رم DDR5 چیست؟ هرآنچه باید درباره‌ جدید‌ترین استاندارد رم بدانید

رم DDR5 چیست؟

حالا با گذشت ۷ سال پس از DDR4، زمان آن فرارسیده است تا DDR5 با قابلیت‌هایی چشمگیر در این زمینه انقلاب به پا کند. رم DDR5 مخفف Double Data Rate 5 Synchronous Dynamic Random-Access Memory می باشد که در مقایسه با مدل قبلی DDR4، برای کاهش مصرف برق و در عین حال افزایش پهنای باند، برنامه ریزی شده است. که این استاندارد در ابتدا برای سال 2018 هدف گذاری شده بود ،ولی درنهایت در  14 ژوئیه سال 2020 منتشر شد.

DDR5 نسخه‌ی تکامل‌یافته‌ی DDR4 است و ویژگی جدید این مدل سرعت و پهنای باند بالاتر نسبت به موارد قبل و بهبود عملکرد در پشتیبانی می باشد؛ اولین سری از سیستم های مجهز به حافظه های DDR5 در سال 2020 روانه بازار شده اند. انتظار می‌رود اولین رم‌های DDR5 تقریبا هم‌زمان با نسل جدید پردازنده‌های اینتل در نیمه‌ی دوم ۲۰۲۱ به دست کاربران برسند

از ویژگی های ای مدل سرعت و پهنای باند بالاتر نسبت به موارد قبل و بهبود عملکرد در پشتیبانی می باشد.

تفاوت حافظه های SSD و DDR:

به جرأت می توان گفت با ورود رمهای DDR به دنیای وسایل الکترونیکی مختلف، از قبیل لپ تاپ ؛ تبلت؛ تلفن همراه و … دگرگونی و انقلاب بزرگی در صنعت تکنولوژی ایجاد شد، همانطور که می دانیم DDR مخفف عبارت Double Data Rate و به معنای میزان دیتای دوبرابری می باشد که در هر کلاک پالس، دو بیت داده انتقال می یابد.

 قبل از ابداع تکنولوژی DDR، از تکنولوژی SDR استفاده می شد. SDR مخفف عبارت Single Date Rate می باشد. یعنی در هر کلاک پالس، فقط یک بیت داده انتقال می یابد که سرعت پایینی می باشد. این موضوع به خوبی نشان دهنده اختلاف سرعت بین مموری های DDR و SDR می باشد.

در  15 نوامبر 2018، SK Hynix اولین تراشه RAM DDR5 خود را اعلام کرد که با سرعت 5200MT/s و با ولتاژ 1.1 ولت کار می کرد. در ادامه در فوریه سال 2019، SK Hynix تراشه 6400MT / s خود را معرفی کرد که دارای بالاترین سرعت بود و به طور رسمی توسط استاندارد، DDR5 معرفی شد. برخی از شرکت ها قصد داشتند اولین محصولات هماهنگ با RAM DDR5 را تا پایان سال 2019 وارد بازار کنند ولی اولین تراشه DDR5 DRAM در جهان به طور رسمی توسط SK Hynix در 6 اکتبر سال 2020 راه اندازی شد!

از ویژگی های RAM DDR5 می توان به کاهش ولتاژ حافظه تا 1.1 ولت و در نتیجه کاهش مصرف برق اشاره کرد. ماژول های DDR5 می توانند تنظیم کننده های ولتاژ داخلی را برای دستیابی به سرعت بالاتر ترکیب کنند. از آنجا که با این کار، هزینه را افزایش می دهد، انتظار می رود که فقط در ماژول های سطح بالای سرور و احتمالاً مصرف کنندگان سطح بالا اجرا شود. DDR5 می تواند از سرعت 51.2 گیگابایت بر ثانیه و 2 کانال حافظه، در هر ماژول پشتیبانی کند.

یک انتظار کلی وجود دارد که بیشتر موارد استفاده از DDR4، در نهایت به DDR5 منتقل می شوند که برای استفاده در دسکتاپ و سرور، کنترل کننده های حافظه یکپارچه مانند پردازنده های Intel و AMD باید از آن پشتیبانی کنند. از ژوئن 2020، هیچ اعلام رسمی پشتیبانی از این موارد صورت نگرفته است، اما یک گزارش منتشر شده نشان می دهد که پشتیبانی از DDR5، برای پردازنده های اینتل، در سال 2021 Sapphire Rapids ارائه می شود و برای پردازنده های AMD سری Ryzen 5000 که هنوز از RAM DDR4 استفاده می کنند، گزارشی ارائه نشده است.

بیشتر بخوانید: مقایسه میان RAM و ROM

DIMM در مقابل تراشه های حافظه:

سرعت استاندارد حافظه DDR5 از 4800 تا 6400 میلیون انتقال در ثانیه است که در ادامه ممکن است سرعت های بالاتر اضافه شود، همانطور که در نسل های قبلی اتفاق افتاد. به طوری که حافظه رم DDR5 با سرعت دو برابری نسبت به رم DDR4 می باشد.

به نظر می‌رسد برخلاف تمامی پیش‌بینی‌ها، به‌زودی شاهد حضور نسل جدیدی از مموری DDR خواهیم بود.

رم DDR5 به‌زودی جایگزین حافظه‌ی رم DDR4 خواهد شد که اکنون در رایانه‌های شخصی و سرورها استفاده می‌شود. حافظه‌ی رم DDR5 سرعتی دو برابری نسبت به DDR4 و بهره‌وری انرژی بیشتری خواهد داشت. چگالی حافظه‌ی رم DDR5 دو برابر حافظه‌های DDR4 خواهد بود. ماژول رم دوخطیِ (DIMM) حافظه‌ی رم DDR5، ظرفیت گیگابایتی دو برابری نسبت به ماژول مشابه حافظه‌ی DDR4 خواهد داشت.

بیشتر بخوانید: هر آنچه در رابطه با رم سرور باید بدانید

مقایسه DDR4 و DDR5:

این نکته را در نظر بگیرید که رم DDR4 و DDR5 از لحاظ ظاهری به هم شباهت دارند اما این دو با رم DDR3 در تعداد پین‌ها متفاوت هستند. حال بریم این دو رم را باهم مقایسه کنیم:

• تعداد کانال: رم DDR4 که دارای یک کانال 64 بیتی است در حالیکه رم DDR5 از دو کانال 32 بیتی تشکیل شده است.
• پهنای باند: رم DDR5 پهنای باند بالاتری را ارائه می‌دهد.
• ظرفیت: رم DDR5 ماژول‌های حافظه متراکم‌تر برای ارائه ظرفیت بالاتر را ارائه می دهند، در حالیکه ماژول‌های DDR4 دارای تراشه‌های حافظه 16 گیگابایتی می باشد. در حقیقت DDR5 این تعداد را چهار برابر کرده است تا از تراشه‌های حافظه 64 گیگابایتی استفاده کند.
• ولتاژ کاری: ماژول‌های حافظه DDR5 دارای ولتاژ کاری 1.1 ولت هستند که نسبت به 1.2 ولت در رم DDR4 کمتر است. این امر مسلماً برای هر کیت متفاوت است زیرا ولتاژ کار بر اساس اورکلاک تغییر می‌کند. از آنجایی که سرعت حافظه بیشتر در اولویت قرار دارد، ولتاژ کار هم با افزایش سرعت یا همان فرکانس رم، افزایش خواهد یافت.
• عملکرد: طبق بررسی های صورت گرفته در فرکانس‌های برابر، سرعت رم DDR5 بهبود قابل‌ توجهی داشته است اما در مورد تایمینگ و زمان تأخیر رم این‌گونه نیست و هنوز جای بیشتری برای بهبود عملکرد رم DDR5 وجود دارد. لازم به ذکر است که طبق نتایج مطالعات نشان داده است که با وجود بهبودهای زیاد که در عملکرد رم DDR5 صورت گرفته با این حال این رم از ظنر تأخیر، تقریباً مشابه رم DDR4 و حدود 14 تا 15 نانوثانیه است.
• ساختار کانال: یکی از تغییرات عمده در ماژول معماری کانال است که در رم های DDR4 دارای یک باس 72 بیتی که از 64 بیت داده به اضافه 8 بیت ECC تشکیل شده است. در حالی که در ساختار رم DDR5، هر DIMM دو کانال دارد، هر یک از این کانال‌ها 40 بیت پهنای باند دارند یعنی 32 بیت داده به علاوه هشت بیت ECC. بنابر این نه تنها از مزایای سرعت بالاتر در این رم بهره‌مند می‌شوید، بلکه تعداد انتقال‌ها در واحد زمان به واسطه بیشتر شدن پهنای باند نیز افزایش می‌یابد.

نحوه انتخاب رم DDR5:

• بررسی مادربورد: زیرا مادربوردهای قدیمی از رم DDR5 پشتیبانی نمی کنند.
• بررسی نیاز و کاربری سیستم: اگر عملیات سنگینی نظیر ویرایش ویدئو، مدل‌سازی‌های سه بعدی، رندرگیری و مواردی از این قبیل را انجام می‌دهید، استفاده از یک رم با ظرفیت حافظه بیشتر برای شما در اولویت خواهد بود.
• بررسی تایمینگ رم: در حال حاضر تایمینگ بهترین رم DDR5 در مقایسه با نسخه DDR4 بالاتر است، اما پیش‌بینی می‌شود در آینده‌ای نزدیک این مشکل در رم‌های DDR5 حل شود. تایمینگ به صورت رشته اعدادی روی برچسب رم نوشته می‌شود. به عنوان مثال، 35-16-16-15 اعداد روی یک رم DDR5 هستند. هرچه سه عدد اول مقادیر کوچک‌تری باشند، تایمینگ آن بهتر است.

مقایسه‌ی DDR5 و LPDDR5 و GDDR5:

به طور کلی رم های DDR5 و LPDDR5 و GDDR5 همگی بر اساس DRAM بودند اما تفاوت های مهمی نیز بین آن ها وجود دارد. LPDDR5 جدیدترین نسل حافظه یا رم است که در دستگاه های پرتال مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، ساعت‌های هوشمند و… استفاده می‌شود. DDR5 نسل بعدی رم برای پلتفرم‌های کامپیوتری است که هنوز چندان فراگیر نشده است و GDDR5 نیز در کارت‌های گرافیک مجزا به‌کار می‌رود. این محصولات نوعی حافظه‌ی دسترسی تصادفی پویای هم‌ز‌مان با نرخ دوبرابری (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) هستند.

LPDDR یا Low Power Double Rate SDRAM نوعی از رم DDR است که مصرف انرژی کمتر و اندازه‌ی کوچک‌تری از همان نسل رم DDR دارد. استاندارد رم LPDDR5 امروزه رسماً در گوشی‌های هوشمند استفاده می‌شود و در ۲۰ فوریه ۲۰۱۹، انجمن JEDEC آن را عرضه کرده است. این رم در‌‌مقایسه‌‌با نسل قبلی، یعنی LPDDR4، سریع‌تر و نرخ انتقال داده‌ی آن در چرخه‌ی ماکل از ۳۲۰۰ مگاترنسفربرثانیه به ۶۴۰۰ مگاترنسفربرثانیه افزایش یافته است.

GDDR یا Graphics DDR عمدتاً برای پردازش تصویر با سرعت زیاد برای گرافیک‌های کامپیوتری استفاده می‌شود و می‌توان آن را به‌سادگی حافظه‌ی مخصوص گرافیک‌ها معرفی کرد که در‌مقایسه‌ با DDR، فرکانس بیشتر و گرمای کمتری دارد. GDDR5 به‌عنوان رم ویدئویی نسل قبلی شناخته می‌شود و در‌ حال‌ حاضر، GDDR6 در سری RTX30 انویدیا و جدیدترین کارت‌های گرافیک سری 6000 ای‌ام‌دی استفاده شده است.

با وجود تفاوت عملکرد DDR و LPDDR و GDDR، این رم‌ها مسیرهای توسعه و مراحل بهبود متفاوتی طی می‌کنند. از نام‌های LPDDR و GDDR این‌طور به‌نظر می‌رسد که این دو محصول از استاندارد DDR مشتق شده باشند؛ اما در‌واقع، این اتفاق تنها درباره‌ی چند نسل ابتدایی صدق می‌کند و در‌حال‌حاضر، هر‌کدام در جهات مختلفی در حال توسعه هستند.

LPDDR و DDR کاربردهای نسبتاً مشابهی دارند (LPDDR تا قبل از LPDDR4)، براساس همان نسل از DDR توسعه داده می‌شد؛ اما پس از چهار نسل، این دو مسیر توسعه‌ی متفاوتی را آغاز کردند. DDR عمدتاً با افزایش فرکانس هسته‌ عملکرد را بهبود می‌بخشد؛ درحالی‌که LPDDR تعداد بیت‌های واکشی اولیه‌ی (Prefetch) را افزایش می‌دهد. از‌نظر تجاری‌سازی نیز، LPDDR4 قبل از DDR4 به تولید انبوه رسید.

LPDDR5 قبل از DDR5 معرفی شد و پیش از تأیید رسمی مشخصات DDR5 به تولید انبوه رسید. از‌این‌رو، می‌توان گفت که LPDDR5 بر پیشرفت‌های DDR5 وابسته نیست و خودش نسل جدیدی از رم‌های کم‌مصرف پلتفرم‌های گوشی‌های هوشمند و نسخه‌ای بازطراحی‌شده از LPDDR4X محسوب می‌شود.

آخرین استاندارد فعلی GDDR نیز GDDR6 است که به‌نظر می‌رسد یک نسل از LPDDR5 و DDR5 جلوتر باشد؛ اما این رم گرافیکی درحقیقت نسل بعدی GDDR5 است که ده سال از معرفی آن می‌گذرد. GDDR5 مانند GDDR3 و GDDR4 براساس فناوری DDR3 و GDDR6 نیز براساس فناوری DDR4 تولید شده است. GDDR ازلحاظ تفاوت در عملکرد، مسیری نسبتاً مستقل‌تر از دو محصول دیگر طی می‌کند.

چه زمانی باید رم DDR5 را بخرید؟

یکی از نکاتی که در خرید تجهیزات سخت افزاری باید دقت کرد این است که هنگامی که به تازگی رونمایی و وارد بازار می شوند از قیمت بالایی برخوردار هستند به همین دلیل گذشت زمان می تواند از قیمت آن ها بکاهد. از طرفی دیگر با وجود گذشت دو سال از معرفی رم‌های DDR5، هنوز مادربرد‌ها و پردازنده‌های زیادی از این فناوری پشتیبانی نمی‌کنند و همان‌طورکه DDR4‌ چندین سال پس از رونمایی جایگاه خود را در بازار پیدا کرد، امید است که DDR5 نیز در آینده‌ای نزدیک با استقبال بیشتری رو‌به‌رو شود.

شاید اکنون زمان مناسبی برای مهاجرت به رم‌های DDR5 نباشد؛ چراکه از یک سو فعلاً تنها پردازنده‌های نسل دوازدهم اینتل از DDR5 پشتیبانی می‌کنند و این احتمال نیز وجود دارد که پردازنده‌های نسل بعدی AMD هم با پشتیبانی از این فناوری به بازار عرضه شوند و از سوی دیگر، رم‌های DDR5 موجود فعلی از‌نظر حجم و سرعت و کارایی تفاوت چندانی با رم‌های DDR4 پرچم‌دار و اورکلاک‌شده ندارند؛ اما درمقایسه‌با آن‌ها با قیمت گران‌تری (حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد گران‌تر) فروخته می‌شوند.

به‌عبارت‌دیگر، می‌توانید فعلاً به‌جای خرید رم ۴۸۰۰ مگاهرتزی DDR5، رم گیمینگ ۵۰۰۰ مگاهرتزی را بخرید و تا بهبود بحران کمبود تراشه‌ و فراگیرتر‌شدن DDR5 برای خرید این فناوری صبر کنید. پس اگر در سال ۲۰۲۲ می‌خواهید سیستم جدیدی بخرید، بهتر است اول به نقد و بررسی‌های منتشر شده برای رم‌های DDR5 توجه کنید و سپس چند ماه پیگیر واکنش خریداران این رم‌ها باشید. روی هم رفته رم‌های DDR5 حرف زیادی برای گفتن دارند اما اگر عجله نکنید، احتمالا می‌توانید این رم‌ها را با قیمت بهتری بخرید و از طرف دیگر شاید تا آن زمان عملکرد این رم‌ها نسبت به نسل‌های اولیه بهتر هم شده باشد.

نتیجه گیری:

انجمن JEDEC که از اواخر دهه 90 میلادی وظیفه تدوین قوانین حافظه‌های نیمه هادی، از جمله حافظه‌های رم را بر عهده دارد در نهایت پس از مدت‌ها انتظار، این انجمن، به طور رسمی مشخصات حافظه‌های رم DDR5 را معرفی کرده و خط بطلانی بر تمام داده‌های غیر رسمی و حواشی اخیر کشید و استاندارد حافظه‌های DDR5 با هدف جایگزینی با حافظه‌های DDR4 منتشر شد.

حافظه‌های DDR5 در سال 2021 به دنیای سخت افزار افزوده شده و بازار سیستم‌های سرور را هدف قرار می‌دهند. استاندارد DDR5 نیز با هدف تمرکز بر افزایش تراکم حافظه، سرعت و پهنای باند معرفی شده است.

حافظه‌های DDR5 در نوع SDRAM تراشه‌های نیمه هادی 64 گیگابیتی را پشتیبانی کرده و بدین ترتیب امکان ساخت ماژول‌هایی با ظرفیت حداکثر 128 گیگابایت ممکن خواهد شد. این در حالی است که بیشینه ظرفیت در حافظه‌های DDR4، برابر با 32 گیگابایت بوده و سازندگان رم به تراشه‌های 16 گیگابیتی محدود بوده‌اند. در نتیجه ظرفیت حافظه‌های DDR5 تا 4 برابر به نسبت حافظه‌های DDR4 افزایش یافته است.