DDR5芯片與DDR、GDDR、LPDDR的對比
來源:宇芯有限公司 日期:2017-12-04 15:18:52
2017年3月,JEDEC協(xié)會宣布將在2018年正式發(fā)布DDR5的技術(shù)規(guī)范。目前,DDR5的規(guī)范制定已經(jīng)到0.5版本,會在DDR4的基礎(chǔ)上數(shù)據(jù)速率和密度再翻一倍,單顆粒容量可達32Gb,并預(yù)計會在2020年開始商用。
很多人會把DDR5和顯卡上使用的GDDR5技術(shù)混淆,其實兩者應(yīng)用場合不同。下面這張圖展示了目前三種主流內(nèi)存技術(shù)(DDR、GDDR、LPDDR)的速度對比和應(yīng)用場合。
DDR(Double Data Rate)是用于系統(tǒng)的RAM技術(shù),其特點是高帶寬、低延時。DDR總線每個Channel是64bit寬度,每根Data的管腳(DQ)可以進行讀操作或?qū)懖僮鳎ú煌瑫r)。目前的最新標(biāo)準(zhǔn)是DDR4,數(shù)據(jù)線可以支持到3200MT/s,而DDR5是未來的技術(shù),數(shù)據(jù)速率會再翻倍。
GDDR(Graphics Double Data Rate),是用于顯示的RAM技術(shù),其特點是高帶寬、高延時。GDDR5技術(shù)實際來源于DDR3,只不過降低了電壓,減少了位寬(但支持更多Channel),通過數(shù)據(jù)編碼和讀寫線分開提高了數(shù)據(jù)速率(3G~6GT/s)。GDDR5已經(jīng)使用了將近10年,目前最新的標(biāo)準(zhǔn)是GDDR6。
從數(shù)據(jù)速率上來說,GDDR更高,適合顯示圖像這種需要大數(shù)據(jù)量傳輸而對時延不太敏感的場合;而DDR技術(shù)由于延時小,所以更適合于CPU這種數(shù)據(jù)隨機讀取的場合。
據(jù)內(nèi)部可靠消息,由于DDR5的數(shù)據(jù)速率已經(jīng)達到甚至超過了現(xiàn)在一些串行總線的數(shù)據(jù)速率,所以DDR5芯片的接收端還會采用在串行總線上廣泛應(yīng)用的可變增益放大器VGA(variable gain amplifier)、可變Delay(通過DLL實現(xiàn))以及4階DFE(decision feedback equalizer)均衡技術(shù)以優(yōu)化采樣位置和眼圖的質(zhì)量。下圖是DDR5芯片接收端的設(shè)計架構(gòu)。
另外,DDR5還會采用HBM的封裝以提高內(nèi)存芯片的密度和通道數(shù)。High Bandwidth Memory (HBM) 技術(shù)最早來源于AMD、Hynix、UMC、Amkor、ASE等公司,是一種高速的3D封裝的RAM接口技術(shù)。第一代的HBM技術(shù)在2013年被JEDEC協(xié)會采納(JESD235標(biāo)準(zhǔn)),代表產(chǎn)品是AMD公司代號為Fuji的GPU芯片(下圖);而其第二代的HBM2技術(shù)也在2016年被JEDEC協(xié)會采納(JED235A標(biāo)準(zhǔn)),代表產(chǎn)品是nVidia公司的Tesla P100芯片。目前,第三代的HBM3技術(shù)也在開發(fā)過程中,并將用于未來的DDR5芯片上。
HBM技術(shù)可以把最多8層DRAM的Die堆疊起來,并通過TSV(Through-Silicon Vias:硅通孔)技術(shù)和內(nèi)存控制器通過相應(yīng)的Interposer互聯(lián)起來。在HBM接口中,內(nèi)存控制器和和不同的Die間采用獨立的Channel進行互聯(lián),各個Channel間互相沒有關(guān)系,因為可以進行獨立的時序設(shè)計以提高數(shù)據(jù)傳輸速率。比如在采用4層Die堆疊、每個Die有2個Channel、每個Channel有128bit寬度時,如果采用4顆芯片,則總的數(shù)據(jù)位寬= 4(Stack)*4(Die)*2(Ch)*128(bit)= 4096bit。
關(guān)鍵詞:
DDR5
上一篇:
單片機的片內(nèi)存儲器跟片外存儲器的詳解
宇芯有限公司自成立以來,我們專注于代理國內(nèi)外各大知名品牌的半導(dǎo)體元器件,代理品牌有NETSOL、JSC、everspin、來楊Lyontek、ISSI、CYPRESS等多個品牌總代理資質(zhì),主要產(chǎn)品線為sram、mram、psram等其他存儲器芯片,致力于為客戶提供具有競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品,是一家專業(yè)提供存儲方案解決商。