🌪️ 👩🏿‍🤝‍👨🏻 👃🏼 DDR5? हाँ, हम मुश्किल से DDR4 से मिले 🐎 🧙🏽 🐘

जनवरी 2020 में, CES में, SK Hynix ने अधिकतम गति पर DDR5 मेमोरी पेश की। अफवाहों के अनुसार, माइक्रोन और अन्य निर्माता समान उपकरणों का परीक्षण कर रहे हैं। हालांकि वे सामान्य चैनलों के माध्यम से नहीं मिल सकते हैं, हालांकि, चूंकि उनके लिए अभी तक कोई मदरबोर्ड नहीं हैं, इसलिए यह कोई समस्या नहीं है। जहां तक हम जानते हैं, पहली मदरबोर्ड के बीच जो नई तकनीक का लाभ ले सकती है, वह इंटेल की एक्सॉन नीलम रैपिड्स होगी। हालांकि, सवाल उठता है: यह किस तरह की तकनीक है?

SDRAM मूल बातें

सामान्य तौर पर, ऐसी प्रणाली के लिए जिसमें रैम की आवश्यकता होती है, दो मुख्य प्रतिस्पर्धी विकल्प हैं: स्थिर और गतिशील मेमोरी। नई तकनीकें हैं, उदाहरण के लिए, FeRAM और MRAM, लेकिन क्लासिक पसंद स्थिर और गतिशील के बीच है। स्टेटिक रैम स्विच का एक गुच्छा है, प्रति बिट एक। सेट अप और भूल जाओ। और फिर उन्होंने इसे पढ़ा। और वह बहुत जल्दी काम कर सकती है। समस्या यह है कि आम तौर पर कम से कम चार ट्रांजिस्टर, और अक्सर छह, ऐसे स्विच पर जाते हैं, इसलिए उनमें से एक सीमित संख्या को एक निश्चित क्षेत्र में भेजा जा सकता है। बिजली की खपत अक्सर बहुत अधिक होती है, हालांकि आधुनिक उपकरण इसका अच्छा काम कर सकते हैं।

इसलिए जब स्थिर मेमोरी एकल-बोर्ड कंप्यूटर और छोटे उपकरणों के साथ लोकप्रिय है, तो एक पीसी या सर्वर स्थिर मेमोरी के गीगाबाइट को समायोजित करने में सक्षम नहीं होगा। डायनेमिक मेमोरी प्रत्येक बिट को स्टोर करने के लिए एक छोटे संधारित्र का उपयोग करती है। एक संधारित्र को एक सामान्य बस से जोड़ने के लिए, आपको अभी भी एक ट्रांजिस्टर की आवश्यकता है, लेकिन आप उन्हें कसकर पैक कर सकते हैं। दुर्भाग्य से, एक बड़ी समस्या है: कैपेसिटर बहुत जल्दी निर्वहन करते हैं। मेमोरी को समय-समय पर अपडेट करने के लिए किसी तरह से विकसित करना आवश्यक है, या यह भूल जाएगा। उदाहरण के लिए, प्रत्येक 64 ms में एक विशिष्ट DDR4 मॉड्यूल को अद्यतन करने की आवश्यकता होती है।

वास्तविक उपकरण एक समय में एक पूरी श्रृंखला को अद्यतन करने की क्षमता और स्थान को अधिकतम करने के लिए पंक्ति और स्तंभ कैपेसिटर का उपयोग करते हैं। इसका मतलब है कि हर 15.6 एमएस में 4096 पंक्तियों के एक उपकरण को अपडेट करने की आवश्यकता है ताकि प्रत्येक पंक्ति अपना डेटा बरकरार रखे। अद्यतन केवल कुछ नैनोसेकंड लेता है।

एक विशिष्ट सरणी में पंक्तियों और स्तंभों के लिए एक बस है। कैपेसिटर FET से जुड़ता है, जो इसे कॉलम बस से कनेक्ट और डिस्कनेक्ट कर सकता है। एफईटी वाल्व लाइन बस से जुड़ा हुआ है। लाइन सिग्नल संपूर्ण FET लाइन का चयन करता है। लंबे कॉलम की बस की अपनी समाई और प्रतिरोध क्षमता है, इसलिए सिग्नल को स्थिर करने के लिए पूर्व-चार्ज करने में कुछ समय लगता है, जिसके बाद मल्टीप्लेक्स वांछित कॉलम से थोड़ा सा पढ़ता है। रिकॉर्डिंग रिवर्स ऑर्डर में होती है। यदि आप चाहें, तो आप ब्राउज़र में मेमोरी सिम्युलेटर के साथ खेल सकते हैं ।

यह कैसे गतिशील स्मृति, या DRAM, काम करता है। एसडीआरएएम के बारे में क्या? एसडीआरएएम एक गतिशील मेमोरी है जिसमें एक मेमोरी कंट्रोलर के साथ एक तुल्यकालिक इंटरफ़ेस होता है। नियंत्रक आपको एक साथ कई कमांड इकट्ठा करने की अनुमति देता है और पंक्तियों और स्तंभों के साथ काम करने के पूरे तर्क को संसाधित करता है, और यहां तक कि यह भी जानता है कि मेमोरी को स्वचालित रूप से कैसे अपडेट किया जाए। नियंत्रक बफ़र दोनों कमांड और डेटा, जो कई अन्य तकनीकों की तुलना में थ्रूपुट को बढ़ाता है।

कहानी

एसडीआरएएम का इतिहास 1992 में शुरू हुआ, और वर्ष 2000 तक, इसने DRAM की अन्य सभी किस्मों को बाजार से अलग कर दिया। JEDEC उद्योग समूह ने 1993 में SDRAM के लिए इंटरफ़ेस का मानकीकरण किया, इसलिए आमतौर पर विभिन्न निर्माताओं से मेमोरी का उपयोग करने में कोई समस्या नहीं होती है।

सामान्य एसडीआरएएम एक कमांड प्राप्त कर सकता है और प्रति चक्र एक डेटा शब्द प्रेषित कर सकता है। समय के साथ, जेईडीईसी ने दोहरे डेटा दर, या डीडीआर के लिए मानक को परिभाषित किया। वह अभी भी प्रति चक्र एक कमांड लेता है, लेकिन एक ही बीट में दो शब्द लिखता या पढ़ता है। वह जानता है कि यह कैसे करना है, घड़ी के संकेत के बढ़ते किनारे पर एक शब्द को प्रसारित करना, और दूसरे को गिरने वाले किनारे पर। व्यवहार में, इसका मतलब है कि अंदर, एक आदेश पर, वह दो शब्दों को पढ़ता है, जो आंतरिक टाइमर को I / O की तुलना में धीमी गति से काम करने की अनुमति देता है। इसलिए यदि I / O घड़ी की आवृत्ति 200 MHz है, तो आंतरिक टाइमर 100 MHz पर काम कर सकता है, और डेटा संचारित करते समय, यह अभी भी I / O घड़ी प्रति दो शब्दों को प्रसारित करेगा।

यह सब इतनी अच्छी तरह से काम किया कि अंत में उन्होंने मेमोरी को पुनर्गठित करते हुए DDR2 मानक का आविष्कार किया, ताकि इसके अंदर चार शब्दों के साथ काम किया और फिर एक ही बार में चार शब्द भेजे या प्राप्त किए। बेशक, घड़ी की आवृत्ति में बदलाव नहीं हुआ, इसलिए देरी बढ़ गई। DDR3 ने अपने आंतरिक डेटा आकार को फिर से दोगुना कर दिया, तदनुसार विलंबता बढ़ गई।

DDR4 ने एक अलग रास्ता अपनाया। उन्होंने आंतरिक मेमोरी बस को दोगुना नहीं किया, लेकिन थ्रूपुट को बढ़ाने के लिए आंतरिक मेमोरी बैंकों तक आंतरायिक पहुंच बनाई। वोल्टेज कम करने से आप घड़ी की आवृत्ति भी बढ़ा सकते हैं। DDR4 2012 में दिखाई दिया, हालांकि इसे केवल 2015 में महत्वपूर्ण द्रव्यमान प्राप्त हुआ।

स्मृति बैंडविड्थ बढ़ने की भावना है? खैर, व्यावहारिक रूप से। प्रोसेसर में कोर की संख्या में वृद्धि के साथ मोटे तौर पर थ्रूपुट में वृद्धि हुई। इसलिए, हालांकि नेट थ्रूपुट बढ़ रहा था, एक ठेठ मशीन पर प्रति एक कोर से थ्रूपुट काफी समय से नहीं बदला है। वास्तव में, एक विशिष्ट सीपीयू पर कोर की संख्या में तेजी से वृद्धि को देखते हुए, इसका औसत मूल्य कम हो जाता है। तो यह एक नए मानक के लिए समय है।

DDR5

और अब हमारे पास DDR5 है, जिसे 2017 में परिभाषित किया गया है। रिपोर्ट्स को देखते हुए, DDR5-3200 SDRAM का थ्रूपुट DDR4-3200 की तुलना में 1.36 अधिक होगा, और शायद इससे भी अधिक। हम यह भी सुनते हैं कि प्रीफ़ैच का आकार फिर से दोगुना हो जाएगा, कम से कम वैकल्पिक रूप से।

एक प्रकार	प्रवाह	वोल्टेज	प्रीफ़ेच	साल
एसडीआर	1.6 जीबी / एस	3.3	1	1993
डीडीआर	3.2 जीबी / एस	2.5	2	2000
डीडीआर 2	8.5 जीबी / एस	1.8	4	2003
DDR3	8.5 जीबी / एस	1.8	8	2007
DDR4	25.6 जीबी / एस	1.2	8	2017
DDR5	32 जीबी / एस	1.1	8/16	2019

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, 26 वर्षों में, मूल एसडीआर मेमोरी की तुलना में थ्रूपुट 20 गुना बढ़ गया है। बुरा नहीं। प्रीफ़ेटिंग 16 शब्द विशेष रूप से दिलचस्प लगते हैं क्योंकि यह चिप को एक बार में एक विशिष्ट पीसी कैश को आबाद करने की अनुमति देगा।

अन्य लाभ हैं। उदाहरण के लिए, यदि आपने कभी एसडीआरएएम को अपने सर्किट्री या एफपीजीए से जोड़ने की कोशिश की है, तो आप लूपबैक मोड को पसंद करेंगे। यदि आप वास्तव में बड़ी मात्रा में मेमोरी पसंद करते हैं, तो अधिकतम मेमोरी क्षमता अब 64 जीबी होगी।

वैसे, स्मार्टफोन जैसे उपकरणों के लिए कम-पावर मेमोरी विकल्प के लिए एलपी-डीडीआर 5 विनिर्देश भी है। यह विनिर्देश पिछले साल जारी किया गया था, और अब तक हम ऐसे उत्पादों के उत्पादन में एक बड़ी दौड़ नहीं देखते हैं। एलपी-डीडीआर 4 आपको दो आवृत्ति विकल्पों में से चुनने की अनुमति देता है ताकि आप ऊर्जा की खपत के लिए गति का त्याग कर सकें। LP-DDR5 में तीन अलग-अलग ट्यूनिंग विकल्प हैं। और ग्राफिक्स और अन्य उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के लिए GDDR6 से पहले ही GDDR मानक भी हैं। लंबी अवधि में, LP-DDR5 6.4 Gb / s प्रति बिट I / O के बैंडविड्थ के साथ काम करने में सक्षम होगा, और GGDR6 शब्द की चौड़ाई के आधार पर सैकड़ों GB / s का दावा कर सकता है।

और अब क्या है?

जब तक आपके पास एक व्यस्त सर्वर या कुछ और पूरी तरह से आपके सीपीयू के सभी कोर लोड नहीं कर रहा है, तब तक आपको डीडीआर 4 और डीडीआर 5 के बीच बहुत अंतर महसूस नहीं होगा। लेकिन, फिर से, गति परीक्षणों में अच्छे परिणाम किसे पसंद नहीं हैं?

इसके अलावा, एक विशिष्ट कार्य केंद्र के दृष्टिकोण से, मुख्य फोकस डिस्क में बहुत बार नहीं पहुंचने के लिए पर्याप्त रैम होना है। खासकर यदि आपके पास घूर्णन प्लेटों के साथ एक डिस्क है, तो उनकी कम गति के लिए कुख्यात। रैम लिखने और पढ़ने का समय वास्तविक काम में इतना महत्वपूर्ण कारक नहीं है। SSDs के साथ, स्थिति पहले की तरह खराब नहीं है, लेकिन एक सामान्य SSD की बैंडविड्थ केवल DDR3 की तुलना में थोड़ी अधिक है, हालांकि तेज ड्राइव क्षितिज पर कम हो रहे हैं। इसलिए, जब तक आप कई कोर के बहुत भारी भार के साथ व्यस्त नहीं होते हैं, तब तक आपके पास 32 जीबी डीडीआर 3 में से 4 जीबी डीडीआर 5 से बेहतर होगा, क्योंकि अधिक मेमोरी आपको धीमे संचालन पर समय बचाएगा।

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