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服务器需要什么样的内存?

发布时间:2021-11-22 13:51:14

服务器对CPU、内存、硬盘等硬件的性能都有着很高的要求,高处理能力、高存储能力、高可靠性、高稳定性、高容错能力以及易维护性等始终是服务器的标准配置方向。然而我们看到,随着内存需求不断增长,DDR4逐渐难以满足市场需求,内存的更新迭代成为必然趋势。2020年7月,JEDEC正式发布DDR5内存标准,直接以4800MHz的频率起跳,为服务器数据中心领域提供更高的性能和效率。

“随着当前产业数字化转型加速,数据量越来越大,人工智能、机器学习以及边缘计算等技术不断融合创新,从而引导着内存和I/O带宽的性能需求不断上涨。另一方面,海量数据不断迁移至云端和边缘,智能网联设备日益增加,数据安全威胁越来越成为数据中心的隐忧。Rambus大中华区总经理苏雷表示,数据中心的快速增长正驱动着技术的需求和发展,这也与Rambus“让数据传输更快更安全”的企业使命不谋而合。近日,Rambus推出业界首款5600 MT/s DDR5寄存器时钟驱动器(RCD),引领服务器存储性能的持续提升,推动DDR5内存的发展和普及。

内存接口技术升级

作为业界领先Silicon IP和芯片提供商,Rambus经过30多年的发展和创新,其主要业务包括技术专利授权、芯片IP授权、内存接口芯片等。Rambus在DDR内存方面有着长足的市场布局,技术积累雄厚。Rambus已经推出数款内存接口芯片,数据传输速率最高达到4800Mbps,覆盖DDR4和DDR5内存中的RCD、DB芯片。

本次发布产品是Rambus第二代DDR5 RCD产品,数据传输速率可达5600MT/s,专为下一代5600MT/s DDR5设计。据Rambus接口芯片部门总经理Chien-Hsin Lee介绍,第二代RCD在工艺和架构上都做出了改进,在性能提升的同时降低了系统功耗。另外,Rambus将决策反馈均衡(DFE)技术引入了DDR5的设计中,并把PMIC位置从主板移动至DIMM上,能够更好地控制噪音干扰,保障信号完整性。根据官方信息显示,第二代RCD将DDR5数据速率提高了17%,延时和功耗也大幅度降低。Chien-Hsin Lee表示,Rambus始终保证RDIMM不会成为制约技术发展的瓶颈,未来将持续领跑下一代服务器内存接口芯片领域。

DDR5 vs. DDR4

早在2017年,JEDEC固态技术协会便开始着手起草DDR5 SDRAM标准,并于次年公布了其技术规范草案。这一举动自然引起了各大内存厂商、终端厂商的注意,纷纷开始了DDR5技术的落地发展部署。然而DDR5标准可谓是千呼万唤始出来,直到去年DDR5标准才正式推出。虽然DDR5离真正普及仍然存在很大距离,但其发展给了数据中心突破内存瓶颈的契机,也让业界看到内存市场巨大的发展潜力。

与DDR4相比,DDR5在性能、容量和功耗上都有着大幅度提升。我们可以直观地看到,DDR4数据传输速率最大能达到3.2Gbps,而在全新的DDR5标准下,首次便以4.8Gbps为基准,最高数据传输速率能够达到8.4Gbps,比DDR4数据速率提升了50%以上。

从内存电压来看,DDR5内存电压也从DDR4的1.2V降低至1.1V,信号源则更新为PODL信号。Chien-Hsin Lee表示:“这种变化带来了电压的进一步下降,在不使用总线时,不会产生任何静态功率,进而带来相应的功耗降低。”在通道架构方面,DDR5每个DIMM上有两个通道,且每DIMM提供两个独立的40位数据通道(包含8位ECC),高速缓存行仍为64字节。因此,内存运行延时降低,内存效率得到大幅提升。

此外,DDR5 SDP提升至64GB,DIMMs容量也提升至256GB。通过全新的堆叠技术,DDR5实现了16个DRAM堆叠。“最终DDR5 DIMM的容量甚至可以达到TB级,这是一个非常大的优势,”Chien-Hsin Lee认为。

服务器中的DDR5

回到数据中心,我们看到,服务器对内存容量和处理速度的要求逐渐提升,而DDR5具备贴合需求的大容量和高带宽优势。此外,Rambus还在设计过程中,对新技术与现有服务器系统的兼容性作了综合考虑,保持相同的内存读取粒度(64字节的高速缓存行),实现相同或更好的可靠性、可用性和可服务性(RAS)功能,维持冷却功率范围(~15W/DIMM),同时避免过长的启动时间,保障新技术能够迅速落地。

“在讨论任何一代技术迁移的时候,我们最主要考虑的是,这项技术能够带来的优势是否大于迁移所需的代价?我们需要做这样一个权衡,”Chien-Hsin Lee表示,“DDR5 DIMMs提升了内存容量,同时带来了更好的带宽。DIMM内存接口芯片减少了负载数量,也让整体容量和性能得到提升。对于数据中心用户而言,选择DDR5作为服务器内存的利大于弊。”


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