具體來說,DDR5 是從目前主流的DDR4發(fā)展而來。2016年DDR4內(nèi)存在市場中剛剛開始進入主流,廠商們就在籌劃下一代內(nèi)存了,這一規(guī)范主要由三星提出,美光參與。具體性能方面,規(guī)劃中的DDR5從DDR4規(guī)劃的最高頻率——3.2GHz等效頻率起跳,這點在真正確定規(guī)格的時代顯然已經(jīng)過時,所以12代酷睿支持的第一代DDR5標準產(chǎn)品就是4.8GHz的,且6GHz產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)。此外規(guī)劃中的容量為16GB起跳,電壓1.1V,這點與最終確定的DDR5規(guī)格基本一致,現(xiàn)在廠商還特別喜歡提供雙通道套裝(圖1),實際容量就成了32GB雙通道起步了。
具體的方法當然就是更精確的電壓控制,使得每個時鐘周期的數(shù)據(jù)傳輸量(等效傳輸頻率)提升一倍(圖2),為此還加入了很多相關技術,并采用更先進的制程工藝,以保證高頻運行的穩(wěn)定性。
在顯存技術上,GDDR3和更早的顯存可以看作是相應的主內(nèi)存顆粒進行了適當改造后引入到顯卡上的產(chǎn)物。但到了GDDR4時代,因為顯存的更新速度已經(jīng)甩下了主內(nèi)存顆粒,因此開始在GDDR3的基礎上,根據(jù)顯卡、GPU的需求自行發(fā)展,與主內(nèi)存顆粒的差別越來越大。
現(xiàn)在顯存顆粒更偏向于高位寬,可以用更少的顆粒提供足夠帶寬,但在一定程度上犧牲了延遲,尺寸也略大一些。此外顯存顆粒還會盡量提升運行效率,獲得更高的等效頻率,同時降低功耗。例如GDD R5(圖3)的等效頻率可達9Gbps,位寬可達512bit,遠超DDR5。
后來的GDDR 6(圖4)變化更大一些,每個芯片配置了兩條×8/×16通道,電壓下降到1.35V,耗能降低了35%左右,同時針腳(觸點)數(shù)量也比之前的GDDR5X更少,生產(chǎn)、使用都更方便。
所謂的LPDDR 系列,則是(Low Power Double DDR,低功耗DDR內(nèi)存)的簡稱。在LPDDR3及更早的時代,它們的技術、架構也與同代D D R 內(nèi)存基本相同,但使用非常低的電壓等設置,使其功耗大幅降低。不過隨著移動設備,特別是手機的發(fā)展,其核心也特化成了集成內(nèi)存、存儲等部件的SoC(System on Chip,芯片級系統(tǒng)或片上系統(tǒng))。要被集成進小小的SoC(圖5),LPDDR的設計當然也與主內(nèi)存顆粒有了巨大的差別。
還有一種被稱為DDRL的低電壓、低功耗內(nèi)存,曾主要用于筆記本電腦中,它們與LPDDR是沒有關系的,只是更加成熟或工藝更好的DDR主內(nèi)存,可用更低電壓達到需要的頻率而已。例如DDR3的標準電壓為1.5V,而DDR3L(圖6)只需使用1.35V的電壓,同樣可達到1600MHz的等效頻率。
DDR主內(nèi)存、GDDR顯存、LPDDR低功耗內(nèi)存雖然已經(jīng)走出了自己的道路,在頻率、性能、功耗等方面相差越來越大(圖7),但并沒有完全變成不同種類的內(nèi)存。例如當前兩款最新的游戲主機都采用基于AMD Zen2處理器核心+RDNA2顯示核心的主芯片,它們就是將GDDR6作為主內(nèi)存+顯存使用的(圖8),說明架構完全兼容,一些特種PC也完全可以采用類似的配置。