服务器到底需要什么样的内存？

文︱郭紫文

图︱Rambus

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。”

Rambus持续为客户提供高性价比的DDR5内存接口芯片产品与一站式服务。苏雷表示，Rambus以高性能高设计裕度满足模组制造商在设计制造DDR5时面对的更高信号完整性和电源完整性挑战。面向中国数据中心市场，Rambus始终坚持“In China，for China”的理念，积极协同产业链合作伙伴，加大技术投入和产品研发，以创新的技术服务与引领中国市场