V novinkách o operačních pamětech se většinou píše o nadšeneckých a hráčských modulech s vysokými frekvencemi, méně často o samotných čipech DRAM, z nichž jsou složené. Právě na ně se ale teď podíváme. Samsung, který je největší výrobce operačních pamětí DRAM (DDR4, DDR5 a mobilní verze), teď představil své plány a roadmapu pamětí DDR5 naznačující, kam se paměti v počítačích během následujících let posunou.
1 TB v jednom DIMMu pro servery za rok a půl
Samsung oznámil, že firma připravuje paměťové moduly DDR5, které budou mít kapacitu 1 TB, a dosáhnou tak nové mety v celkové kapacitě dosažitelné v počítačích. Respektive, v serverech, protože toto budou moduly typu registered (LR-DIMM) s bufferem. Ty bohužel nelze používat na běžné desktopové platformě. Tyto moduly se podle Samsungu začnou prodávat koncem roku 2023, nebo na začátku roku 2024.
V serverech ovšem tímto naroste možná kapacita až na 16 TB v jednosocketovém a 32 TB v dvousocketovém systému, pokud mají procesory osmikanálový řadič a každý 16 slotů DIMM, což bude mít budoucí platforma Intel Xeon „Sapphire Rapids“. Pokud by se použila přicházející platforma AMD Epyc 7004 „Genoa“ (s architekturou Zen 4) s 12kanálovým řadičem a 24 sloty na procesor, pak by měly být možné kapacity RAM 24 TB a 48 TB pro 2S server. Otázka je, zda se to všechno vejde na jednu desku.
Tyto moduly budou založené na čipech DDR5 s kapacitou 32 Gb (kapacita se tradičně udává v gigabitech, jsou to tedy čtyři gigabajty), které se teď chystají do výroby. Pro výrobu terabajtového modulu bude nutné použít těchto čipů celých 256 (ve skutečnosti to bude víc kvůli ECC). Samsung ale využije pokrok v pouzdření čipů DRAM do jednoho pouzdra BGA. Zatímco u DDR4 se obvykle takto sbalily do jednoho čtyři čipy, u DDR5 se využije ztenčení jak samotných křemíkových čipů, tak prostoru mezi nimi. Do jednoho pouzdra BGA s výškou 1 mm se takto vejde osm 32Gb čipů.
Pokročilé pouzdření pamětí DDR5 od Samsungu (zdroj: Samsung, via: Tom's Hardware)Jedno takové pouzdro na modulu LR-DIMM bude mít kapacitu 32 GB a pro kapacitu 1 TB jich bude třeba 32. Ve skutečnosti moduly pro servery budou ovšem mít 40 pouzder kvůli redundanci, aby podporovaly ECC. Je to 320 čipů DRAM, takže si asi dokážete představit, že cena bude dost vysoká.
Nicméně půjde o standardní RAM bez nutnosti nějak přizpůsobovat software a používat speciální firmware a procesory, jako by to bylo třeba, pokud by provozovatel serveru chtěl velkou kapacitu RAM nahradit moduly Optane DC Persistent Memory s pamětí 3D XPoint. Ty měly maximální kapacitu jen 512 GB, takže Intel by musel patrně také zvýšit jejich kapacity, aby zůstaly atraktivní alternativou. Je otázka, zda byla firma schopná či ochotná škálovat kapacitu modulů Optane DC Persistent Memory ve stejném nebo vyšším tempu jako výrobci DRAM zvyšují kapacitu svých čipů. Na rozdíl od Intelu je to pro ně snazší, protože jednoduše využívají stejné čipy, jaké vyvíjí pro celý trh PC. Na tomto zvyšování kapacit pamětí DDR5 tak možná vidíme, proč Intel postupně utlumil a nedávno oficiálně ukončil celý projekt paměti 3D XPoint. Soutěžit kapacitou a cenou s DRAM možná nebylo až tak jednoduché, jak se původně zdálo.
Tip: Intel oficiálně láme hůl nad Optane a pamětí 3D XPoint: další vývoj i celá divize jsou zrušené
2TB a 4TB moduly během dalšího vývoje DDR5
Zvyšování kapacit RAM přitom bude pokračovat i dál. Specifikace DDR5 počítají s tím, že by se daly vyrábět pouzdra s dokonce 16 vrstvami čipů DRAM, což by serverové moduly dostalo dokonce na kapacitu 2 TB na jeden kus. Mimochodem, DDR5 také počítá s eventuálním zvětšením kapacity jednotlivého čipu DRAM na 64 Gb. To by pak umožnilo další zdvojnásobení až na 4TB serverové moduly. Takto velké moduly zatím ve veřejných roadmapách firem sice nejsou, ale plány na ně nejspíš existují.
Mainstreamová PC budou mít možnost osadit 256 GB operační paměti
Kromě serverů ale 32Gb čipy samozřejmě přinesou pokrok i do obyčejných klientských PC. V desktopových PC, kde tradičně mají procesory dvoukanálový řadič a desky se čtyřmi sloty DIMM, bude díky tomuto možné mít až 256 GB RAM. Jednoduché jednostranné (single-rank) moduly s osmi 32Gb čipy totiž dosáhnou na kapacitu 32 GB a ty s 16 čipy (dual-rank) budou mít kapacitu 64 GB na jeden modul. Tyto kapacity by možná mohly být dosažitelné i u modulů SO-DIMM pro notebooky používající paměti DDR5.
Slajd Samsungu k roadmapě pamětí DDR5 (zdroj: Samsung, via: Tom's Hardware)Levné 32GB moduly
První produkty Samsungu používající 32Gb čipy mají zřejmě být právě klientské „unbuffered“ moduly, ovšem s kapacitou jen 32 GB. Půjde tedy o ony osmičipové jednostranné moduly. To by mohlo ale také znamenat, že cena těchto 32GB modulů bude moci být nižší než u dnešních 32GB modulů vyráběných z šestnácti 16Gb čipů. Nicméně další výrobci nakupující čipy DRAM od Samsungu (a později i Samsung) by měli mít možnost vyrábět 64GB dvoustranné varianty krátce nato.
Vedle kapacit budou také růst rychlosti. Čipy DDR5 první generace mají oficiálně rychlost 4800 MHz při napětí 1,1 V, byť pro desktopová PC se většinou prodávají přetaktované na vyšším napětí. Tuto základní frekvenci, která je standardní dle specifikace JEDEC, by měl Samsung v příští generaci zvednout na 5200 až 5600 MHz efektivně při 1,1 V. A to by mělo umožnit navýšit frekvence i na přetaktovaných modulech, takže by se mohly více rozšířit XMP moduly dosahující se zvýšeným napětím rychlosti až nad 7 GHz (efektivně).
Výhledově se očekává, že tato standardní JEDEC frekvence doleze až na 7200 MHz při 1,1 V (takže OC moduly by pak mohly běhat až někde nad hranicí „10 GHz“ neboli DDR5-10000). Takové čipy ale Samsung plánuje mít až zhruba v roce 2025.
Slajd Samsungu k roadmapě pamětí DDR5 (zdroj: Samsung, via: Tom's Hardware)24Gb čipy pro lepší odstupňování kapacit
Vedle 32Gb a 16Gb čipů má ovšem Samsung v portfoliu také prostřední kapacitu 24 Gb (3 GB) – což není novinka, víme o nich už nějakou dobu. Tyto čipy dovolí větší pružnost v kapacitě RAM, protože pro PC bude možné vyrábět 24GB a 48GB moduly.
Možná větší význam to ale bude mít v serverech. Tam totiž binární škálování kapacit vytváří hodně velké skoky v kapacitě a také v pořizovacích nákladech. Pokud byste například pořizovali server s oním Epycem 7004 Genoa s 12kanálovým řadičem, mohli byste si normálně vybírat mezi kapacitami 96, 192, 384 GB a tak dále. Pokud by například 384 GB nestačilo pro vaše úlohy, museli byste skočit až na 768 GB. Použití modulů založených na 24Gb čipech přidává nové možnosti, zde tedy 144, 288, 576 GB (bude samozřejmě záležet i na tom, jak široká bude nabídka modulů s těmito „lichými“ kapacitami a zda budou ke koupi i LR-DIMMy s vysokými kapacitami).
Zdroj: Tom's Hardware
ČLÁNKY DO MAILU