Комитет стандартизации полупроводниковой продукции (JEDEC) принял новый стандарт памяти JESD239 Graphics Double Data Rate (GDDR7) SGRAM. Микросхемы памяти GDDR7 обеспечат вдвое большую пропускную способность по сравнению с GDDR6 —до 192 Гбайт/с на чип, что должно удовлетворить спрос на скоростную память не только в игровом сегменте, но и на рынке высокопроизводительных вычислений и ИИ.

Источник изображения: Samsung

Стандарт JESD239 GDDR7 является первым стандартом JEDEC для памяти DRAM, в котором используется технология интерфейса импульсно-амплитудной модуляции (PAM) для высокочастотных операций. В GDDR7 используется версия PAM3, которая улучшает соотношение сигнал/шум (SNR) для работы на высоких частотах, одновременно повышая энергоэффективность модулей памяти. Благодаря использованию трёх уровней (+1, 0, -1) для передачи трёх битов за два цикла по сравнению с традиционным интерфейсом NRZ (без возврата к нулю), где реализована передача двух битов за два цикла, PAM3 обеспечивает более высокую скорость передачи данных за один цикл, что приводит к улучшению производительности.

Другими особенностями памяти GDDR7 являются:

• независимые от ядра шаблоны тренировки LFSR (регистр сдвига с линейной обратной связью) и счетчики ошибок для повышения точности и сокращения времени тренировки;
• удвоение числа независимых каналов с двух до четырёх по сравнению с GDDR6;
• поддержка плотности чипов от 16 до 32 Гбит, включая поддержку двухканального режима для удвоения пропускной способности системы;
• удовлетворение потребности рынка в надёжном, доступном и удобном в обслуживании решения за счёт внедрения новейших функций обеспечения целостности данных, включая ECC на кристалле (ODECC) с отчётами об ошибках в реальном времени, проверкой данных, проверкой ошибок и очисткой, а также чётности адресов команд с блокировкой команд (CAPARBLK).

В пресс-релизе JEDEC отмечается, что ведущие производители памяти, включая Micron, Samsung и SK hynix, а также компании AMD и NVIDIA, выпускающие продукты на основе их решений, выразили интерес к новому стандарту памяти GDDR7.

Комитет по стандартизации полупроводниковой продукции JEDEC официально принял новый стандарт модулей оперативной памяти для ноутбуков, получивший название CAMM2. Принятие нового стандарта модулей ОЗУ организацией JEDEC означает, что он почти наверняка будет широко использоваться в будущих ноутбуках, постепенно заменяя старый формфактор SO-DIMM, который используется в лэптопах уже более двух десятилетий.

Источник изображений: Dell

Стандарт памяти CAMM или Compression Attached Memory Module начался как проприетарная разработка компании Dell для её ноутбуков Precision 7670. Основным преимуществом CAMM над стандартными модулями SO-DIMM является их компактность и более высокая плотность памяти. По словам Dell, модули CAMM до 57 % тоньше, чем четыре планки памяти SO-DIMM, установленные в стандартные слоты. Кроме того, в формате CAMM можно создавать модули со скоростью выше 6400 МГц, что является ограничением для привычных модулей SO-DIMM.

Изначальная проприетарная природа формата CAMM делала его менее универсальным по сравнению с модулями SO-DIMM. В отличие от последних, которые выпускаются множеством производителей, Dell изначально планировала выпускать модули CAMM самостоятельно и предлагать их в качестве варианта для апгрейда. Этот вопрос удалось решить с принятием стандарта CAMM2 организацией JEDEC, которая занимается стандартизацией оперативной памяти.

Спецификации CAMM2 приняты в двух вариантах: один для памяти DDR5, другой — для энергоэффективной LPDDR5(X). Примечательно, что CAMM2 делает возможным использование LPDDR5(X) в виде съёмных модулей — пока что эту память можно встретить только в распаянном на материнские платы виде. В пресс-релизе JEDEC указано, что модули CAMM2 DDR5 предназначены для производительных ноутбуков и обычных настольных ПК. В свою очередь память CAMM2 LPDDR5/5X предназначена для более широкого спектра ноутбуков и определенных сегментов рынка серверов. Разъёмы для CAMM2 DDR5 и CAMM2 LPDDR5/5X отличаются друг от друга, поэтому планки памяти невзаимозаменяемые.

Ещё одно преимущество модулей CAMM2 над обычными SO-DIMM заключается в том, что для активации двухканального режима работы памяти CAMM2 не требуется наличие двух модулей ОЗУ. Один модуль CAMM2 может поддерживать два канала памяти, что обеспечивает большую пропускную способность памяти для CPU и встроенной графики для повышения производительности. Память SO-DIMM может поддерживать только один модуль памяти на канал. В то же время JEDEC отмечает, что также запланированы одноканальные модули памяти CAMM2. Модули CAMM2 могут выпускаться в объёмах до 128 Гбайт.

Весьма вероятно, что поначалу модули CAMM2 будут значительно дороже обычных планок SO-DIMM из-за новизны стандарта. А производителям устройств потребуется некоторое время чтобы полностью отказаться от использования привычных модулей SO-DIMM. Однако CAMM2 обладает всем необходимым потенциалом однажды стать полной заменой привычных модулей ОЗУ для ноутбуков и других мобильных устройств.

Компания AMD и ассоциация JEDEC ведут разработку нового стандарта оперативной памяти DDR5 в виде MRDIMM-модулей. Это модули DIMM с многоранговой буферизацией, которые должны удвоить пропускную способность по сравнению со стандартными модулями DDR5 DRAM. Такая память в перспективе будет применяться в серверных решениях.

Источник изображения: Tom's Hardware

Необходимость во всё большем объёме оперативной памяти особенно актуальна для серверного направления. Однако простое добавление дополнительных слотов памяти на материнскую плату приведёт к увеличению размеров систем. Использование технологий вроде распаянной высокопроизводительной памяти HBM — дорого и масштабируется только до определённого объёма памяти. Для решения проблемы инженеры JEDEC при поддержке AMD ведут разработку нового стандарта памяти MRDIMM.

Концепция MRDIMM заключается в объединении двух модулей DDR5 и одновременном использовании обоих рангов. Например, при объединении таким образом двух модулей DDR5 со скоростью 4400 МТ/с, на выходе получится 8800 МТ/с. По словам разработчиков, для этого используется специальный буфер данных или мультиплексор — он объединяет все ранги и преобразовывает два DDR (Double Data Rate — удвоенная скорость передачи данных) в один QDR (Quad Data Rate — четырёхкратная скорость передачи данных).

По сути, представленная технология может заменить собой Compute Express Link (CXL) или High Bandwidth Memory (HBM). При этом она является более универсальным решением для увеличения эффективности подсистемы памяти, нежели указанные выше методы. Сначала планируют представить версию Gen 1 с возможностью работы на скорости 8800 МТ/с, затем будут представлены версии Gen 2 на 12 800 МТ/с. В более отдалённой перспективе, возможно, после 2030 года, будет представлена версия памяти MRDIMM Gen 3 со скоростью передачи данных 17 600 МТ/с.

Источник изображения: SK hynix

Следует отметить, что у компании SK hynix есть аналогичное решение в виде памяти MCRDIMM (на изображении выше), которое она разработала при поддержке Intel и Renesas. С помощью специального чипа, разработанного Renesas и выступающего в роли буфера данных, SK hynix обеспечила возможность одновременно задействовать два ранга памяти (чипы с обеих сторон модуля) для увеличения ширины канала данных до 128 бит вместо привычных 64 бит. Однако такие решения станут доступны на рынке не ранее 2024–2025 годов, когда появятся новые поколения серверных платформ.

Комитет по стандартизации полупроводниковой продукции JEDEC ведёт разработку спецификаций для нового формата модулей оперативной памяти CAMM для ноутбуков. В перспективе новый формат модулей ОЗУ заменит привычные планки оперативной памяти SO-DIMM, которые используется производителями лэптопов последние 25 лет.

Источник изображений: Dell

Разработчиком формата CAMM (Compression Attached Memory Module) является компания Dell и её старший инженер Том Шнелль (Tom Schnell), который, к слову, также входит в комитет JEDEC. Компания Dell представила новый формат памяти в своих прошлогодних моделях ноутбуков Precision 7770 и Precision 7670.

Представленный Dell модуль DDR5 Dell CAMM объёмом 128 Гбайт

По словам Dell, модули памяти CAMM до 57 % тоньше, чем четыре планки памяти SO-DIMM, установленные в стандартные слоты. Новые модули будут предлагаться как в виде одноранговых (чипы памяти с одной стороны), так и в виде двухранговых (чипы памяти с двух сторон) вариантов. Двухранговые модули предложат объём до 128 Гбайт. Использование памяти CAMM позволит экономить пространство в ноутбуках и использовать его, например, для более производительных комплектующих и более эффективных систем охлаждения с сохранением компактности самих устройств.

По словам Шелла, переход на стандарт памяти CAMM может оказаться полезным также с точки зрения формальных ограничений привычных модулей ОЗУ SO-DIMM, которые могут работать только на частоте до 6400 МГц. Новый формат памяти позволит преодолеть это ограничение и создавать более скоростные планки оперативной памяти.

Изначально формат CAMM был неправильно воспринят СМИ в качестве проприетарного стандарта Dell для оперативной памяти. Компания же никогда не собиралась позиционировать его в качестве некоего уникального варианта ОЗУ, который будет применяться только в её ноутбуках, тем самым вынуждая владельцев этих лэптопов при необходимости расширения объёма доступной памяти покупать модули большей ёмкости только у Dell. Компания хочет, чтобы этот формат памяти был открытым и использовался всеми производителями ноутбуков.

Иллюстрация показывает сложность пути передачи сигналов к CPU от модулей памяти SO-DIMM (слева) и более простой канал передачи сигналов у памяти CAMM (справа)

По словам Тома Шелла, около 20 компаний уже выразили интерес к новому формату мобильной оперативной памяти. Сейчас JEDEC занимается разработкой официальных спецификаций для модулей CAMM. В них будут учитываться предложения Dell, но поскольку разработка стандарта ещё не завершена, его окончательный вариант может в некоторой степени отличаться от того, что Dell представила в прошлом году.

«Мы единодушно приняли спецификации CAMM версии 0.5. В 2023 году JEDEC планирует закончить версию CAMM 1.0. Ноутбуки с новой ОЗУ CAMM могут появиться на рынке в следующем году», — прокомментировал Шелл в разговоре с порталом PCWorld.

Всего в JEDEC зарегистрировано 332 компании, которые в том или ином виде используют принятые организацией спецификации различных видов оперативной памяти. Таким образом у JEDEC и Dell ещё будет время для того, чтобы убедить других производителей перейти на использование нового формата памяти CAMM.

По мнению Шелла, формат CAMM, скорее всего, приобретёт массовый характер использования с выходом памяти стандарта DDR6. Однако его также можно будет использовать с памятью типа LPDDR6, что позволит создать с ней сменные модули. Напомним, что память LPDDR характеризуется сниженным энергопотреблением по сравнению с обычными модулями ОЗУ и, как правило, применяется в более компактных и тонких ноутбуках, а также в смартфонах и планшетах в виде распаянных на материнской плате чипов памяти DRAM. По словам Шелла, версии модулей CAMM в той или иной степени смогут воспользоваться преимуществами производительности энергоэффективной памяти LPDDR, но в виде заменяемых и обновляемых модулей.