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RAM DDR5, tutto quello che sappiamo finora

Vediamo nel dettaglio tutto quello che sappiamo finora sulle RAM DDR5, in arrivo sul mercato entro la fine del 2019 grazie a SK Hynix.

La specifica DDR5 è lo standard di nuova generazione per quanto riguarda le memorie RAM, e andrà a sostituire l’ormai nota e ampiamente diffusa DDR4. Le nuove RAM DDR5 saranno in grado di offrire prestazioni superiori e consumi inferiori, e non manca ormai molto al loro arrivo, previsto entro la fine del 2019.

Perché servono le RAM DDR5?

Ma perché il nuovo standard DDR5 è così importante? Cerchiamo di capirlo. Con la prima generazione di processori Ryzen, AMD ha offerto al mercato mainstream un processore 4 core / 8 thread per la fascia media e un 8 core / 16 thread per la fascia alta, il doppio di quanto offerto da Intel in quegli anni nella stessa fascia di prezzo.

Con i nuovi Ryzen 3000, presentati al Computex e che arriveranno sul mercato il prossimo 7 luglio, AMD ha aumentato il numero di core di un ulteriore 50%, portando 6 core nella fascia media e 12 in quella alta.

In meno di tre anni, i core della CPU che si trova nel computer di un videogiocatore sono praticamente triplicati, passando da 4 a 12. Questo significa che è necessario aumentare drasticamente la banda di memoria per core, altrimenti sarà difficile tenere il passo delle CPU di nuova generazione.

Come possiamo vedere dal grafico di Micron, dai primi anni 2000 in poi la larghezza di banda per core è rimasta abbastanza stabile, tuttavia dallo scorso anno è iniziato un trend negativo, causato proprio da questo aumento di core.

Prestazioni delle RAM DDR5

Il design delle nuove memorie RAM DDR5 dovrebbe assicurare densità e prestazioni doppie rispetto alla prima generazione di DDR4.

Le RAM DDR5-3200 vedranno un aumento di banda del 36% rispetto ai moduli DDR4-3200, tuttavia le nuove memorie DDR5 dovrebbero avere una banda di 4800 MT/s, l’87% in più delle DDR4-3200. Il limite ufficiale delle RAM DDR5 è 6400 MT/s, ma probabilmente alcuni design riusciranno a superarlo, anche grazie all’overclock.

SK Hynix sta lavorando a moduli DDR5 in grado di offrire una capacità di 2 GB (16 Gb) per chip e un throughput fino a 6,4 Gb/s per pin, con un voltaggio ridotto da 1,2 V a 1,1 V che, in combinazione al processo produttivo a 1Ynm, garantisce un consumo energetico inferiore rispetto alle memorie DDR4.

Tipo di memoria Anno di rilascio Bandwidth Pin per Ch Volaggio (V) Prefetch
SDR 1993 1.6 GB/s 168 3.3 1n
DDR 2000 3.2 GB/s 184 2.5/2.6 2n
DDR2 2003 8.5 GB/s 240 1.8 4n
DDR3 2007 17 GB/s 240 1.35/1.5 8n
DDR4 2014 25.6 GB/s 380 1.2 8n
DDR5 2019 32GB/s 380 1.1 8/16n
HBM2 2016 307 GB/s 2860 1.25/1.35 16n
GDDR6 2016 72 GB/s 180 1.35 16n

Le RAM DDR5 offrono anche due canali 40-bit indipendenti per ogni modulo di memoria, efficienza del bus e schemi di refresh migliorati e un maggior numero di bank group, così da aumentare le prestazioni.

Bandwidth elevato, come ottenerlo?

Secondo Micron, l’architettura delle memorie DDR5 sarà una versione completamente rivista di quella delle attuali DDR4, con un’attenzione particolare per aumentare al massimo la larghezza di banda.

Alcune funzionalità chiave sono progettate proprio per questo scopo, come ad esempio l’aumento del data rate da 3200 MT/s a 6400 MT/s. Questo incremento dovrebbe permettere alle nuove RAM DDR5 di tenere il passo dei processori attuali e futuri, anche nel caso un’ulteriore crescita nel numero di core.

Il nuovo standard di RAM DDR5 include anche delle funzionalità non legate al data rate, ma che possono comunque aumentare il bandwidth totale. Ad esempio, i moduli DDR5 supporteranno – come detto – due canali 40-bit (32-bit + ECC) indipendenti.

La nuova burst length BL16 permette di accedere “in un sol colpo” a 64 byte di dati, all’incirca la stessa dimensione della linea di cache di una CPU, utilizzando solamente uno dei due canali indipendenti. Questa funzionalità dovrebbe portare notevoli miglioramenti nella concorrenza, e permettere di passare dai sistemi di memoria a 8 canali a quelli a 16 canali.

Rispetto all’attuale DDR4, lo standard DDR5 raddoppia anche il numero di bank group, mantenendo però uguale il numero di banchi in ogni gruppo; ciò significa quindi che il numero totale di banchi sarà doppio rispetto a quello delle DDR4. Questo permette ai controller di evitare il calo prestazionale legato agli accessi sequenziali alla memoria all’interno dello stesso banco.

Le prime RAM DDR5 arriveranno nel 2019

A marzo 2017 JEDEC, il gruppo che sviluppa vari standard di memoria tra cui anche quello DDR, ha annunciato che la specifica DDR5 sarebbe stata rilasciata nel 2018. A novembre di quell’anno SK Hynix ha annunciato il primo modulo RAM conforme alla specifica DDR5, che sarebbe dovuto arrivare sul mercato nel 2020.

I piani sembrano però essere cambiati, visto che SK Hynix ha affermato di voler rilasciare le sue prime memorie DDR5 entro la fine del 2019. Anche Samsung e Micron hanno dichiarato di voler rilasciare dei moduli RAM DDR5, ma questi potrebbero non essere completamente conformi allo standard.

Sempre SK Hynix ha dichiarato che le vendite delle RAM DDR5 rappresenteranno il 25% del mercato nel 2020 e il 44% nel 2021, e l’adozione delle nuove memorie potrebbe essere perfino più veloce in mercati come quelli mobile e data center. I produttori di smartphone (tra cui anche Samsung) vorranno superare i concorrenti con moduli LPDRAM DDR5 più veloci, mentre i data center cercheranno di soddisfare il loro bisogno di un bandwidth sempre maggiore.

Nel frattempo però noi siamo ancora in attesa di una data ufficiale per l’arrivo delle RAM DDR5 nel mercato desktop, ma è probabile che dovremo attendere che Intel e AMD lavorino per introdurre il nuovo standard sulle schede madre. Sfortunatamente, almeno per il momento, sembra che nessuna delle due compagnie si stia muovendo in questa direzione.