去年美光等多家内存厂商相继推出了ddr5内存,但去年各大平台ddr5内存上千乃至数千的价格,加上cpu、主板等硬件支持的普及还不到位等问题,这第一批ddr5内存并没有在市场上掀起多大的风浪。然而,随着近期dram内存的价格普遍开始下降,跟随这一趋势的ddr5内存似乎终于有了用武之地。那么ddr5内存的价格为何一开始那么贵呢,难道真的就是刚推出新技术带来的高附加值?
pmic的供应困难
ddr5在ddr4的基础上做了许多改进,首先是更高的数据速率,从ddr4最高的3200mt/s,到了ddr5最高的6400mt/s;其次是提高内存稳定性的片上ecc纠错机制,以及降低功耗的1.1v电压,而内存模组硬件上最大的改变之一莫过于新加入的电源管理芯片(pmic)。
在更高的速率下,为了追求更操作稳定性,ddr5的电压误差不能大于±3%,而原本的ddr4中,由于pmic在主板上,所以主板和接口难免会有一定压降,而新的设计可以让cpu与内存上的pmic进行通信,从而实现更精确的电源管理。而pmic的存在让ddr5内存调节电压变得非常简单,这对于英特尔的xmp 3.0这类内存超频功能来说至关重要。
客户级ddr5 dimm内存 / 瑞萨
再者主板的电源设计不再需要根据内存插槽数量来进行控制,减少了过度设计增加的成本。有的服务器级别的ddr5 rdmimm和lrdimm内存还在模组中增加了温度传感器进行散热监测,防止因为过热而出现性能瓶颈。
但这种设计就带来了一个问题,过去在主板上的pmic到了内存上来以后,所需的pmic的数量就是加装内存模组的数量了,而这遇上去年的半导体短缺情况更是雪上加霜。美光等内存厂商都确认,由于pmic等非内存组件的缺失,造成了ddr5普及困难的现状。据传,这些ddr5内存pmic的交期已经当时已经达到了35周,但市场预计到了2022年情况会有所缓解,从现在ddr5的内存价格来看,似乎确实如此。
已经投入供应链的厂商
虽说整个半导体行业做pmic的厂商不少,但内存作为一个新开启的市场,打入内存供应链的pmic厂商还是需要一些实力的。介于目前对ddr5支持最普及的还是英特尔的第12代cpu处理器,我们就以英特尔验证的ddr5 udimm(台式机内存)和sodimm(笔记本内存)这两大消费级ddr5内存为例。
英特尔在其验证结果中囊括了来自sk海力士、三星、美光、金士顿和英睿达的内存,而他们用到的pmic基本上全来自于收购了idt的瑞萨,少数来自于mps,极少数来自于台湾茂达电子,以及部分三星的ddr5内存用到了自家lsi部门的pmic,可以说目前的ddr5内存pmic市场中,瑞萨是占据主导地位的。
ddr5 pmic / 三星
去年5月,三星发布了自家的ddr5 pmic方案,包含用于服务器/工作站ddr5内存的s2fpd01和s2fpd02,以及用于pc级别ddr5内存的pmic s2fpc01。服务器级别的pmic中,s2fpd01主要用于设计低密度的内存模组,而fpd02则用于更高的密度的ddr5内存,而且在电流负载能力管理上也从前者的每相3a提升到了每相5a。而s2fpc01作为用于pc内存的pmic产品,追求的自然还是高能效和小封装,这也是为何三星在该产品上用上了90nm工艺的原因。
瑞萨更是早就在2019年底就发布了p8911这一客户级ddr5内存pmic,之后并未发布其它新品,但从英特尔的验证结果来看,这估计也是当下消费级ddr5内存中最常用的pmic。从avnet上查到的数据显示,瑞萨的客户级ddr5内存pmic p8911系列,交期已经减少至26周,如此看来供应的问题确实已经有所缓解了。
当然了除了以上这些被英特尔验证过的公司外,还有ti、澜起科技和立锜科技等厂商,也有各自对应的ddr5 pmic方案。其中ti的tps53830/tps53832以及澜起科技的m88p5010/m88p5000与三星的s2fpd01/s2fpd02类似,都是针对不同电流的服务器ddr5内存模组,而立锜科技的rtq5136则是面向客户级ddr5内存的pmic方案。
服务器级已经就位,但其他硬件还没有准备好
美光近日发布了最高容量64gb的服务器级ddr5 rdimm内存,三星也在五月发布了512gb的cxl ddr5服务器内存,加上早就推出同类产品的sk海力士,ddr5在服务器上可以说已经铆足了劲头。
不过虽然服务器级的ddr5内存虽然已经准备就绪了,但支持ddr5的其他硬件似乎还到位,比如服务器cpu。amd方面,支持ddr5内存的下一代epyc服务器芯片genoa要今年第四季度才会面世。而反观英特尔这边,虽然消费级cpu已经率先支持了ddr5,但服务器cpu sapphire rapids却一拖再拖,据传很可能今年年末才会开始量产。
所以,说到ddr5普及率不高的问题,还真不是靠pmic一己之力造成的,相信等到英特尔和amd的服务器cpu、消费级cpu继续推进ddr5支持,加上各大初创公司的自研处理器纷纷开始支持ddr5后,届时ddr5的价格或许就和现在的ddr4内存差不多了,普及自然也不成问题了。
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