广告

对比美光、三星、SK 海力士的DDR5内存

2022-02-22 17:09:32 Jeongdong Choe 阅读:
本文比较了美光、三星和 SK 海力士的 DDR4-3200 和 DDR5-4800 芯片的 DDR5 芯片尺寸、存储密度、DRAM 单元尺寸和设计规则。

我们正在进入 DDR5 内存时代。在DDR5供不应求的情况下,美光、三星、SK海力士等主要DRAM企业纷纷推出了DDR5系列产品。  KEKednc

DDR5是 DRAM 的新标准,可满足人工智能、机器学习和数据分析等应用对计算和高带宽的需求。KEKednc

与通常在 1,600 至 3,200 MHz 范围内运行的 DDR4 数据速率相比,DDR5 提供的数据和时钟速率都将性能提高一倍,至少达到 7,200 MB/s。此外,DDR5 将工作电压降低至 1.1V。KEKednc

在开发过程中,工程师增强了 DDR5 的功能,添加和修改了多项高级功能,包括将预取从 8 位增加到 16 位、更多的内存块(bank)和内存块组以提高总线效率。他们还添加了新的写入模式和刷新模式,添加了决策反馈均衡器,以及每个 DRAM 的寻址能力。还包括片上 ECC,以加强片上 RAS,同时减少控制器负担。KEKednc

这些创新意味着能进一步在未来以数据为中心的应用中释放价值。KEKednc

首批投放市场的DDR5 产品为 UDIMM,其运行速度介于 4,800 MT/s 和 5,600 MT/s 之间。这意味着与当前高性能服务器中的高端 3,200 MT/s DDR4 DIMM 相比,数据速率提高了 33%。作为参考,Everspin 1 GB pMTJ STT–MRAM 独立 DDR4 芯片以 1,333 MT/s 的速度运行,具有 15 ns CL 和 135 ns tRCD。最近发布的 GDDR6 器件的运行速度为 16,000 MT/s,LPDDR5 器件的运行速度为 6,400 MT/s,HBM2e 器件的运行速度为 3,600 MT/s,包括最新版本的 Nvidia 旗舰数据中心 GPU——80 GB 的 A100。KEKednc

KEKednc

 DDR、GDDR、HBM和LPDDR到DDR6、GDDR6X、HBM3和LPDDR6的DRAM数据速率趋势。 (资料来源:TechInsights) KEKednc

JEDEC 最近更新了 DDR5 SDRAM 标准 (JESD79–5A) 以满足云和企业数据中心应用需求,为开发人员提供了两倍的性能和更高的能效。为了更高的密度和更高的性能,DDR5有望采用D1z或D1a (D1α)一代等最先进的DRAM单元技术节点,它们是第三或第四代 10 nm级 DRAM 节点。DDR5 内存包含多项创新和一种新的 DIMM 架构,后者可在支持扩展的同时提供速度等级提升。KEKednc

比较 DDR5 产品

TechInsights 最近比较了美光、三星和 SK 海力士的 DDR4-3200 和 DDR5-4800 芯片的 DDR5 芯片尺寸、存储密度、DRAM 单元尺寸和设计规则。具体来说,我们查看了美光 DDR5 器件中的 TeamGroup ELITE DDR5 16 GB UDIMM 系列;三星 DDR5 器件中的 G.SKILL Trident Z5 DDR5 内存 (F5–5600U3636C16GX2–TZ5K);和 SK 海力士 32 GB HMCG88MEBUA81N DDR5 UDIMM PC5–4800B 模块。KEKednc

三星 宣布推出基于高 k 金属栅极 (HKMG) 工艺的 DDR5 内存模块。该公司于 2018 年在其 GDDR6 内存中采用了 HKMG 工艺,这是业界首创,随后扩展到 DDR5 内存。KEKednc

SK 海力士还宣布了一款新的 24GB DDR5 芯片,该芯片采用尖端 D1a 纳米技术开发,采用 EUV 光刻技术。在带宽方面,DIMM 提供 38.4 GB/s 或 44.8 GB/s,而 SK 海力士的 GDDR6 器件和 8-die HBM2E 器件提供 64 GB/s 和 460 GB/s。KEKednc

美光、三星和 SK 海力士正在批量生产其首款 4800 MHz 或 5600 MHz DDR5 器件。我们希望看到 DDR5 器件建立在行业领先的工艺技术节点 D1a 或 D1α 之上。然而,DDR5 DRAM 芯片和单元/外围设计似乎还没有完全成熟。首批 DDR5 芯片采用了先前已有的技术节点或设计规则,包括三星 D1y、美光 D1z 和 SK 海力士 D1y。表 1 显示了首批 DDR5 器件的比较。KEKednc

KEKednc

来自美光、三星和 SK 海力士的三款新 DDR5 器件/芯片的比较。(来源:TechInsights)KEKednc

TeamGroup配备 16 GB DDR5 器件的 ELITE DDR5 UDIMM 包括 美光生产的DDR5 MT60B2G8HB–48B:A芯片(Y32A 裸片)。G.SKILL Trident Z5 DDR5 内存 F5–5600U3636C16GX2–TZ5K 包括三星 DDR5 K4RAH086VB–BCQK 器件(K4RAH046VB 芯片)。SK 海力士包括 32 GB HMCG88MEBUA81N DDR5 UDIMM PC5–4800B 模块(H5CNAG8NM 芯片)。我们将裸片图像添加到上表以供参考。KEKednc

美光应用其 M-D1z 工艺技术节点,而三星和 SK 海力士采用 D1y 单元工艺(S-D1y 和 H-D1y)。因此,美光 (66.26 mm 2 ) 的 DDR5 裸片尺寸小于三星 (73.58 mm 2 ) 和 SK 海力士 的 (75.21 mm 2 )。KEKednc

与三星和 SK 海力士相比,美光在 DDR5 上的单元尺寸和存储密度方面有更大的进步。事实上,美光 M-D1z 工艺技术比三星和 SK 海力士的 D1y 工艺更先进,包括 15.9 nm DR、不含钨(W)材料的多晶硅/氮化钛(TiN)电池栅极、更小的活动(active)/字线/位线间距、先进的SNLP(Storage Node Landing Pad)工艺和 SN 电容器工艺和材料以及CuMn/Cu金属工艺。KEKednc

TechInsights 比较了 Micron、Samsung 和 SK 海力士 的 DDR4-3200 和 DDR5-4800 芯片的 DDR5 裸片尺寸、存储密度、DRAM 单元尺寸和 DR,如图 1 至图 4 所示。KEKednc

KEKednc

 1 – 美光、三星和 SK 海力士  16GB DRAM 芯片尺寸的图形比较:DDR4-3200  DDR5-4800。(来源:TechInsightsKEKednc

KEKednc

 2 – 美光、三星和 SK 海力士  16GB DRAM 存储密度的图形比较:DDR4-3200  DDR5-4800。(来源:TechInsightsKEKednc

KEKednc

 3 – 美光、三星和 SK 海力士  16GB DRAM 单元尺寸的图形比较:DDR4-3200  DDR5-4800。(来源:TechInsightsKEKednc

KEKednc

 4 – 美光、三星和 SK 海力士  16GB DRAM DR 的图形比较:DDR4-3200  DDR5-4800。(来源:TechInsightsKEKednc

所有芯片每个裸片都有 16 GB 的内存容量,因此比较起来就更容易。对于 16-GB DDR4–3200 芯片,美光和 SK 海力士 使用 D1z 工艺节点,而三星的 16GB DDR4 使用 S–D1x 节点。美光和三星的 DDR4–3200 芯片保留了相同的裸片尺寸和存储密度,而 SK 海力士将裸片尺寸增加了 40%,并将存储密度降低了 28%,原因是 DDR5 上使用了较旧的工艺节点(DDR4 的 H-D1z 与.H–D1y 用于 DDR5)。KEKednc

至于 DDR5 上的 DRAM 单元大小和单元 DR,美光保持 DDR4 单元大小,而三星将单元大小减少了 8.7%,DR 减少了 5%。另一方面,SK 海力士将单元大小增加了 11.8%,DR 增加了 5.7%。虽然今天的 DDR4 和 DDR5 的最高速度分别为 3.2 GB/s 和 4.8 GB/s,但 DDR5 的带宽在未来的迭代中将能够扩展到 8.4 GB/s。KEKednc

TechInsights 预计更先进和更具颠覆性的 DDR5 产品将在 2022 年和 2023 年上市,包括提供更高带宽和性能的产品,包括 24 GB 或 32 GB 甚至与 TSV DRAM 堆栈相结合的多裸片DDR5 器件的 DDR5–6400 芯片(> 50 GB/s @96 GB DIMM)。KEKednc

 制造商的目标是为 DDR 应用提供更高的密度、更高的容量、更高的速度、更高的能效和更好的可靠性。先进的 DDR5 技术已经在开发中,市场将继续增长,直到 2024 年末或 2025 年初下一代 DDR6 内存问世。KEKednc

关于DDR6内存的技术规格,数据传输速度将比DDR5提升一倍。例如,对于 DDR6–9600,JEDEC 模块可以以大约 9,600 MB/s 的速度运行。此外,DDR6 还将每个模块的内存通道数量增加一倍,并将四个 16 位通道组合在 64 个内存块中。KEKednc

原文发表于AspenCore旗下EDN姐妹媒体EETimes,参考链接:Comparing DDR5 Memory From Micron, Samsung, SK Hynix;Demi Xia编译

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 复旦大学研究人员发明晶圆级硅基二维互补叠层晶体管 复旦大学研究团队将新型二维原子晶体引入传统的硅基芯片制造流程,实现了晶圆级异质CFET技术。相比于硅材料,二维原子晶体的单原子层厚度使其在小尺寸器件中具有优越的短沟道控制能力。
  • 宝马AI“超级大脑”上线,驱动在华数字化发展 近日,宝马率先在华部署了代号为“灯塔”(BEACON)的人工智能(AI)平台,提供AI应用创新相关的开发、部署、集成与运行服务的平台化环境,加速实现多业务场景数字化。
  • 西工大打破吉尼斯世界纪录,扑翼式无人机单次充电飞行15 据西北工业大学官宣其扑翼式无人机单次充电飞行时间获得新的吉尼斯世界纪录,认定的纪录时间为 2 小时 34 分 38 秒 62(突破 154 分钟)。本次刷新世界纪录的“云鸮”扑翼式无人机采用了高升力大推力柔性扑动翼设计、高效仿生驱动系统设计和微型飞控导航一体化集成等关键技术,翼展 1.82m,空载起飞重量为 1kg,手抛起飞,滑翔降落,能够按设定航线自主飞行,飞行过程中能实时变更航线。
  • Codasip宣布成立Codasip实验室,以加速行业前沿技术的开 Codasip今日宣布成立Codasip实验室(Codasip Labs)。作为公司内部创新中心,新的Codasip实验室将支持关键应用领域中创新技术的开发和商业应用,覆盖了安全、功能安全(FuSa)和人工智能/机器学习(AI/ML)等方向。
  • 了解机器感知:激光雷达、3D视觉和地理空间AI 随着人工智能(AI)和物理世界的交叉,以及自主技术采用的增加,有人可能会提出质疑,机器及其目前脆弱的模型如何能以人类的方式感知世界。借助于诸如激光雷达、雷达和摄像头等自动驾驶汽车上所使用的传感器技术,机器已开始能收集实时数据来为决策提供信息,并适应现实世界的场景。
  • 实现物联网部署可扩展性时的主要问题 为什么三分之二的物联网项目都失败了?许多人低估了物联网的复杂性,以及使系统可视化来实现可扩展性的重要。
  • 工业制造拥抱人工智能和机器学习 为了推动数字转型,工业制造领域开始拥抱人工智能(AI)和机器学习(ML)技术,但在实际导入时仍然存在诸多进入门坎…
  • 兆易创新瞄准4大行业入局模拟芯片,电源管理全产品组合 随着可穿戴设备、汽车电子、物联网、云计算等新兴应用的蓬勃发展,以及用户对于智能化生活越来越高的追求,同时伴随着工业、储能、5G通信等数字行业的产业升级和持续扩容,作为连接真实世界和数字世界的模拟芯片产品愈发展现广阔的应用潜力,并且市场规模持续增长。
  • 宝马要做太阳能汽车,大众入局氢能源,车企分开走不同新能 在目前的汽车市场中,新能源汽车已成大势所趋,虽然目前以电动汽车和混动汽车为主流,但受电池技术的限制,消费者仍期待更长的续航,更环保的能源也成了厂商关注的焦点,因此氢能源汽车和太阳能汽车也开始走入风口。
  • 驾驶员监控系统怎样利用仿真优化 随着驾驶员越来越容易分心、困倦和损伤,驾驶员监控系统(DMS)被认为是预防事故的关键。但是我们是否过度设计了这些系统核心的传感器?
  • 并购还是有机增长?在市场恐惧时中国芯企业/产业资本该 本文将讨论近期巴菲特在目前的金融市场环境中入手台积电,给企业资本和产业资本为整合资源和各地方政府建设半导体产业生态带来的启发。
  • 世界杯接连爆冷VAR技术引关注,电子竞技领域也将拥抱AI 随着2022卡塔尔世界杯的连续爆冷,观众对其VAR(视频助理裁判)的热议甚嚣尘上。除了传统竞技领域中引进了先进技术的支持,另一个正在崛起的电子竞技领域也将拥有高科技电子裁判。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了