Memoria DDR5: como a nova interface mellora o rendemento cun menor consumo de enerxía

A migración do centro de datos a DDR5 pode ser máis importante que outras actualizacións.Non obstante, moitas persoas pensan vagamente que DDR5 é só unha transición para substituír completamente a DDR4.Os procesadores cambian inevitablemente coa chegada da DDR5, e terán algunhas novidadesmemoriainterfaces, como foi o caso das xeracións anteriores de actualizacións de DRAM de SDRAM aDDR4.

1

Non obstante, DDR5 non é só un cambio de interface, está cambiando o concepto de sistema de memoria do procesador.De feito, os cambios en DDR5 poden ser suficientes para xustificar unha actualización a unha plataforma de servidor compatible.

Por que escoller unha nova interface de memoria?

Os problemas informáticos fixéronse máis complexos desde a aparición dos ordenadores, e este crecemento inevitable impulsou a evolución en forma de maior número de servidores, capacidades de memoria e almacenamento cada vez máis altas e velocidades de reloxo de procesadores máis altas e contas de núcleos, pero tamén impulsou cambios arquitectónicos. , incluída a recente adopción de técnicas de IA desagregadas e implementadas.

Algúns poderían pensar que todo isto ocorre en conxunto porque todos os números están a subir.Non obstante, aínda que o número de núcleos de procesador aumentou, o ancho de banda DDR non mantivo o ritmo, polo que o ancho de banda por núcleo en realidade foi diminuíndo.

2

Dado que os conxuntos de datos foron ampliando, especialmente para HPC, xogos, codificación de vídeo, razoamento de aprendizaxe automática, análise de big data e bases de datos, aínda que o ancho de banda das transferencias de memoria pódese mellorar engadindo máis canles de memoria á CPU, pero isto consome máis enerxía. .O reconto de pins do procesador tamén limita a sustentabilidade deste enfoque e o número de canles non pode aumentar para sempre.

Algunhas aplicacións, especialmente os subsistemas de núcleo alto, como as GPU e os procesadores de IA especializados, usan un tipo de memoria de ancho de banda elevado (HBM).A tecnoloxía envía datos desde chips DRAM apilados ata o procesador a través de carrís de memoria de 1024 bits, o que o converte nunha excelente solución para aplicacións con moita memoria como a IA.Nestas aplicacións, o procesador e a memoria deben estar o máis próximos posible para proporcionar transferencias rápidas.Non obstante, tamén é máis caro e os chips non poden caber en módulos substituíbles/actualizables.

E a memoria DDR5, que comezou a ser amplamente lanzada este ano, está deseñada para mellorar o ancho de banda da canle entre o procesador e a memoria, aínda que admite a capacidade de actualización.

Ancho de banda e latencia

A taxa de transferencia de DDR5 é máis rápida que a de calquera xeración anterior de DDR, de feito, en comparación coa DDR4, a taxa de transferencia de DDR5 é máis do dobre.DDR5 tamén introduce cambios arquitectónicos adicionais para permitir o rendemento a estas taxas de transferencia fronte a ganancias simples e mellorará a eficiencia do bus de datos observada.

Ademais, a lonxitude da ráfaga duplicouse de BL8 a BL16, o que permitiu que cada módulo tivese dúas subcanles independentes e, esencialmente, duplicando as canles dispoñibles no sistema.Non só obtén velocidades de transferencia máis altas, senón que tamén obtén unha canle de memoria reconstruída que supera a DDR4 mesmo sen taxas de transferencia máis altas.

Os procesos intensivos en memoria verán un gran impulso desde a transición a DDR5, e moitas das cargas de traballo de hoxe en día intensivas en datos, especialmente AI, bases de datos e procesamento de transaccións en liña (OLTP), encaixan nesta descrición.

3

A velocidade de transmisión tamén é moi importante.O rango de velocidade actual da memoria DDR5 é de 4800 ~ 6400 MT/s.A medida que a tecnoloxía madure, espérase que a taxa de transmisión sexa maior.

Consumo de enerxía

A DDR5 usa unha tensión inferior á DDR4, é dicir, 1,1 V en lugar de 1,2 V.Aínda que unha diferenza do 8% pode non parecer moito, a diferenza faise evidente cando se cadran para calcular a relación de consumo de enerxía, é dicir, 1,1²/1,2² = 85%, o que se traduce nun aforro do 15% nas facturas da luz.

Os cambios arquitectónicos introducidos por DDR5 optimizan a eficiencia do ancho de banda e as taxas de transferencia máis altas, non obstante, estes números son difíciles de cuantificar sen medir o ambiente de aplicación exacto no que se usa a tecnoloxía.Pero, de novo, debido á arquitectura mellorada e ás taxas de transferencia máis altas, o usuario final percibirá unha mellora na enerxía por bit de datos.

Ademais, o módulo DIMM tamén pode axustar a tensión por si mesmo, o que pode reducir a necesidade de axustar a fonte de alimentación da placa base, proporcionando así efectos adicionais de aforro de enerxía.

Para os centros de datos, a cantidade de enerxía que consume un servidor e cantos custos de refrixeración son preocupantes, e cando se consideran estes factores, DDR5 como módulo máis eficiente enerxéticamente pode ser un motivo para actualizar.

Corrección de erros

DDR5 tamén incorpora corrección de erros no chip e, a medida que os procesos de DRAM seguen a diminuír, moitos usuarios están preocupados por aumentar a taxa de erro dun só bit e a integridade xeral dos datos.

Para aplicacións de servidor, ECC no chip corrixe os erros dun só bit durante os comandos de lectura antes de emitir datos desde DDR5.Isto descarga parte da carga ECC do algoritmo de corrección do sistema á DRAM para reducir a carga do sistema.

DDR5 tamén introduce a comprobación e desinfección de erros e, se está activado, os dispositivos DRAM lerán datos internos e escribirán de novo os datos corrixidos.

Resume

Aínda que a interface DRAM non adoita ser o primeiro factor que un centro de datos considera ao implementar unha actualización, DDR5 merece unha mirada máis atenta, xa que a tecnoloxía promete aforrar enerxía mentres mellora moito o rendemento.

DDR5 é unha tecnoloxía habilitante que axuda aos primeiros adoptantes a migrar con gracia ao centro de datos compoñíbel e escalable do futuro.Os líderes de TI e empresariais deben avaliar DDR5 e determinar como e cando migrar de DDR4 a DDR5 para completar os seus plans de transformación do centro de datos.

 

 


Hora de publicación: 15-12-2022