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  1.从性能角度看，DDR5 为什么至关重要?因为需要采用新的内存架构来满足下一代的单个内核带宽需求。

  2.我们期望看到 DDR5 在性能方面有哪些提升?在 4800MT/s 的初始级数据速率下，有效带宽将跃升为 DDR4 的 1.87 倍。

  3.DDR5 是否具有可靠的扩展能力?是的，要继续缩小工艺节点，进一步提高单个颗粒的密度，就需要改变体系结构。

  4.DDR5 何时上市? DDR5 将在 2021 年推出，当然越早越好!

  在本篇博文中，我将更详细地讨论 DDR5 的一些特性，正是这些特性实现了前文介绍的性能提高和扩展能力。然而，改进并不仅以新特性的形式出现。在某些情况下，与前几代 DRAM架构相比，仅仅是对 DDR5 的优化便带来了显著的改进和好处。

  与 DDR4 相比，DDR5 是怎样提高性能的?

  数据突发长度增加到16

  由于 DRAM 的内核时序并没有提高，DDR5 需要 16(BL16) 的数据突发长度，以充分利用增加的数据速率。由于更大的阵列访问解除了同一内存块内对 I/O 阵列时序的约束，因此，BL16 提高了数据和命令总线的效率。突发长度增加到 16 还有助于实现新的 DIMM 架构，产生了两个完全独立的 40bit 通道。这一结果提高了并发能力，基本上使系统中可用内存通道增加了一倍。

  增加内存块和内存块组

  DDR5 使内存块组的数量增加了一倍，而每个内存块组中内存块的数量保持不变。增加内存块组是关键，因为与访问同一内存块组内的内存块相比，访问不同内存块组的内存块要求时间延迟更短。同一内存块组中的内存块共享本地 I/O 路由、检测放大器和阵列内存块，这会带来更长的时序约束。将整个内存块的总数增加一倍也是关键，因为，通过允许在任何给定时间打开更多页面来提高整个系统的效率，增加了高页面命中率的统计概率。

  改进的刷新方案

  DDR5 带来了一种名为“同一内存块刷新( SAME-BANK Refresh )”的新特性。这一命令允许对每一内存块组的一个内存块进行刷新，而所有其他内存块保持打开状态，以继续正常操作。如果我们使用上面提到的特性，并模拟一个 64B 随机访问工作负载，那么与 DDR4 相比，我们可以看到性能有了显著的提升。在这个场景中，我们假设有 8 个通道，每个通道有一个 DIMM(DPC)。即使将单列 DDR5 模组与 DDR4 双列模组以 3200MT/s 的速度进行比较，我们也可以看到性能提升了 1.28 倍!这是数据速率的逐个比较，但在 4800MT/s 的入门级数据速率下，我们看到性能提升了高达 1.87 倍!

  与 DDR4 相比，DDR5 怎样提高了可靠性和可扩展性?

  优化的 DRAM 内核时序

  内存架构每年都在扩展，以实现更好的单片器件，每一晶片上能够产出更多的管芯。然而，这种扩展使得面积和特征尺寸也随之变小，这些缺点必须加以解决。一些例子包括但不限于 DRAM 单元电容持续下降、高开关比(Ion/Ioff)访问器件越来越小，以及为提高阵列效率而使用更长的 bit 线，等等。为了解决这些问题，DDR5 优化了 tRCD、tWR 和 tRP 等内核时序，以实现可靠的扩展。这些时序对于确保有足够的时间在 DRAM 单元中写入、存储和检测电荷至关重要。

   管芯纠错码

  写入、存储和检测电荷变得更具挑战性，因此，除了优化内核时序，还采用了管芯纠错码( ECC )来进一步提高数据完整性。管芯 ECC 这种方法在 DDR5 器件输出数据之前，在 READ 命令期间执行校正，从而减少了系统纠错工作量。此外，DDR5引入了错误检查和清理特性，如果出现错误，DRAM器件将读取内部数据并写回校正后的数据。

  想了解更详细的 DDR5 信息吗?

  DDR5 在性能、可扩展性和可靠性等方面的改进不仅仅局限于这些特性，这些都是非常重要的特性，在未来的服务器和数据中心部署后将带来很大的好处。这些示例只体现了这些特性的一小部分，所有特性都有助于满足下一代系统的严格要求，并降低总体拥有成本。