顺络电子助力DDR5实现低功耗、高传输速率

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背景

随着AI技术的发展,对于应用于数据中心服务器的DDR存储器提出了新的要求,目前,基于大语言模型(LLM)生成式AI技术的不断发展,它的功能也变得越来越强大,需要实现多模态输入和输出等功能,而为了实现这些功能,AI模型需要越来越多的数据量进行训练,如此庞大的AI工作负载也对内存带宽和容量的需求大幅增长,尤其在AI训练阶段,主内存的容量需求通常需要是GPU内存容量的两倍,并且还有一个额外的需求,就是这部分的主内存也必须有着非常高的带宽。如今,无论是AI PC还是用于大模型应用的AI服务器都在大力推动对DDR5的需求,随着内存市场需求的回暖,内存芯片/PMIC供电芯片及周边电感器件的需求都在全面拉高。

DDR5主要规格变化

那么DDR5究竟有哪些优势,它如何成为未来存储市场的焦点?

过去的十多年,DDR4内存是服务器中常用的标准,然而现代应用的复杂度在不断提升,对计算能力的要求也越来越高。为了提高计算性能,无论是英特尔还是AMD,都将多核CPU视为重点。随着核数增多,实际性能却并非线性增长,限制性能发挥的原因之一,就是单核内存带宽的下降。受限于带宽降低,应用延迟就会增大、性能会降低,为进一步提高内存性能、降低功耗并增强数据完整性,DDR5应运而生。

DDR5是第五代双倍数据率内存技术的缩写。它是计算机系统中用于存储数据的一种高速随机访问内存类型。相对于DDR4,DDR5在供电位置、数据传输速率、功耗、效率转换要求、内存容量主要有如下变化。

1. 供电位置

DDR4:‌DDR4的供电位置主要位于主板的24Pin的主板供电插槽。

DDR5:DDR5内存的供电模组位于内存条的背面 ,DDR5内存条仔DIMM上加入了PMIC电源管理,主要原因是大容量和高速率的DDR5颗粒对电源完整性提出了更高的要求。

2. 数据传输速率

DDR4:‌数据传输速度范围从2133MHz到4266MHz,最高带宽为25.6GB/s。

DDR5:数据传输速度起始于4800MHz,未来有望达到8400MHz,最高带宽达到64GB/s。DDR5的带宽比DDR4提高了近2.5倍,这使得DDR5能够处理更多的数据,提升系统性能。

3. 功耗

DDR4:‌工作电压为1.2V,较低的功耗使其在低功耗设备中表现良好。

DDR5:工作电压进一步降低至1.1V,相比DDR4有更高的能效。DDR5在功耗控制上的改进使其在提供更高性能的同时,能耗更低,有助于延长设备的续航时间。

4. 电压转换效率要求

DDR4:‌在50%峰值电流负载下电压转换效率要求高于90%。

DDR5:在50%峰值电流负载下电压转换效率要求高于92%,更高的效率要求。

5. 内存容量

DDR4:‌内存颗粒的单颗容量最高为16GB

DDR5:内存颗粒的单颗容量最高可达128GB。

JEDEC对DDR5电感要求

针对DDR5的电源管理,JEDEC提出较高的转换效率要求。不同应用场景下,如服务器端的RDIMM/LRDIMM以及客户端的UDIMM/SODIMM,都有不同的PMIC规范要求,其中对Server DDR5电感最高转换效率要求达到92%以上,对Client DDR5电感最高转换效率要求达到90%。

此外,由于DDR5的供电架构也发生了重大变化,由之前的多相大电流集中供电变为双相较小电流分布供电。这一架构变化深刻影响了电感形态,使得电感形态由大尺寸大电流组装式演变为小尺寸薄型化,且具有非常小的损耗要求。


顺络DDR5电感解决方案

为了满足终端客户对DDR5电感的需求,顺络电子推出的低损耗系列产品,WT系列搭配WCX系列方案,实现了高性能、高可靠性和更低成本,为DDR5的推广普及助力。目前顺络电子的DDR5电感方案已经在众多海外PMIC厂家测试认证并通过JEDEC效率标准。

顺络型号

WTHE0420TR47MTY04通过SWA/SWB/SWC单通道测试

WTHE0420T1R0MTY04通过SWD单通道测试

顺络型号WTHE0420TR47MTY27通过SWA/B双向通道测试

▶测试条件:SWA/B双相通道@Vin12V, Vout1.1V, 频率500KHz PMIC 5020:

顺络型号:WTXE0412TR47MT通过SWA通道单相测试

顺络型号:WCX322512AR47MT通过SWA通道单相测试

▶测试条件:测试电流达到6A,测试频率为750KHz

▶测试效率优于JEDEC标准

责编: 爱集微
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