2020年7月，自JEDEC固态技术协会正式公布DDR5内存行业标准以来，DDR5内存已经悄然在纸面上公布。 根据日本电气科学联合会的报告，DDR5内存的传输带宽是DDR4的两倍，以DDR5-4800MHz的频率跨越，比DDR4 JEDEC官方标准的最高频率3200MHz高出50% DDR5标准将在未来为云网络、高性能计算、人工智能、消费类游戏的电竞领域提供性能和功耗方面的重要升级。 随着5G时代的到来，数据爆炸性增长，目前的DDR4存储器带宽难以满足迅速发展的高密度数据和高密度计算对带宽的需求。 为了应对这些APP带来的大量数据增长，服务和数据中心需要更大的内存带宽和内存容量。 DDR5内存的重要指标是更高的带宽、更高的内存密度、更低的功耗，是满足行业需求的先进标准。 其次，DDR5内存推动计算升级，将先进的行业标准转化为企业的基础生产力。
国内专业存储企业江波龙(Longsys )也是发展最快的制造商之一。 DDR5标准发布不到半年，致力于技术开发，与工厂和上游芯片制造商密切合作，实现了技术创新和第一版DDR5存储器工程样品， 2021年3月17日正式发布了2种长Sys DD R5内存模块产品(ES1 )，分别是1Rank x8和2Rank x8标准型PCunbuffered DIMM 288 Pinon-Die-ECC存储器。 据悉，Longsys高级消费者品牌雷克萨斯Lexar和商用存储品牌FORESEE也将推出消费者级和企业级DDR5产品，为游戏玩家和行业客户提供重要的DDR5性能升级。
DDR5作为行业的重要指标而升级，其中一些重要的升级和改进是其性能的关键。
高速化、大容量化
频率上升是内存更新迭代最直观的升级之一，DDR5内存标准的起点频率为4800MHz，比DDR4标准的最高频率3200MHz高50%，最高频率6400MHz比DR 4高两倍。 将来由于XMP超频等高频特性，DDR5存储器还有机会达到8400MHz的高频电平。
内存容量的提高也是DDR5的重要升级之一。 1个DDR5存储粒子的最大容量上升到了64GB(8GB )，是DDR4粒子的最大容量16GB ) 2GB )的4倍。 消费者平台的UDIMM内存，一个内存的最大容量为128GB。 按照4插槽主流PC平台的计算，DDR5内存的最大容量将达到512GB，接近中端固态硬盘的容量。 另一方面，在服务器领域的LRDIMM存储器的情况下，如果与多Die堆栈设计组合，一个粒子最多可以堆栈8次，拥有40个粒子的LRDIMM存储器的最大容量达到8GB x 8次40个粒子=2560GB=2TB的容量
* * *如果没有特别说明，这里记载的频率表示的不是时钟频率，而是“DDR”存储器中经常使用的同等频率
一个内存的两个通道的突发长度增加一倍，达到BL16
(由于图中显示存储器支持ECC功能，因此通道数为32位8位ECC 32位8位ECC )
我们知道处理器的存储器控制器的位宽为64位。 从第一代DDR存储器开始，内存位宽设计为64位宽，但到了DDR4存储器，半导体的容量充放电速度和IO速率成为了瓶颈。 此时，JEDEC组织引入了Bank Group这一新特性，通过不同粒子上的Banks的组合同时读写，可以“拼凑”DDR4两倍的数据量，提高DDR4存储器的读写性能。 但是，这产生了新的问题。 两个银行组的队列读写之间有等待时间。 此等待时间称为tCCD，是DDR4内存的新延迟时间之一。
s://p3.toutiaoimg.com/origin/pgc-image/4c93dcd401754e54830c6693015ebe11?from=pc">在DDR4已有Bank Group特性的前提下，继续提升该功能已经无法大幅度提升频宽。因此，JEDEC组织在DDR5这代内存中做出了较大的改进，将64-bit的单通道改为了2条互相独立的32-bit副通道，同时突发长度也改为BL16。
为什么我们要把突发长度和突发长度的改进放在这里说呢？因为这两者是息息相关的存在。突发长度英语叫Burst Length。通俗点可以理解为突发长度是处理器向内存某个地址发起读或写请求时，内存将该列地址解析并将相关地址里的数据连续提供给处理器或将数据分配到对应地址中，这个次数就是突发长度。用更通俗的话来说就是，IO端口是一辆高铁，乘客是数据，乘客拿着车票找乘务员找位置，乘务员神奇的通过“大数据”不但帮这位乘客找到了位置，还把他附近位置的16位乘客都安排好了。
DDR4，突发长度为BL8；DDR5，突发长度为BL16。后面的数字代表了能连续读写的封包数据量，DDR5可以突发连续读写16次。
说完突发长度，我们再说回DDR5内存新特性的双侧通道模式。DDR5双侧通道32-bit+32-bit，突发长度16，所以32bit（比特） x 16=512bit=64byte（字节），这里需要注意其数据单位。处理器的缓存封包单位限制为64byte/Op，内存与处理器交换的数据大小必须与其对等。
通过这个计算，我们就能得出DDR4一次操作可以交付64 bit x BL8=64byte（字节），DDR5一次操作可以交付（32bit x BL16=64byte）+（32bit x BL16=64byte），这使其有效带宽增加了1倍。
突发长度还与预取模式有关，这两个概念经常会被混淆，但实际上并不是一个东西。经常被混淆的原因是，这两个的概念非常相似，且一般相等，所以会被混淆。没错，DDR5的预取模式也从8n提升到了16n，预取模式就是内存cell往外吐数据，将他们排成一列等安排的操作。如果通俗的解释这两者的关系，咱们书接上一回，乘务员可以连续16次安排乘客的位置，但首先需要有16位乘客的存在才能安排，预取的作用就是事先安排好16位乘客。
同步刷新模式与更多阵列分层
DDR5的双侧通道结构还会产生其他的连锁反应，比如在DDR5内存中引入了SAME-BANK Refresh（同步刷新）技术。内存本质上是易失性存储器，数据只能在其中的电容器单元保存很短的时间，每隔一瞬间就要通过充电来重新刷新电容器的储存寿命。同时因为大容量内存行地址很多，高频率内存刷新频率太快（超频时导致数据出错，不稳定），对内存颗粒的电容器刷新的压力也就更高。如果懂超频的玩家肯定有印象，刷新等待周期的增长反应到时序上就是tRFC和tREF的增加。
DDR5不管是容量还是频率都有数倍的提升，同时通过双侧通道结构增加了并行执行性能，因此便有了SAME-BANK Refresh（同步刷新）技术的出现。SAME-BANK Refresh（同步刷新）技术允许在刷新Bank Group其中一个Bank时，其他Banks依然保持激活状态，而不是等待刷新的状态。这项技术会让DDR5获得更好的延迟以及通道利用率。
同时对Bank Groups的利用率增加，让新的DDR5不再满足原本的阵列数量，将原来4Bank Groups/4Banks（4组4块）改为了8 Bank Groups/4Banks（8组4块）的设计，维持相同Banks数量提升Groups数量的设计，降低了大容量颗粒导致更长写入等待时间的影响，提高了系统整体的效率，允许更多的页面在任何给定时间内被打开。
均衡反馈技术与PMIC集成功能，信号更纯净、完整
每代内存的更替除了速率和技术的更新，电压与功耗的降低也是升级指标之一。DDR5内存的标准工作电压从DDR4的1.2V降低至1.1V。随着标准对更高频率和更低功耗的推动，DDR5内存标准引入了对内存电压调节方式相当重要的改良，将内存的电压调节模块从主板上移植至内存PCB上，并增加独立的稳压器，这个模块被称为PMIC。主板对内存的输入电压将改为12V的标准电压，再由PMIC模块转换为1.1V。这种设计能更好的监控内存芯片的功率、温度等信息，同时提升了转换效率和对电压的控制精准度。
除了独立的电源管理芯片，DDR5还引入了Decision Feedback Equalization（均衡反馈器）来降低高频电路中的噪音和损耗。均衡反馈器是高频电路常见的一种降噪技术，通过内存总线端接收器的反馈来调整高频噪音对电路的干扰。同时标准中还加入了训练模式，以补偿内存电路上对时序的微小差异。
最后，DDR5 模块设计的改变，除了DQ/DQS/DM信号继续采用ODT（On Die Termination）设计外，还新增CA、CS类信号也采用了ODT设计，进一步减少了信号脉冲的反射干扰效应，让信号传输更加纯净。
颗粒内置ECC纠错码
DDR5引入了一个叫On-Die-ECC的新特性。说到ECC，大家可能会立刻想到支持ECC的服务器内存条，但DRR 5引入的On-Die-ECC与单独的“ECC”功能并不是一码事。On-Die-ECC指的是DDR5的颗粒内置了ECC纠错码，每128-bit的cell就有8-bit储存校验码，它的存在更像MD5码，自身不具备纠错能力，但能牢牢地检测出错误并将错误地址交由控制器处理，由此进一步提升数据完整性，同时缓解系统错误校正负担并充分利用DDR5的高效读写机制。
引脚相同，定义不同
DDR5内存将与DDR4内存保持相同的288引脚数，但不要指望DDR4平台能够与DDR5平台有任何兼容性。DDR5平台对于引脚定义以及信号、指令有了大幅度的改良，尤其是命令和总线地址引脚有了极大的变化，基本决定了两者的不兼容性。估计即使DDR5平台在物理接口的引脚数量相同，JEDEC协会也会通过防呆接口的改变来限制DDR4与DDR5内存的误插。
什么时候能见到DDR5内存？
目前已有部分内存厂商公布了DDR5内存，还有部分内存厂商已经展示了工程测试样品，预计在今年就能看到DDR5内存量产，今年年底到明年上半年就能见到DDR5内存出现在市场上。对于零售PC平台，DDR5内存仍需处理器平台支持才能上市。英特尔的AlderLake和AMD的Zen 4架构处理器预计会加入DDR5内存的支持，估计会在2022年上市。也就是说桌面PC平台最快会在2022年用上DDR5内存。
最后，感谢江波龙为我们提供资料，科普了DDR5内存的优越之处。作为大陆地区最强的模组厂江波龙尽管内存产品线起步较晚，但能够在技术创新的征途上愈战愈勇，源于Longsys专注存储行业20余年的技术底蕴，以及打造高品质存储产品的决心。根据他们的官方报道，截止2021年3月12日，江波龙申请专利总数达到838个，其中境外专利申请178项；已授权且维持有效专利411项、其中境外授权且维持有效专利83项；软件著作权65项。可见他们对知识产权保护的力度。
对于行业客户，从2014年使用至今的DDR4内存正面临着来自密集数据计算和企业数据中心越来越庞大的性能与容量压力。企业只能通过购置更多服务器和端口来缓解这一压力。相较DDR4内存，DDR5内存在带宽上实现翻倍提升，在容量上更是达到DDR4标准的4倍，LRDIMM最大容量甚至可以达到2TB，搭配多通道的多路服务器，将在未来极大缓解行业客户的服务器压力，IT部门都不禁直呼过瘾。
对于消费级市场，随着处理器性能的提升，高频率内存以及大容量内存的需求正在逐年增加。高分辨率游戏、高分辨率影视作品让程序消耗的内存越来越大，多线操作高效率的使用习惯使同时运行的程序增多。回望5年前，4GB x 2的内存已是标配，现在8GB x 2内存都已略显落后，16GB x 2的内存套装销量更是在逐年增长。展望未来，DDR5标准已经推出，消费级个人电脑将迎来频率超过4800MHz的新一代高速内存，2 x 32GB的64GB内存套装将逐渐成为主流。
据说FORESEE和Lexar雷克沙会在下半年正式发布DDR5内存，其他品牌也在做准备，预计明年上半年DDR5内存市场会有更多新的产品，不妨期待一下！