er bekymringer, og når disse faktorene vurderes, kan DDR5 som en mer energieffektiv modul absolutt være en grunn til å oppgradere.

Feilretting

DDR5 inneholder også feilretting på brikken, og ettersom DRAM-prosesser fortsetter å krympe, er mange brukere bekymret for å øke enkeltbits feilraten og den generelle dataintegriteten.

For serverapplikasjoner korrigerer ECC på brikken enkeltbitsfeil under lesekommandoer før data sendes ut fra DDR5.Dette avlaster noe av ECC-belastningen fra systemkorreksjonsalgoritmen til DRAM for å redusere belastningen på systemet.

DDR5 introduserer også feilkontroll og sanering, og hvis aktivert, vil DRAM-enheter lese interne data og skrive tilbake korrigerte data.

Oppsummer

Mens DRAM-grensesnittet vanligvis ikke er den første faktoren et datasenter vurderer når de implementerer en oppgradering, fortjener DDR5 en nærmere titt, siden teknologien lover å spare strøm samtidig som den forbedrer ytelsen betydelig.

DDR5 er en muliggjørende teknologi som hjelper tidlige brukere med å migrere elegant til fremtidens komponerbare, skalerbare datasenter.IT- og bedriftsledere bør evaluere DDR5 og bestemme hvordan og når de skal migrere fra DDR4 til DDR5 for å fullføre planene for transformasjon av datasenteret.

 

 


Innleggstid: 15. desember 2022