Paměť DDR5: Jak nové rozhraní zlepšuje výkon při nižší spotřebě energie

Migrace datového centra na DDR5 může být důležitější než jiné upgrady.Mnoho lidí si však jen matně myslí, že DDR5 je jen přechod, který má zcela nahradit DDR4.Procesory se s příchodem DDR5 nevyhnutelně mění a budou mít nějaké novéPaměťrozhraní, jako tomu bylo u předchozích generací upgradů DRAM z SDRAM naDDR4.

1

DDR5 však není jen změnou rozhraní, ale mění koncepci paměťového systému procesoru.Ve skutečnosti mohou změny DDR5 stačit k tomu, aby ospravedlnily upgrade na kompatibilní serverovou platformu.

Proč zvolit nové paměťové rozhraní?

Výpočetní problémy se od příchodu počítačů staly složitějšími a tento nevyhnutelný růst byl hnacím motorem evoluce v podobě většího počtu serverů, stále rostoucí kapacity paměti a úložiště a vyšších rychlostí procesoru a počtu jader, ale také hnacím motorem architektonických změn. , včetně nedávného přijetí rozčleněných a implementovaných technik umělé inteligence.

Někdo by si mohl myslet, že se to všechno děje v tandemu, protože všechna čísla rostou.Zatímco se však zvýšil počet procesorových jader, šířka pásma DDR nedržela krok, takže šířka pásma na jádro se ve skutečnosti zmenšovala.

2

Vzhledem k tomu, že se datové sady rozšiřují, zejména pro HPC, hry, kódování videa, uvažování pomocí strojového učení, analýzu velkých dat a databáze, i když lze šířku pásma přenosů paměti zlepšit přidáním více paměťových kanálů do CPU, ale to spotřebovává více energie .Počet pinů procesoru také omezuje udržitelnost tohoto přístupu a počet kanálů se nemůže zvyšovat navždy.

Některé aplikace, zejména subsystémy s vysokým jádrem, jako jsou GPU a specializované procesory AI, používají typ paměti s vysokou šířkou pásma (HBM).Tato technologie přenáší data z naskládaných čipů DRAM do procesoru prostřednictvím 1024bitových paměťových pruhů, což z ní dělá skvělé řešení pro aplikace náročné na paměť, jako je AI.V těchto aplikacích musí být procesor a paměť co nejblíže, aby bylo možné zajistit rychlé přenosy.Je však také dražší a čipy se nevejdou na vyměnitelné/upgradovatelné moduly.

A paměti DDR5, které začaly být široce zaváděny letos, jsou navrženy tak, aby zlepšily šířku pásma kanálu mezi procesorem a pamětí a zároveň podporovaly možnosti upgradu.

Šířka pásma a latence

Přenosová rychlost DDR5 je rychlejší než u kterékoli předchozí generace DDR, ve skutečnosti je přenosová rychlost DDR5 ve srovnání s DDR4 více než dvojnásobná.DDR5 také zavádí další architektonické změny, které umožňují výkon při těchto přenosových rychlostech s jednoduchými zisky a zlepší pozorovanou efektivitu datové sběrnice.

Navíc byla délka burstu zdvojnásobena z BL8 na BL16, což každému modulu umožnilo mít dva nezávislé dílčí kanály a v podstatě zdvojnásobilo dostupné kanály v systému.Nejenže získáte vyšší přenosové rychlosti, ale také přebudovaný paměťový kanál, který překonává DDR4 i bez vyšších přenosových rychlostí.

Procesy náročné na paměť zaznamenají obrovský nárůst po přechodu na DDR5 a mnoho dnešních datově náročných pracovních zátěží, zejména AI, databáze a online zpracování transakcí (OLTP), tomuto popisu odpovídá.

3

Velmi důležitá je také přenosová rychlost.Aktuální rozsah rychlostí pamětí DDR5 je 4800~6400 MT/s.Jak technologie dospívá, očekává se, že přenosová rychlost bude vyšší.

Spotřeba energie

DDR5 používá nižší napětí než DDR4, tedy 1,1V místo 1,2V.I když 8% rozdíl nemusí znít jako mnoho, rozdíl se projeví, když se umocní pro výpočet poměru spotřeby energie, tj. 1,1²/1,2² = 85 %, což znamená 15% úsporu na účtech za elektřinu.

Architektonické změny zavedené DDR5 optimalizují efektivitu šířky pásma a vyšší přenosové rychlosti, nicméně tato čísla je obtížné kvantifikovat bez měření přesného aplikačního prostředí, ve kterém se technologie používá.Ale zase, díky vylepšené architektuře a vyšším přenosovým rychlostem bude koncový uživatel vnímat zlepšení energie na bit dat.

Modul DIMM může navíc sám upravovat napětí, což může snížit potřebu úpravy napájení základní desky, a tím poskytnout další efekty úspory energie.

U datových center jde o to, kolik energie server spotřebuje a kolik nákladů na chlazení, a když se zváží tyto faktory, může být DDR5 jako energeticky účinnější modul jistě důvodem k upgradu.

Oprava chyb

DDR5 také obsahuje opravu chyb na čipu, a protože procesy DRAM se stále zmenšují, mnoho uživatelů se obává zvýšení jednobitové chybovosti a celkové integrity dat.

U serverových aplikací opravuje ECC na čipu jednobitové chyby během příkazů čtení před výstupem dat z DDR5.Tím se přenese část zátěže ECC z algoritmu korekce systému na DRAM, aby se snížila zátěž systému.

DDR5 také zavádí kontrolu chyb a sanitaci, a pokud je povolena, zařízení DRAM budou číst interní data a zpětně zapisovat opravená data.

Shrnout

Zatímco rozhraní DRAM obvykle není prvním faktorem, který datové centrum zvažuje při implementaci upgradu, DDR5 si zaslouží bližší pohled, protože technologie slibuje úsporu energie a zároveň výrazné zlepšení výkonu.

DDR5 je podpůrná technologie, která pomáhá prvním uživatelům ladně migrovat do sestavitelného a škálovatelného datového centra budoucnosti.IT a obchodní vedoucí by měli vyhodnotit DDR5 a určit, jak a kdy migrovat z DDR4 na DDR5, aby dokončili své plány transformace datových center.

 

 


Čas odeslání: 15. prosince 2022