Arbeitsspeicher: DDR5-Spezifikationen sind final

Das Speichergremium Jedec hat den DDR5-SDRAM-Standard fertiggestellt.

Artikel veröffentlicht am 15. Juli 2020, 10:11 Uhr, Marc Sauter

Ein DDR5-Modul von SK Hynix (Bild: Benchlife)

Der Standard ist offiziell: Das Speichergremium Jedec hat die Spezifikation für DDR5-SDRAM finalisiert (JESD79-5). Der Arbeitsspeicher ist für künftige PCs und Server gedacht: Hierfür weist DDR5 signifikante Verbesserungen bei Geschwindigkeit, Kapazität und Effizienz auf. Einen tieferen Einblick liefert unser ausführlicher Hintergrundartikel Das kann DDR5-Arbeitsspeicher, nachfolgend eine verkürzte Version davon.

DDR5 folgt auf DDR4, die Fertigung entsprechender Chips und Module ist bereits angelaufen. Hersteller wie Samsung, Micron und SK Hynix werden die Produktion in den kommenden Monaten hochfahren, denn schon 2021 soll ein Viertel des verkauften Arbeitsspeichers von DDR5 gestellt werden und der Anteil bis 2022 auf über 40 Prozent steigen. Hintergrund ist die nahezu parallele Einführung von x86-Prozessoren im Server-Segment, welche DDR5 unterstützen und die in den meisten Systemen weltweit eingesetzt werden. Hinzu kommen Chips mit Power- und ARM-basierten Designs.

Während die Jedec maximal DDR4-3200 spezifiziert hat, ist derzeit bis zu DDR5-8400 geplant, der Marktstart hingegen soll mit DDR5-4800 erfolgen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bereits DDR5-3200 mehr effektive Bandbreite aufweist als DDR4-3200. Der neue Arbeitsspeicher unterstützt hierzu zwei voneinander unabhängige 32-Bit-Kanäle, ein Daten-Prefetching mit 16n statt 8n gleichzeitigen Zugriffen, doppelt so viele Speicherbankgruppen (8Gx4B statt 4Gx4B), zudem Same Bank Refresh für eine geringere Latenz und die Burst Length verdoppelt sich von 8 auf 16.

	DDR4	DDR5
Datenübertragungsrate	DDR4-3200 (Jedec)	DDR5-4800 (Jedec) bis DDR5-8400
Bandbreite (theoretisch)	25,6 GByte/s pro Kanal	38,4 GByte/s bis 67,2 GByte/s pro Kanal
Datenleitungen	64+8 Bit mit ECC	2x 32+8 Bit mit ECC
SDRAM-Die-Kapazität	bis zu 16 GBit (DUV)	bis zu 64 GBit (EUV)
DIMM-Kapazität (Desktop)	bis zu 32 GByte	bis zu 128 GByte
DIMM-Kapazität (Server)	bis zu 256 GByte	bis zu 1 TByte
Prefetching	8n	16n
Speicherbänke	4 Gruppen mit 4 Bänken	8 Gruppen mit 4 Bänken
Auffrischung	All Bank Refresh (REFab)	Same Bank Refresh (REFsb)
Burst Length	8	16
Spannung (VDD/VPP)	1,2 Volt/2,5 Volt	1,1 Volt/1,8 Volt

DDR5 und DDR4 im Vergleich

Ebenfalls wichtig sind gesunkene Betriebsspannungen von 1,1 Volt statt 1,2 Volt (VDD/VDDQ) respektive 1,8 Volt statt 2,5 Volt (VPP). Künftig wollen Samsung, Micron und SK Hynix ihre DRAM-Verfahren auf einen 1A-nm-Node umzustellen. Statt altbewährter Immersionslithographie (DUV) werden die Speicherchips also mit extrem ultravioletter Belichtung (EUV) gefertigt, was sie kompakter und sparsamer macht. Bei aktuellen DRAM-Chips für DDR4-Speicher werden 16-GBit-Dies verwendet, für DDR5 hingegen sind Dies mit 64 GBit geplant. Die DIMM-Kapazität steigt daher von 32 GByte auf bis zu 128 GByte (Desktop) und von 256 GByte auf bis zu 1 TByte (Server). Erste CPUs mit DDR5-Speicher sind AMDs Genoa, Intels Sapphire Rapids und IBMs Power10.