DDR5 的到來為更高水平的性能打開了大門，但早期的生產(chǎn)痛苦導致了短缺和黃牛級的高昂定價。也就是說，DDR5 的定價最終會降到一個合理的水平，當這種情況發(fā)生時，您需要確定是否值得升級到可用的最佳 RAM套件之一。當然，您還必須確定是否有足夠大的性能提升來證明升級是合理的。
DDR5 有許多提升，但它最大的賣點之一是它可以為具有大量內核的處理器提供更高級別的帶寬。內存帶寬變得越來越重要，因為當今的現(xiàn)代芯片可以達到主流 PC 的 16 個內核，但與已經(jīng)有足夠時間成熟的硬件相比，新硬件可能會掙扎，這是常識。例如，第一代 DDR4 無法與當時最好的 DDR3 競爭，許多人懷疑 DDR5 是否會重演歷史。
我們將在下面列出詳細信息以查看規(guī)格表上的差異，然后深入測試以了解每種類型的內存在哪里最有效。
DDR5 與 DDR4 規(guī)格
DDR5 內存標準向我們承諾了更密集內存條的未來，這最終等同于您系統(tǒng)中更多的內存容量。DDR4 停在 16 Gb 內存芯片，但 DDR5 最多可以使用 64 Gb 內存芯片。后者還支持芯片上最多 8 個芯片的芯片堆疊，這意味著 DDR5 最高可以達到每個模塊 2TB。這將適用于配備 LRDIMM 的服務器。在主流市場上，DDR5 可能會停在每棒 128GB 的水平。不過，這種密度仍然遙遙無期，因為最初的 DDR5 內存模塊使用 16 Gb 內存芯片，因此我們將能在短期內看到 32GB 的最大容量。
如果我們查看 JEDEC（聯(lián)合電子設備工程委員會）規(guī)范，DDR4 數(shù)據(jù)速率范圍從 DDR4-1600 到 DDR4-3200。因此，很容易將 DDR5 視為 DDR4 的延續(xù)，因為 DDR5 標準從 DDR5-3200 開始一直延伸到 DDR5-6400。
然而，回顧DDR4時代的早期，DDR4-1600內存從未成為主流。相反，DDR4-2133 作為 DDR4 的基準。DDR5 遵循類似的模式。盡管 JEDEC 指定的數(shù)據(jù)速率低至 DDR5-3200，但許多（如果不是全部）主流 DDR5 產(chǎn)品的起點是 DDR5-4800。
與之前從 DDR3 到 DDR4 的過渡不同，DDR5 的引腳數(shù)并不比其前身多。取而代之的是，DDR5 仍然保留了 288 針的排列，但針腳不同。因此，凹槽的位置發(fā)生了變化，將有助于防止經(jīng)驗不足的用戶嘗試將 DDR5 內存模塊插入 DDR4 插槽，反之亦然。不過，這只是一個很小的變化。真正的游戲規(guī)則改變者位于您在 DIMM 外部看不到的架構級別。
DDR4 內存模塊具有單個 64 位通道（如果考慮 ECC，則為 72 位）。相比之下，DDR5 內存模塊配備了兩個獨立的 32 位通道（40 位帶 ECC）。JEDEC 還將突發(fā)長度（burst length ）從 8 字節(jié) (BL8) 增加到 16 字節(jié) (BL16)。上述升級提高了效率并減少了數(shù)據(jù)訪問延遲。在雙 DIMM 設置中，這種轉換本質上將 DDR5 轉換為 4 x 32 位配置，而不是 DDR4 上的傳統(tǒng) 2 x 64 位配置。
為了繼續(xù)推動更高的能效，DDR5 的工作電壓為 1.1V，低于 DDR4 的 1.2V。但是，您會在 1.1V 電壓下找到的唯一內存套件符合 JEDEC 的時序。例如，DDR4 的標準工作電壓是 1.2V，但是超頻的內存套件或具有更嚴格時序的更高分檔的內存套件對電壓的要求更高。就像我們看到 DDR4 在 1.6V 下擴展到 DDR4-5000 一樣，DDR5 也可能會爬升電壓階梯。這不是比賽，但 1.35V 是迄今為止 DDR5 的最高電壓 (DDR5-6800)。 英特爾的極限內存配置文件 (XMP) 擴展與 DDR4 一起發(fā)展，所以現(xiàn)在我們有了 XMP 的第三次迭代。那么，XMP 3.0 發(fā)生了什么變化？嗯，現(xiàn)在最多有五個 XMP 配置文件，用戶可以修改兩個自定義 XMP 配置文件并將其直接保存到 SPD 上。
DDR5 也標志著電壓調節(jié)的根本變化。主板不再負責電壓調節(jié)，因為內存模塊有自己的電源管理 IC (PMIC)。（服務器級 DIMM 為 12V，主流 DIMM 為 5V。）
PMIC 從主板獲取 5V 輸入并將其轉換為電壓軌的可用電壓，包括 VDD (1.1V)、VDDQ (1.1) 和 VPP (1.8V)。PMIC 旨在改善電壓調節(jié)和信號完整性以及降低噪聲。然而，改變是一把雙刃劍。在 DDR5 內存模塊上安裝穩(wěn)壓器有助于降低主板成本和設計復雜性，但最終會將成本轉移到內存模塊上。這也使得DDR5依賴于PMIC芯片的供應，而持續(xù)的PMIC短缺是DDR5一片難求的主要原因。
除了更高的帶寬和更高的功耗之外，DDR5 還將提供更高的每個內存模塊容量。內存密度和 bank 齊頭并進。當您增加密度時，您還必須增加bank的數(shù)量以容納額外的容量。DDR5 基于 32-bank 結構，分為八組。相比之下，DDR4 的 16-bank 結構分為四組。每組仍然有個bank，這沒有改變。從 16 個bank增加到 32 個bank，可以連續(xù)打開更多的頁面。DDR5 還具有相同bank刷新功能（SBRF：Same Bank Refresh function），允許它每組刷新一個庫而不是所有bank。
片上 ECC (ODECC) 是 DDR5 規(guī)范的另一個關鍵特性，但不應與標準 ECC 混淆。制造商轉向更小的節(jié)點以增加存儲芯片的密度，而片上 ECC 的工作是糾正這些芯片內部的潛在錯誤以提高可靠性。但是，保護僅限于芯片內的內存陣列——一旦數(shù)據(jù)移出 DIMM，數(shù)據(jù)就會自行存儲。片上 ECC 不為傳輸中的數(shù)據(jù)提供任何保護，這就是片上 ECC 不是真正的 ECC 實現(xiàn)的原因。
人們可能會質疑片上 ECC 的效用，因為當數(shù)據(jù)通過內存總線傳輸時，錯誤更為突出。此外，片上 ECC 需要額外的容量來存儲奇偶校驗，這意味著 DDR5 的另一個額外成本（除了 PMIC）。顯然，片上 ECC 不是普通 ECC 的替代品，但兩者將在服務器或企業(yè)環(huán)境中統(tǒng)一使用。
在 DDR 的發(fā)展過程中，我們看到一些制造商在某些主板上提供了新舊 RAM 支持的組合。在過去，找到同時支持 DDR 和 DDR2 的主板并不罕見。我們看到了 DDR2 和 DDR3，甚至 DDR3 和 DDR4 的相同趨勢。但是，由于電壓調節(jié)轉移到 DIMM，我們不希望看到用于 DDR5 的混合主板。這兩種技術要在單個主板上和諧共存，實在是太復雜了。
現(xiàn)代 DDR4 16GB 內存模塊可采用單列 (1Rx8) 或雙列 (2Rx8) 設計，分別帶有 16 吉比特和 8 吉比特 IC。相反，DDR5 16GB 內存模塊僅采用 16 GB 芯片的單列布局。因此，我們將單列 32GB (2x16GB) DDR5 內存與等效的單列 32GB (2x16GB) DDR4 內存套件進行了比較。
我們在 JEDEC 時序下測試了不同的標準數(shù)據(jù)速率，包括 DDR4-2133、DDR4-3200 和 DDR5-4800。如您所知，JEDEC 為每個數(shù)據(jù)速率（A、B 和 C）使用三個不同的 bin。對于我們的測試，我們選擇了中間立場。DDR4-2133 為 15-15-15，DDR4-3200 為 22-22-22，DDR5-4800 為 40-40-40。
與基準相比，DDR5-4800 C40 提供的帶寬比 DDR4-2133 C15 高 112%，比 DDR4-3200 C22 高 46%。與 DDR4-4000 C16 相比，DDR5-4800 C40 有 19% 的優(yōu)勢。DDR5-6400 C36 是同類產(chǎn)品中最好的配置——它比 Sandra 2021 達到 100 GBps 大關僅差 26.43 GBps。
雖然 DDR5 的帶寬大大提高，但延遲卻變得更糟。這是意料之中的，因為 DDR5 的時序更寬松。即使是普通的 DDR4-2133 C15 也比 DDR5-4800 C40 快 5%。比DDR4-3200 C22 更是躍升17%。