為你的設計正確選擇DDR5 DIMM類型- 電子工程專輯

選RDIMM或LRDIMM？ 如圖1所示，RDIMM具備暫存時脈驅動器(registering clock driver，RCD)；RCD從主機記憶體控制器 ... 【9/15實體展會】迎接智造台灣新時代！ 早鳥福利來襲：報名領取USB雙孔快充！>>登入 註冊 聯繫 首頁 新聞 TechRoom 產品新知 網通技術 電源技術 控制技術 可程式邏輯技術 處理器技術 感測器/MEMS技術 EDA/IP技術 光電技術 儲存技術 介面技術 無線技術 製造技術 放大/轉換技術 嵌入式系统 測試/量測技術 資源 資料下載 申請中心 線上研討會 小測驗 影音 視訊 OnAir 研討會與活動 EEAwardsAsia 特別報導 綠色工程開創永續未來 雜誌 各期雜誌線上看 2022年9月雜誌 編輯計劃表 訂閱雜誌 論壇 X 首頁»記憶體/模組»為你的設計正確選擇DDR5DIMM類型 為你的設計正確選擇DDR5DIMM類型 作者:DougDaniels，EEWeb特約作者 類別:記憶體/模組 2019-04-22 (0)評論 伺服器/系統設計師可能正在傷腦筋的問題是，在暫存器DIMM與低負載DIMM之間該如何取捨？ 下一代DDR5緩衝記憶體晶片呼之欲出，伺服器和系統設計人員將很快會將DDR5伺服器雙列直插記憶體模組(DIMM)導入他們的新設計，但伺服器/系統設計師可能正在傷腦筋的問題是，在暫存器DIMM(registeredDIMM，RDIMM)與低負載DIMM(load-reducedDIMM，LRDIMM)之間該如何取捨？ 簡要的回答是：如果你追求高速與低延遲，那通常RDIMM會符合你的要求；在另一方面，當你的設計需要更高的記憶體密度時，LRDIMM則是不二之選。

但要讓設計成果有效且符合所有要求，要考慮的還有很多。

只要是伺服器/系統設計達人就會明白，將兩種解決方案都納入考量是明智之舉。

為什麼？因為你的系統記憶體容量可能會隨時間而變化。

在一開始，你的系統可能沒有滿載，因此可以從採用RDIMM著手，在相對輕載的條件下達到最高速度；但之後你可能希望增加伺服器的記憶體容量，因此可以使用LRDIMM來提供更高容量。

【9/15實體展會】迎接智造台灣新時代，早鳥福利來襲：報名領取USB雙孔快充！ 因此，理解RDIMM和LRDIMM之間的基本差異非常重要，還要了解這些差異如何能引導助你選擇正確的DIMM進行設計。

某些規範對於幫助你確定要使用的DIMM也至關重要。

最後，了解一些關鍵設計注意事項也是有幫助的，它們可作為選擇正確DIMM類型的基礎。

選RDIMM或LRDIMM？ 如圖1所示，RDIMM具備暫存時脈驅動器(registeringclockdriver，RCD)；RCD從主機記憶體控制器取得指令位址匯流排(commandaddressbus,)、控制訊號和時脈訊號，然後將那些訊號扇出至DIMM上的DRAM。

圖1：具備RCD的RDIMM。

（圖片來源：Rambu） DQ訊號的資料匯流排和DQS(DQstrobes)直接從記憶體控制器傳送到DRAM封裝，在RCD上緩衝的唯一運作，是指令/位址匯流排、控制訊號和DIMM的輸入時脈。

所有這些在通過RCD後，都會進入RDIMM上的所有DRAM，並進行重新計時和清理。

與早期的無緩衝記憶體DIMM(UDIMM)設計相較，採用RDIMM的設計可跑得更快。

與UDIMM相比，將RCD放進RDIMM中可以幫助提高負載，因為它可以緩衝時脈訊號和指令/位址訊號線。

在RDIMM中，時脈訊號和指令/位址訊號線需要額外的驅動強度，因為它們會進入DIMM上的所有DRAM封裝。

相較之下，DQ和DQS訊號不需要額外的驅動強度，因為它們直接從記憶體控制器進入單個DRAM封裝或多列DRAM封裝。

此外，就RDIMM來說，知道從記憶體控制器到DIMM的指令/位址匯流排以及RCD的輸入時脈是單向(unidirectional)的很重要。

而記憶體控制器和RDIMM上的DRAM之間的DQ匯流排和DQS則是雙向的。

接著看LRDIMM，如圖2所示，它上面也有一個RCD，並使用多個資料緩衝器(databuffers，DB)來緩衝進入主機記憶體控制器和DRAM之間的DQ和DQS訊號。

DDR5LRDIMM有10個DB，每個DB只處理8位元資料匯流排。

圖2：LRDIMM有單個RCD並使用多個資料緩衝器來緩衝記憶體控制器和DRAM之間的進入DQ和DQS訊號。

（圖片來源：Rambu） 對於DDR5，資料匯流排預計是兩個32位元通道，加上一個8位元糾錯碼(errorcorrectioncode，ECC)位元組。

因此，每個通道上有40位元，LRDIMM的每一側需要5個DB。

DB和DRAM之間的訊號稱為MDQ和MDQS，以區別主機端的DQ和DQS訊號；在這裡，於主機和DRAM間擁有資料緩衝區的好處是，如果LRDIMM上有多排DRAM，還可以減輕資料匯流排上的負載。

此外，資料緩衝區有8個資料位元，但每半個位元組(nibble)有4個DQ位元。

四個位元中的每一個，都有一個DQS選通(strobe)位元，它是差分(differential)的，而DQ位是單端(single-ended)的。

RCD可在頻帶內(in-band)透過透過指令/位址匯流排，或是透過串列管理匯流排(serialmanagementbus)，從主機記憶體控制器進行配置；BCD不直接由主機記憶體控制器配置，而是由RCD透過緩衝通訊匯流排(buffercommunicationbus，BCOM)進行配置。

規格的掌握 在規劃DDR5設計時，DIMM規格將發揮重要作用。

它們很重要，因為它們是量測緩衝晶片、時脈，以及/或緩衝資料訊號品質的標準。

你會想確保DRAM的輸入在經過RCD或DB緩衝後沒太多變化。

此外你會想確定系統記憶體通道的時脈預算(timingbudget)得以維持，你還會想知道DB或RCD不會佔用從記憶體控制器到DIMM、再返回記憶體控制器的來回通訊延遲(round-tripdelay)之太大部分。

就規格本身而言，RDIMM和LRDIMM的一些高階規格是相似的。

例如，速率是以記憶體通道上的每秒兆次傳輸(megatransferspersecond，MT/s)來度量。

在DDR5，速率從3,200MT/s起跳、最高可達6,400MT/s，甚至可能更高。

此外，與DDR4一樣，DIMM的記憶體容量以Gigabyte(GB)為單位，例如8GB、16GB或32GB。

知道功耗也很重要；功耗是以非常結構化的方式量測，具有經過標準定義的工作模式(active)和待機模式功耗。

對於資料緩衝器，則區分為工作狀態下的讀取、寫入功耗。

RDIMM上RCD的關鍵規格與時脈計時有關，因為RCD的主要功能是重新緩衝時脈並將其發送到DRAM。

在這裡，你需要了解從DIMM輸入時脈到RCD輸出指令/位址(CA)訊號的傳播延遲(propagationdelay)；此規格稱為tPDM，包括發出訊號的時間，而不僅是時脈延遲。

靜態偏移(staticoffset)，或稱tSTAOFF，是另一種傳播延遲量測；它指的是從輸入到輸出時脈、通過RCD的時脈延遲。

因為這是個緩衝時脈，所以你還要知道從輸出時脈到DRAM的抖動量。

動態偏移(dynamicoffset)，或稱tDYNOFF，是傳播延遲的最大變量，是衡量時脈一致性的指標；這對DRAM時序很重要。

tQSK是另一種RCD量測，它是從QCA輸出到時脈的偏斜(skew)。

對於LRDIMM，接下來是資料緩衝器的關鍵規格。

一些重要的量測和規格還與偏斜有關；但它們是從DQS或選通到DQ資料，被稱為tDQSQ，或每半位元組接腳之間DQS到DQ的偏斜。

你還需要量測資料有效視窗(datavalidwindow)，或稱tDVWp；這決定了資料有效視窗可能的寬度，好讓資料緩衝器能有效處理。

對於寫入輸入，則有tDVA和tDVB規格，它們分別代表資料有效前與資料有效後，能告訴你有多少時間可用於設定和維持資料緩衝器輸出。

tPDMRead和tPDMWrite是通過資料緩衝器的傳播延遲度量。

這是針對DQ路徑的，而且因為是雙向的，所以它們在每個方向上都是單獨量測的。

從主機記憶體控制器的角度看，tPDMRead是從DRAM到主機的度量，tPDMWrite是從主機到DRAM的度量。

接收器靈敏度(receiversensitivity)是需要知道另一個LRDIMM資料緩衝器規格。

在DDR5，訊號執行的速度比以前DDR訊號快得多，因此你會需要獲得良好的量測結果，包括Vih/Vil(電壓輸入高和低)。

設計考量 在RDIMM或LRDIMM之間做選擇時，DDR5的MT/s目標速率是主要考量之一。

與LRDIMM相較，RDIMM便宜、功耗低；如果系統記憶體容量不是關鍵要素，它們還可以實現最高速度。

LRDIMM提供更高的DRAM記憶體容量。

因為資料位元在資料緩衝器內緩衝，它們或許能支援更多的封裝列；如果你需要最大化伺服器中每個CPU的可用記憶體，LRDIMM能支援最大容量。

但這需要付出代價，因為你需要為LRDIMM添加10個資料緩衝器，讓DIMM設計變得較複雜。

因此與RDIMM相較，LRDIMM成本稍高，功耗也因為額外的資料緩衝器而較高。

總結 如前面所述，RDIMM和LRDIMM都是下一代DDR5設計的可用選項。

到底要選哪一種，取決於你的初始設計目標。

如果需要升級版的伺服器設計，DDR5LRDIMM仍能持續滿足在速度和容量方面的新需求。

本文同步刊登於電子工程專輯2019年4月號；責編：JudithCheng (原文出自EETimes姊妹刊，ASPENCORE旗下EEWeb網站，參考連結：IsRDIMMorLRDIMMRightforYourDesign?，byDougDaniels) 訂閱EETimesTaiwan電子報 加入我們官方帳號LINE@，最新消息一手掌握！ 分享TwitterFacebookLinkedInPrintMoreRedditTumblrPinterestPocketTelegramWhatsAppSkype Related 文章Tag: 介面技術儲存技術技術文庫記憶體/模組運算 發表評論 取消回覆 YoumustRegisteror Logintopostacomment. 訂閱EETimesTaiwan電子報 最新文章 最熱門文章 2022-09-13 缺貨潮後晶片買家舊習仍難改 2022-09-13 2022年第二季全球半導體設備出貨金額持續上升 2022-09-13 2022年第二季全球前十大IC設計業者營收年增32% 2022-09-12 前景無窮或是大夢一場？淺談新興碳捕捉技術 2022-09-12 至2022年第二季末全球5G用戶近7億 2022-09-08 OLED面板將淪為蘋果「低階」iPad專用？ 2020-11-09 智慧家庭尚未準備就緒 2020-03-18 中芯國際今年出產7nm？ 2016-12-02 可穿戴醫療電子商機在何處？ 2018-02-14 EUV微影：進展與挑戰並存 2020-12-07 又是不怎麼智慧的智慧家庭設定… 2022-04-29 思考基本熱學概念 2022-06-07 x86架構無法變身低功耗CPU？ 2020-10-26 AiP技術為毫米波雷達帶來的演進與創新 2020-09-23 振興美國晶片製造業就對了？學者提異見 最新文章 供應鏈數位化 2022-09-13 缺貨潮後晶片買家舊習仍難改 全球半導體設備市場報告 2022-09-13 2022年第二季全球半導體設備出貨金額持續上升 GPU 2022-09-13 2022年第二季全球前十大IC設計業者營收年增32% 新創 2022-09-12 前景無窮或是大夢一場？淺談新興碳捕捉技術 4G 2022-09-12 至2022年第二季末全球5G用戶近7億 最熱門文章 iPad面板 2022-09-08 OLED面板將淪為蘋果「低階」iPad專用？ ConnectedHomeoverIP 2020-11-09 智慧家庭尚未準備就緒 中國市場 2020-03-18 中芯國際今年出產7nm？ Intel 2016-12-02 可穿戴醫療電子商機在何處？ 光電技術 2018-02-14 EUV微影：進展與挑戰並存 EET電子工程專輯©2022本網站內之全部圖文，係屬於eMediaAsiaLtd所有，非經本公司同意不得將全部或部分內容轉載於任何形式之媒體 關於我們 隱私政策 用戶協議 繼續瀏覽網站