DDR5 vs DDR4，带来哪些提升？

对于新手来说，这已经成为最大的问题之一：哪种类型的内存在DDR4和DDR5的战斗中胜出?当最新的游戏CPU出现DDR4或DDR5内存选项时，这一点变得尤为重要。DDR5的到来为更高的性能水平打开了大门，但早期的生产阵痛导致了短缺和黄牛级别的定价。也就是说，DDR5的价格终于降到了一个类似于正常数量的水平，你需要决定是否值得升级到最好的RAM套件之一。但是，当然，您还必须确定是否有足够大的性能增益来证明升级是合理的。

DDR5带来了许多承诺，但它最重要的卖点之一是它可以为拥有大量内核的处理器提供更高水平的带宽。内存带宽变得越来越重要，因为今天的现代芯片可以达到主流PC的16核，但与有足够时间成熟的硬件相比，新硬件可能会遇到困难，这是常识。例如，第一代DDR4无法与当时最好的DDR3竞争，许多人想知道历史是否会在DDR5上重演。

我们还看到了具有非二进制容量的新内存套件的出现，如48GB和96GB套件，它们在定价和容量方面具有更大的灵活性。

我们将查看下面的细节，看看规格表中DDR4和DDR5之间的差异，然后深入测试，看看每种类型的内存在哪里最有效。

DDR5内存标准向我们承诺了一个更密集的内存棒的未来，这最终等同于系统中更大的内存容量。DDR4止步于16G内存芯片，但DDR5可以使用64G内存芯片。后者还支持芯片堆叠，芯片上最多有8个芯片，这意味着DDR5每个模块最高可以达到2TB。这将适用于带有 LRDIMM的服务器。在主流市场上，DDR5可能会止步于128GB。不过，由于最初的DDR5内存模块使用的是16GB的内存芯片，因此我们在近期内将看到最大32GB的存储容量。

如果我们看一下JEDEC(联合电子设备工程委员会)规范，DDR4数据速率从DDR4-1600到DDR4-3200。因此，很容易将DDR5视为DDR4的延续，因为DDR5从DDR5-3200开始，一直延伸到DDR5-6400。

然而，回顾DDR4时代的开始，DDR4-1600内存从未成为主流。相反，DDR4-2133作为DDR4的基线。DDR5遵循类似的模式。虽然JEDEC指定的数据速率低至DDR5-3200，但许多主流DDR5产品的起点是DDR5-4800。

与上一次从DDR3到DDR4的过渡不同，DDR5没有比它的前身拥有更多的引脚。相反，DDR5保留了288引脚的安排，但引脚不同。因此，缺口的位置已经改变，将有助于防止经验不足的用户试图将DDR5内存模块插入DDR4插槽，反之亦然。不过，这只是一个很小的变化。真正改变游戏规则的是在内存外部看不到的架构层面。

DDR4内存模块支持单个64位通道(如果考虑ECC，则为72位通道)。相比之下，DDR5内存模块配备了两个独立的32位通道(40位ECC)。JEDEC还将突发长度从8个字节(BL8)增加到16个字节(BL16)。如前所述，这些升级可以提高效率并减少数据访问延迟。在双dimm设置中，这种转换实际上将DDR5转换为4 x 32位配置，而不是DDR4上传统的2 x 64位配置。

为了继续推动更好的功率效率，DDR5的工作电压为1.1V，低于DDR4的1.2V。但是，您将在1.1V找到的唯一内存套件符合JEDEC的时序。例如，DDR4的标准工作电压为1.2V，但超频内存套件或时序更紧的高阶内存套件对电压的要求更高。就像我们看到DDR4在1.6V下扩展到DDR4-5000一样，DDR5也可能会爬上电压阶梯。这不是一场竞赛，但1.35V是DDR5迄今为止最高的电压(DDR5-6800)。

英特尔的极限内存配置文件(XMP)扩展与DDR4一起发展，所以现在我们有了XMP的第三次迭代。那么，XMP 3.0有什么变化呢?现在有多达五个XMP配置文件，用户可以修改和保存两个自定义XMP配置文件直接到SPD。

DDR5也标志着电压调节的根本变化。主板不再负责电压调节，因为内存模块有电源管理IC (PMIC)。(服务器级内存12V，主流内存5V)

PMIC 从主板获取 5V 输入并将其转换为电压轨的可用电压，包括 VDD (1.1V)、VDDQ (1.1) 和 VPP （1.8V）。PMIC 有助于改善电压调节和信号完整性并降低噪声。然而，变化是一把双刃剑。DDR5 内存模块上的稳压器有助于降低主板成本和设计复杂性，但最终会将成本转移到内存模块上。这也使得DDR5依赖于PMIC芯片的供应，而持续的PMIC短缺是DDR5供不应求的主要原因。

除了更高的带宽和改进的功耗外，DDR5 还将提供更高的每个内存模块容量。内存密度和银行齐头并进。当您增加密度时，您还必须增加银行的数量以容纳额外的容量。DDR5 采用 32 组结构，分为八组。相比之下，DDR4 的 16 组系统有四个组。每组仍然有四家银行——这一点没有改变。从 16 个库增加到 32 个库可以连续打开更多页面。DDR5 还具有 Same Bank Refresh 功能 (SBRF)，允许它每组刷新一个 bank，而不是所有 bank。 

片上 ECC (ODECC) 是 DDR5 规范的另一个关键特性，但不应将其与标准 ECC 混淆。制造商转向更小的节点以增加内存芯片的密度，而片上 ECC 的工作是纠正这些芯片内部的潜在错误以提高可靠性。不幸的是，这种保护仅限于芯片内部的内存阵列——一旦数据移出 DIMM，数据就会独立存在。片上 ECC 不为传输中的数据提供任何保护，这就是为什么片上 ECC 不是正确的 ECC 实现。

人们可以质疑片上 ECC 的效用，因为当数据通过内存总线传输时，错误会更加突出。此外，片上 ECC 需要额外的容量来存储奇偶校验，这代表了 DDR5 的另一个额外成本（除了 PMIC 之外）。片上 ECC 不是标准 ECC 的替代品，但客户将在服务器或企业环境中同时使用两者。

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