DDR5 的到來(lái)為更高水平的性能打開了大門，但早期的生產(chǎn)痛苦導(dǎo)致了短缺和黃牛級(jí)的高昂定價(jià)。也就是說(shuō)，DDR5 的定價(jià)最終會(huì)降到一個(gè)合理的水平，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，您需要確定是否值得升級(jí)到可用的最佳 RAM套件之一。當(dāng)然，您還必須確定是否有足夠大的性能提升來(lái)證明升級(jí)是合理的。
DDR5 有許多提升，但它最大的賣點(diǎn)之一是它可以為具有大量?jī)?nèi)核的處理器提供更高級(jí)別的帶寬。內(nèi)存帶寬變得越來(lái)越重要，因?yàn)楫?dāng)今的現(xiàn)代芯片可以達(dá)到主流 PC 的 16 個(gè)內(nèi)核，但與已經(jīng)有足夠時(shí)間成熟的硬件相比，新硬件可能會(huì)掙扎，這是常識(shí)。例如，第一代 DDR4 無(wú)法與當(dāng)時(shí)最好的 DDR3 競(jìng)爭(zhēng)，許多人懷疑 DDR5 是否會(huì)重演歷史。
我們將在下面列出詳細(xì)信息以查看規(guī)格表上的差異，然后深入測(cè)試以了解每種類型的內(nèi)存在哪里最有效。
DDR5 與 DDR4 規(guī)格
DDR5 內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)向我們承諾了更密集內(nèi)存條的未來(lái)，這最終等同于您系統(tǒng)中更多的內(nèi)存容量。DDR4 停在 16 Gb 內(nèi)存芯片，但 DDR5 最多可以使用 64 Gb 內(nèi)存芯片。后者還支持芯片上最多 8 個(gè)芯片的芯片堆疊，這意味著 DDR5 最高可以達(dá)到每個(gè)模塊 2TB。這將適用于配備 LRDIMM 的服務(wù)器。在主流市場(chǎng)上，DDR5 可能會(huì)停在每棒 128GB 的水平。不過，這種密度仍然遙遙無(wú)期，因?yàn)樽畛醯?DDR5 內(nèi)存模塊使用 16 Gb 內(nèi)存芯片，因此我們將能在短期內(nèi)看到 32GB 的最大容量。
如果我們查看 JEDEC（聯(lián)合電子設(shè)備工程委員會(huì)）規(guī)范，DDR4 數(shù)據(jù)速率范圍從 DDR4-1600 到 DDR4-3200。因此，很容易將 DDR5 視為 DDR4 的延續(xù)，因?yàn)?DDR5 標(biāo)準(zhǔn)從 DDR5-3200 開始一直延伸到 DDR5-6400。
然而，回顧DDR4時(shí)代的早期，DDR4-1600內(nèi)存從未成為主流。相反，DDR4-2133 作為 DDR4 的基準(zhǔn)。DDR5 遵循類似的模式。盡管 JEDEC 指定的數(shù)據(jù)速率低至 DDR5-3200，但許多（如果不是全部）主流 DDR5 產(chǎn)品的起點(diǎn)是 DDR5-4800。
與之前從 DDR3 到 DDR4 的過渡不同，DDR5 的引腳數(shù)并不比其前身多。取而代之的是，DDR5 仍然保留了 288 針的排列，但針腳不同。因此，凹槽的位置發(fā)生了變化，將有助于防止經(jīng)驗(yàn)不足的用戶嘗試將 DDR5 內(nèi)存模塊插入 DDR4 插槽，反之亦然。不過，這只是一個(gè)很小的變化。真正的游戲規(guī)則改變者位于您在 DIMM 外部看不到的架構(gòu)級(jí)別。
DDR4 內(nèi)存模塊具有單個(gè) 64 位通道（如果考慮 ECC，則為 72 位）。相比之下，DDR5 內(nèi)存模塊配備了兩個(gè)獨(dú)立的 32 位通道（40 位帶 ECC）。JEDEC 還將突發(fā)長(zhǎng)度（burst length ）從 8 字節(jié) (BL8) 增加到 16 字節(jié) (BL16)。上述升級(jí)提高了效率并減少了數(shù)據(jù)訪問延遲。在雙 DIMM 設(shè)置中，這種轉(zhuǎn)換本質(zhì)上將 DDR5 轉(zhuǎn)換為 4 x 32 位配置，而不是 DDR4 上的傳統(tǒng) 2 x 64 位配置。
為了繼續(xù)推動(dòng)更高的能效，DDR5 的工作電壓為 1.1V，低于 DDR4 的 1.2V。但是，您會(huì)在 1.1V 電壓下找到的唯一內(nèi)存套件符合 JEDEC 的時(shí)序。例如，DDR4 的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓是 1.2V，但是超頻的內(nèi)存套件或具有更嚴(yán)格時(shí)序的更高分檔的內(nèi)存套件對(duì)電壓的要求更高。就像我們看到 DDR4 在 1.6V 下擴(kuò)展到 DDR4-5000 一樣，DDR5 也可能會(huì)爬升電壓階梯。這不是比賽，但 1.35V 是迄今為止 DDR5 的最高電壓 (DDR5-6800)。 英特爾的極限內(nèi)存配置文件 (XMP) 擴(kuò)展與 DDR4 一起發(fā)展，所以現(xiàn)在我們有了 XMP 的第三次迭代。那么，XMP 3.0 發(fā)生了什么變化？嗯，現(xiàn)在最多有五個(gè) XMP 配置文件，用戶可以修改兩個(gè)自定義 XMP 配置文件并將其直接保存到 SPD 上。
DDR5 也標(biāo)志著電壓調(diào)節(jié)的根本變化。主板不再負(fù)責(zé)電壓調(diào)節(jié)，因?yàn)閮?nèi)存模塊有自己的電源管理 IC (PMIC)。（服務(wù)器級(jí) DIMM 為 12V，主流 DIMM 為 5V。）
PMIC 從主板獲取 5V 輸入并將其轉(zhuǎn)換為電壓軌的可用電壓，包括 VDD (1.1V)、VDDQ (1.1) 和 VPP (1.8V)。PMIC 旨在改善電壓調(diào)節(jié)和信號(hào)完整性以及降低噪聲。然而，改變是一把雙刃劍。在 DDR5 內(nèi)存模塊上安裝穩(wěn)壓器有助于降低主板成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜性，但最終會(huì)將成本轉(zhuǎn)移到內(nèi)存模塊上。這也使得DDR5依賴于PMIC芯片的供應(yīng)，而持續(xù)的PMIC短缺是DDR5一片難求的主要原因。
除了更高的帶寬和更高的功耗之外，DDR5 還將提供更高的每個(gè)內(nèi)存模塊容量。內(nèi)存密度和 bank 齊頭并進(jìn)。當(dāng)您增加密度時(shí)，您還必須增加bank的數(shù)量以容納額外的容量。DDR5 基于 32-bank 結(jié)構(gòu)，分為八組。相比之下，DDR4 的 16-bank 結(jié)構(gòu)分為四組。每組仍然有個(gè)bank，這沒有改變。從 16 個(gè)bank增加到 32 個(gè)bank，可以連續(xù)打開更多的頁(yè)面。DDR5 還具有相同bank刷新功能（SBRF：Same Bank Refresh function），允許它每組刷新一個(gè)庫(kù)而不是所有bank。
片上 ECC (ODECC) 是 DDR5 規(guī)范的另一個(gè)關(guān)鍵特性，但不應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn) ECC 混淆。制造商轉(zhuǎn)向更小的節(jié)點(diǎn)以增加存儲(chǔ)芯片的密度，而片上 ECC 的工作是糾正這些芯片內(nèi)部的潛在錯(cuò)誤以提高可靠性。但是，保護(hù)僅限于芯片內(nèi)的內(nèi)存陣列——一旦數(shù)據(jù)移出 DIMM，數(shù)據(jù)就會(huì)自行存儲(chǔ)。片上 ECC 不為傳輸中的數(shù)據(jù)提供任何保護(hù)，這就是片上 ECC 不是真正的 ECC 實(shí)現(xiàn)的原因。
人們可能會(huì)質(zhì)疑片上 ECC 的效用，因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)通過內(nèi)存總線傳輸時(shí)，錯(cuò)誤更為突出。此外，片上 ECC 需要額外的容量來(lái)存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)，這意味著 DDR5 的另一個(gè)額外成本（除了 PMIC）。顯然，片上 ECC 不是普通 ECC 的替代品，但兩者將在服務(wù)器或企業(yè)環(huán)境中統(tǒng)一使用。
在 DDR 的發(fā)展過程中，我們看到一些制造商在某些主板上提供了新舊 RAM 支持的組合。在過去，找到同時(shí)支持 DDR 和 DDR2 的主板并不罕見。我們看到了 DDR2 和 DDR3，甚至 DDR3 和 DDR4 的相同趨勢(shì)。但是，由于電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移到 DIMM，我們不希望看到用于 DDR5 的混合主板。這兩種技術(shù)要在單個(gè)主板上和諧共存，實(shí)在是太復(fù)雜了。
現(xiàn)代 DDR4 16GB 內(nèi)存模塊可采用單列 (1Rx8) 或雙列 (2Rx8) 設(shè)計(jì)，分別帶有 16 吉比特和 8 吉比特 IC。相反，DDR5 16GB 內(nèi)存模塊僅采用 16 GB 芯片的單列布局。因此，我們將單列 32GB (2x16GB) DDR5 內(nèi)存與等效的單列 32GB (2x16GB) DDR4 內(nèi)存套件進(jìn)行了比較。
我們?cè)?JEDEC 時(shí)序下測(cè)試了不同的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)速率，包括 DDR4-2133、DDR4-3200 和 DDR5-4800。如您所知，JEDEC 為每個(gè)數(shù)據(jù)速率（A、B 和 C）使用三個(gè)不同的 bin。對(duì)于我們的測(cè)試，我們選擇了中間立場(chǎng)。DDR4-2133 為 15-15-15，DDR4-3200 為 22-22-22，DDR5-4800 為 40-40-40。
與基準(zhǔn)相比，DDR5-4800 C40 提供的帶寬比 DDR4-2133 C15 高 112%，比 DDR4-3200 C22 高 46%。與 DDR4-4000 C16 相比，DDR5-4800 C40 有 19% 的優(yōu)勢(shì)。DDR5-6400 C36 是同類產(chǎn)品中最好的配置——它比 Sandra 2021 達(dá)到 100 GBps 大關(guān)僅差 26.43 GBps。
雖然 DDR5 的帶寬大大提高，但延遲卻變得更糟。這是意料之中的，因?yàn)?DDR5 的時(shí)序更寬松。即使是普通的 DDR4-2133 C15 也比 DDR5-4800 C40 快 5%。比DDR4-3200 C22 更是躍升17%。