DDR5何以跻身行业次世代强力内存？

SK海力士深知，科技变化发展日新月异，工程师、开发员、研究员和战略顾问必须要对此做出快速响应，谨慎周密、行之有效地满足客户的需求。

2018年11月，我们再开行业先河，在DRAM空间方面开拓了全新的领域。我们开发了16Gb（Gigabits）DDR5（Double Data Rate 5）DRAM，成为行业首个达到电子设备工程联合委员会（Joint Electron Device Engineering Council, 简称 JEDEC）标准的厂家。

在未来一段时间内，DDR5将成为全球最强大的内存。本文将以此为基础，展望DDR5引领行业发展之路，剖析DDR5超越之前版本的优点。

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高计算性能离需要高内存带宽的支持

DDR5能够提供大于DDR4两倍的内存带宽。鉴于我们要处理大数据、人工智能（Artificial Intelligence, 简称 AI）、机器学习等引领第四次工业革命技术生成的海量数据，内存带宽加宽就显得尤为重要。总体而言，实时数据在不同业务领域中的用途也各有不同。随着需求的不断增加，处理超大数据的服务器系统也在快速进步。

为提高吞吐量，CPU核心急剧增加，服务器从4核（core）增加到64核。这一趋势还将继续，导致客户对内存带宽的需求也在提高。为此，我们准备了DDR5，它支持的带宽是DDR43200Mbps）的两倍多。

2013年，DDR3进化至DDR4，每个双列直插式内存模块（dual in-line memory module, 简称 DIMM）的带宽从1600Mbps增至2133Mbps，提高了33%。但在开发DDR5时，我们的目标是超越4800Mbps，这意味着每个DIMM的带宽提高50%以上。

可扩展性

为加宽内存带宽，使其达到DDR4两倍以上，相同时间单位内处理的数据量需要增加一倍。DDR5将提高性能，增强能力，降低能耗和成本性价比，能实现DDR4所不能实现的功能，并新增如下多种特性，支持更高的内存带宽。

首先，DDR5基于8内存库组采用了32banks¹结构，这是DDR4 16banks（基于4内存库组）结构的两倍。这促进了DDR5内存访问可用性的双倍增长。

其次，DDR5的突发长度（burst length, 简称 BL）²增至16，超过DDR4的8；这是实现内存访问可用性双倍增长的另一大重要特性。

第三，DDR4在刷新期间不能进行其他操作。也就是说，刷新期间，无法通过系统访问DDR4。然而，DDR5具备同库刷新功能，允许系统在当前内存库操作期间访问其它内存库，进而提高了内存访问可用性。

最后，大量通道下的信号完整性和服务器系统内DIMM/套接字（Socket）要面临很多问题。然而，通过采用判定反馈均衡（Decision Feedback Equalization, 简称 DFE）电路，我们消除了通道高速操作期间出现的反射性噪音，进而极大地提高了DDR5的每针速度。

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可靠性与效率

DDR5采用了节能设计，改善了可靠性特性，性能比DDR4更为强劲。

首先，DDR5的操作电压相比DDR4（1.2V）有所降低，为1.1V，比之前版本降低20%以上的带宽能耗（power consumption per bandwidth）。

DDR5首次采用了芯片内错误纠正代码（error correction code, 简称 ECC）³以及错误检查与清除（error check and scrub, 简称 ECS），从内部纠正单字节错误，进而实现更为可靠的技术节点伸缩。该特性有望进一步降低成本。ECS记录DRAM故障并向主机提供错误次数，从而提高透明度，增强服务器系统的可靠性、可用性和可服务性（reliability, availability, and serviceability, 简称 RAS）功能。

需求增长，技术灵便

根据市场研究公司国际数据公司（International Data Corporation, 简称 IDC）的调查结果，市场对DDR5的需求预计从2020年起出现增长。至2021年，DDR5占DRAM市场的25%，至2022年为44%⁴ 。SK海力士将积极响应客户需求，打造超高速、高性能的内存，从10nm级的16Gb DDR5做起，引领未来市场。

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SK海力士DRAM产品规划部负责人 㧕成洙表示：“在以5G、自动驾驶车辆、AI、增强现实（Augmented Reality, 简称 AR）、虚拟现实（Virtual Reality, 简称 VR）、大数据以及其它应用为代表的第四次工业革命中，DDR5 DRAM可用于次世代高性能计算（high performance computing, 简称 HPC）和AI数据分析。DDR5还可基于16Gb乃至24Gb单块芯片提供更为广泛的密度，满足云服务客户的需求。相比之前版本，DDR5支持的密度更高，性能可扩展性更强，在引领大数据和AI时代方面，牢固地占据了一席之地。SK海力士将借此东风，在高级服务器市场中确保竞争优势，同时为客户提供卓尔不群的内存解决方案。”

SK海力士将于本年启动DDR5内存芯片的量产。同时，我们还将不懈研究开发DRAM技术，引领次世代半导体发展潮流。我们对自己的定位是，扩大规模、积极主动地向更多客户不断提供理念创新、性能高强、值得信赖的产品。

 

¹内存库(Bank)：可独立激活或禁用的数据储存单元。已激活内存库中的数据可按序列进行读写操作。
²突发长度（Burst Length, BL）：基于DRAM中单个读/写指令输入/输出的数据量。
³错误纠正代码（Error correction code, ECC）：错误纠正代码检测并纠正内部数据错误。
⁴Worldwide DRAM Demand and Supply 4Q19–4Q20 and 2020–2024 Update”, Mar 2020, International Data Corporation.