2020年7月，DDR5內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，標(biāo)志著內(nèi)存技術(shù)開(kāi)啟了新的篇章。DDR5以更高的帶寬和性能吸引了廣泛的關(guān)注。與之前的DDR4相比，DDR5的最大優(yōu)勢(shì)在于它顯著降低了功耗，同時(shí)將帶寬提升了一倍。具體來(lái)看，DDR5當(dāng)前發(fā)布協(xié)議的最高速率已達(dá)6.4Gbps，其時(shí)鐘頻率也從1.6GHz增加到了3.2GHz。
 
    當(dāng)我們深入探究DDR5的更多細(xì)節(jié)時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)這一新技術(shù)帶來(lái)了一些額外的技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，DDR5的電源電壓相較于DDR4的1.2V降低了0.1V，達(dá)到了1.1V，雖然較低的電源電壓降低了功耗并延長(zhǎng)了電池壽命，但同時(shí)也帶來(lái)了一些技術(shù)挑戰(zhàn)，比如更容易受到噪聲的干擾，這使得信號(hào)完整性變得更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樾盘?hào)開(kāi)關(guān)時(shí)電壓之間的噪聲余量更少，并可能會(huì)因此影響到設(shè)計(jì)。
 
    DDR5的另一個(gè)重大變化是，與DDR4的電源管理芯片（PMIC）集成在主板上的方式不同，DDR5將電源管理IC（PMIC）從主板上轉(zhuǎn)移到了雙列直插式內(nèi)存模塊（DIMM）上。這使得電源管理、電壓調(diào)節(jié)和上電順序在物理上更接近模塊上的存儲(chǔ)器件，這也有助于確保電源完整性（PI），并增強(qiáng)對(duì)PMIC運(yùn)行方式的控制。
 
    此外，在數(shù)據(jù)位總數(shù)保持不變的情況下，DIMM的通道數(shù)從1個(gè)通道增加到2個(gè)通道也是一個(gè)重要的進(jìn)步，通過(guò)將數(shù)據(jù)分成兩個(gè)較窄的通道傳輸，可以更有效地生成和分配時(shí)鐘信號(hào)，從而來(lái)改善信號(hào)完整性。
 
    顯然，DDR5標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)也考慮到了信號(hào)完整性問(wèn)題，將PMIC轉(zhuǎn)移到模塊中也會(huì)發(fā)揮相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。然而，設(shè)計(jì)人員仍然需要考慮兼顧電源影響的信號(hào)完整性的整體效應(yīng)。如上文所述，DDR5具有高達(dá)6.4Gbps的數(shù)據(jù)速率和3.2GHz系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，電源噪聲在這種高速操作中可能會(huì)引發(fā)更明顯的問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性造成影響。如果分別進(jìn)行電源完整性和信號(hào)完整性分析，就可能會(huì)遺漏電源噪聲引起的問(wèn)題。
 
    因此，要想充分發(fā)揮DDR5的性能，必須在系統(tǒng)的所有關(guān)鍵點(diǎn)包括芯片、封裝和PCB進(jìn)行兼顧電源影響的信號(hào)完整性分析。但是，進(jìn)行這種層面的分析是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，它對(duì)底層計(jì)算平臺(tái)如用于仿真分析的硬件、軟件工具都有很高的要求，也會(huì)使得總體的設(shè)計(jì)時(shí)間變得更長(zhǎng)，增加了設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜性。


本文關(guān)鍵詞：DDR5

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