同为“DDR5” 渐行渐远的几种内存

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  具体来说,DDR5 是从目前主流的DDR4发展而来。2016年DDR4内存在市场中刚刚开始进入主流,厂商们就在筹划下一代内存了,这一规范主要由三星提出,美光参与。具体性能方面,规划中的DDR5从DDR4规划的最高频率——3.2GHz等效频率起跳,这点在真正确定规格的时代显然已经过时,所以12代酷睿支持的第一代DDR5标准产品就是4.8GHz的,且6GHz产品已经出现。此外规划中的容量为16GB起跳,电压1.1V,这点与最终确定的DDR5规格基本一致,现在厂商还特别喜欢提供双通道套装(图1),实际容量就成了32GB双通道起步了。





  具体的方法当然就是更精确的电压控制,使得每个时钟周期的数据传输量(等效传输频率)提升一倍(图2),为此还加入了很多相关技术,并采用更先进的制程工艺,以保证高频运行的稳定性。
  在显存技术上,GDDR3和更早的显存可以看作是相应的主内存颗粒进行了适当改造后引入到显卡上的产物。但到了GDDR4时代,因为显存的更新速度已经甩下了主内存颗粒,因此开始在GDDR3的基础上,根据显卡、GPU的需求自行发展,与主内存颗粒的差别越来越大。
  现在显存颗粒更偏向于高位宽,可以用更少的颗粒提供足够带宽,但在一定程度上牺牲了延迟,尺寸也略大一些。此外显存颗粒还会尽量提升运行效率,获得更高的等效频率,同时降低功耗。例如GDD R5(图3)的等效频率可达9Gbps,位宽可达512bit,远超DDR5。



  后来的GDDR 6(图4)变化更大一些,每个芯片配置了两条×8/×16通道,电压下降到1.35V,耗能降低了35%左右,同时针脚(触点)数量也比之前的GDDR5X更少,生产、使用都更方便。



  所谓的LPDDR 系列,则是(Low Power Double DDR,低功耗DDR内存)的简称。在LPDDR3及更早的时代,它们的技术、架构也与同代D D R 内存基本相同,但使用非常低的电压等设置,使其功耗大幅降低。不过随着移动设备,特别是手机的发展,其核心也特化成了集成内存、存储等部件的SoC(System on Chip,芯片级系统或片上系统)。要被集成进小小的SoC(图5),LPDDR的设计当然也与主内存颗粒有了巨大的差别。



  還有一种被称为DDRL的低电压、低功耗内存,曾主要用于笔记本电脑中,它们与LPDDR是没有关系的,只是更加成熟或工艺更好的DDR主内存,可用更低电压达到需要的频率而已。例如DDR3的标准电压为1.5V,而DDR3L(图6)只需使用1.35V的电压,同样可达到1600MHz的等效频率。



  DDR主内存、GDDR显存、LPDDR低功耗内存虽然已经走出了自己的道路,在频率、性能、功耗等方面相差越来越大(图7),但并没有完全变成不同种类的内存。例如当前两款最新的游戏主机都采用基于AMD Zen2处理器核心+RDNA2显示核心的主芯片,它们就是将GDDR6作为主内存+显存使用的(图8),说明架构完全兼容,一些特种PC也完全可以采用类似的配置。
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