Il futuro delle memorie di sistema: lo standard DDR4

Il futuro delle memorie di sistema: lo standard DDR4

Il debutto della prossima generazione di memorie DDR4 non avverrà prima del 2012, ma già ora sono disponibili alcuni elementi che aiutano a meglio capire quali evoluzioni porterà questo nuovo standard, capace sulla carta di frequenze sino a 4.266 MHz

di Paolo Corsini pubblicato il nel canale Memorie
 

Lo standard DDR4

Il futuro delle memorie DDR per sistemi, sia desktop come server, è stato anticipato in occasione del MemCon Tokyo 2010, tenutosi nella città giapponese nelle scorse settimane e del quale siamo venuti a conoscenza grazie a questo articolo pubblicato sul sito PC Watch. Le informazioni emerse permettono di delineare quello che sarà lo scenario di mercato con la presentazione e disponibilità di moduli DDR4, attesi sul mercato non prima del 2015 per quanto riguarda la commercializzazione in volumi elevati.

A quando i primi sample di sistemi con memoria DDR4? Pare possibile che già tra 2011 e 2012 le prime soluzioni basate su questa tecnologia possano venir rese disponibili sul mercato, benché come per tutti gli standard legati alle memorie sarà necessario attendere alcuni anni prima di avere una diffusione di massa. Possiamo quindi prevedere che il 2012 sarà l'anno di disponibilità dei primi sample abbinati a piattaforme desktop di fascia alta, la prima tipologia di sistemi che vede l'utilizzo di nuove tecnologie per la memoria.

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Le memorie DDR3 verranno progressivamente sostituite da quelle DDR4 nei prossimi anni per le stesse motivazioni alla base delle precedenti evoluzioni tecnologiche tra gli standard delle memorie DRAM: la ricerca di più elevate prestazioni velocistiche, con un progressivo aumento della frequenza di clock. JEDEC, l'istituto che si occupa di ratificare i vari standard legati alle memorie, ha sino ad ora standardizzato le memorie DDR3 sino alla frequenza di clock di 1.600 MHz; nel corso dei prossimi anni vedremo questo standard spingersi sino alla frequenza di clock di 2.133 MHz quale limite superiore, soglia dalla quale partirà la diffusione dei moduli DDR4. Le prime informazioni sulla tecnologia DDR4, divulgate negli scorsi mesi, avevano indicato una frequenza di clock d'ingresso pari a 1.600 MHz, con un picco massimo rappresentato da 3.200 MHz prima di un passaggio ad un successivo standard. L'evoluzione delle memorie DDR3, nonché la domanda da parte dei produttori di uno standard DDR3 superiore ai 1.600 MHz di clock, ha fatto slittare verso l'alto la roadmap tecnologica per lo standard DDR4 sino a 4.266 MHz di picco previsto al termine dell'evoluzione tecnologica.

La principale innovazione implementata nello standard DDR4 riguarda il raddoppio dei prefetch per ciclo di clock, che dovrebbero passare dagli attuali 8bit sino a 16bit; questo implica che per raggiungere le frequenze di clock massime superiori a 4 GHz previste per questo standard la frequenza di clock interna delle celle memoria dovrà scalare come attualmente per i moduli DDR3.

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Un incremento nella frequenza di clock delle memorie implica anche un aumento del consumo; per questo motivo l'arrivo sul mercato di un nuovo standard per le memorie DRAM ha sempre implicato l'utilizzo di una tensione di alimentazione inferiore. Lo standard DDR3 ha debuttato, secondo le specifiche JEDEC, a 1,5V di tensione scendendo successivamente a 1.35V e a 1.25V con successive specifiche per i moduli a basso consumo utilizzati in ambito server.

Dinamica simile verrà seguita anche dai moduli DDR4, che verranno inizialmente fornite con una tensione di 1.2V scendendo successivamente a 1.1V sino a 1.05V con frequenze di clock che raggiungeranno i 4.266 MHz. Una tensione così ridotta, abbinata ad una frequenza molto elevata, implicherà per le prime memorie DDR4 a tensione di 1.2V un valore di consumo complessivo pari per moduli DDR4-2133 a quelli DDR3-1600; prendendo quale riferimento lo standard DDR3-2133 saranno i moduli DDR4-3200 ad avere un livello di consumo comparabile.

Soprattutto con le prime specifiche DDR4 con tensione di alimentazione di 1.2V i valori di consumo di ciascun modulo memoria potrebbero creare alcuni limiti all'utilizzo delle versioni da clock più elevato, nel momento in cui i moduli verranno abbinati a sistemi server con elevate dotazioni di memoria complessiva. In ambito server, infatti, il contenimento dei consumi anche dei moduli memoria è elemento di fondamentale importanza: ricordiamo ad esempio le difficoltà incontrate da Intel con le memorie Fully Buffered Dimm, capaci di assicurare funzionamento con molti moduli memoria contemporaneamente ma che complice il buffer interno hanno sempre avuto consumi molto più elevati delle memorie DDR2. Differenze di pochi Watt tra una tecnologia di memoria e l'altra, per singolo modulo memoria, divengono estremamente importanti nel momento in cui si utilizzano all'interno di un server un elevato quantitativo di moduli memoria per raggiungere una capacità complessiva allineata alle esigenze di elaborazione; in un contesto come quello attuale che vede i costi di alimentazione e raffreddamento delle soluzioni server incidere in modo crescente un risparmio anche di pochi Watt per ogni singolo modulo memoria rappresenta un'importante conquista per l'IT manager.

 
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