Marktforscher machen Vorhersagen: DDR5, GDDR6, GDDR6X, LPDDR5, LPDDR5X untersucht

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Die Übernahme neuer Technologien durch den Markt braucht Zeit. Anfang dieses Jahres veröffentlichte JEDEC die endgültige DDR5-Spezifikation, die den Beginn einer branchenweiten Reise zum Übergang zum neuen Speicherstandard markierte. Laut Analysten von TrendForce wird diese Reise jedoch mehrere Jahre dauern. Während die ersten Serverplattformen, die DDR5 unterstützen, voraussichtlich Ende 2021 eintreffen werden, bleibt abzuwarten, wie schnell die Technologie von Client-PCs übernommen wird. In der Zwischenzeit werden GDDR6 und LPDDR5 noch einige Zeit auf dem Markt bleiben, da die nachfolgenden Standards – GDDR6X und LPDDR5X – noch von der Industrie übernommen werden müssen.
PCs und Server: DDR5 für Kapazität und Geschwindigkeit
Die DDR5-SDRAM-Spezifikation wurde unter Berücksichtigung mehrerer Ziele entwickelt, wobei das Hauptziel die Skalierbarkeit ist.
Einerseits werden Server möglicherweise Speichermodule mit einer Kapazität von bis zu 2 TB nutzen (dh eine CPU mit Serverqualität, die acht Speicherkanäle umfasst und zwei Module pro Kanal unterstützt, könnte mit 32 TB DDR5-Speicher gepaart werden (von 4) TB heute). Solche Kapazitäten werden es dem Standard ermöglichen, eine ganze Weile auf dem Markt zu bleiben.
Andererseits beschreibt der Standard Datenübertragungsraten von bis zu 6400 MT / s, während DRAM-Hersteller bereits die physische Fähigkeit ihrer Speichergeräte nachgewiesen haben, mit 8400 MT / s zu arbeiten (die Demonstrationen umfassten keine tatsächlichen SoCs) Dies wird sowohl von PC-Herstellern als auch von Performance-Enthusiasten herzlich willkommen geheißen. Zusätzlich zur Geschwindigkeitssteigerung führt DDR5 verschiedene Methoden ein, um die tatsächliche Effizienz des neuen Speichertyps zu verbessern.
Bisher haben alle führenden Hersteller von Computerspeichern – Micron, Samsung und SK Hynix – ihre DDR5-Speicherchips und -Module demonstriert, aber Tango braucht zwei, daher müssen Plattformhersteller wie AMD, IBM, Intel und andere ihre vorstellen den Übergang zum neuen DRAM-Typ zu zünden. Und an dieser Front gibt es eine typische Situation. Angesichts der Tatsache, dass die Serverbranche am wenigsten kostenempfindlich ist, werden Serverplattformen als erste den neuen Speichertyp übernehmen, genau wie im Fall von DDR4. In der Zwischenzeit werden etwa ein Jahr später Client-PC-Plattformen folgen.
Intel hat bereits angekündigt, dass seine Xeon Scalable ‘Sapphire Rapids’-Plattform für Server und Supercomputer, die Ende 2021 verfügbar sein wird, DDR5 unterstützen wird. Im Gegensatz zu Intels Server-CPUs verwendet AMDs EPYC Chiplet-Design und ist etwas flexibler, wenn es um Speicherunterstützung geht. Theoretisch unterstützt die Genoa-Plattform mit dem Codenamen entweder DDR4 oder DDR5. Aufgrund verschiedener Lecks wird die AMD-Plattform in Genua tatsächlich DDR5 unterstützen. Daher wird erwartet, dass die beiden führenden Anbieter von Server-CPUs Ende nächsten Jahres DDR5-unterstützende Plattformen veröffentlichen, was den Beginn der DDR5-Ära markiert.
Server verbrauchen viel Speicher. Selbst wenn AMD und Intel Ende 2021 ihre Plattformen Genua und Sapphire Rapids vorstellen, müssen DRAM-Hersteller beträchtliche Mengen an DDR5 produzieren und an Anbieter wie Dell oder HP liefern. Natürlich dauert der Hochlauf der Serverplattformen einige Zeit. Erwarten Sie daher nicht, dass DDR5-unterstützende Plattformen vorhandene und kommende DDR4-unterstützende Plattformen bis mindestens 2023 ersetzen.
Bei Desktops und Notebooks werden AMD und Intel ihre DDR5-Plattformen für Client-PCs wahrscheinlich erst 2022 oder später auf den Markt bringen, da sie in Bezug auf Speichertechnologien in der Regel hinter Servern zurückbleiben. DDR5-6400-Speichermodule für Enthusiasten stehen also eindeutig nicht vor der Tür, es sei denn, AMD und Intel beschließen, die Dinge zu beschleunigen.
Grafikspeicher: GDDR6 ist da, um zu bleiben
GDDR5 bietet seit Ende 2007 Grafikkarten an und wird auch jetzt noch für einige Einstiegsprodukte verwendet. Im Gegensatz dazu waren die einzigen Pascal-Grafikprozessoren von Nvidia die einzigen Produkte auf dem Massenmarkt, die GDDR5X verwendeten. GDDR6 ist weitaus erfolgreicher als GDDR5X und diese Art von Speicher befiehlt laut TrendForce heutzutage 70% der Grafik-DRAM-Sendungen. Da GDDR6 auch von den neuesten Spielekonsolen von Microsoft und Sony verwendet wird, wird es voraussichtlich noch viele Jahre beliebt sein.
Marktbeobachter erwarten nicht, dass GDDR6X, das von Nvidias GeForce RTX 3080 sowie 3090-Grafikkarten verwendet wird, bald zu einem weit verbreiteten DRAM-Typ wird. Dafür gibt es mindestens zwei Gründe. Erstens ist GDDR6X derzeit kein JEDEC-Standard. Zweitens verwendet GDDR6X eine PAM4-Signalisierung (PAM4 = Pulse Amplitude Modulation) mit vier Pegeln, deren Implementierung auf Controller-Ebene teuer ist, während die Vorteile von GDDR6X gegenüber GDDR6 heutzutage eher bescheiden sind (19,5 GT / s gegenüber 16 GT / s). In der Zwischenzeit nimmt Micron es ernst, PAM4 (und sogar PAM8) künftig für DRAM zu verwenden, und setzt sich daher entweder für GDDR6X oder nachfolgende PAM4-basierte Standards ein.
HBM-Speichertypen sind heutzutage für Client-PCs zu teuer und werden voraussichtlich in den kommenden Jahren teuer bleiben. Daher wird HBM für diese Anwendungen nicht in großem Umfang verwendet, wird aber natürlich weiterhin für die Berechnung von GPUs verwendet.
Zusammenfassend glauben Analysten von TrendForce, dass GDDR6 im Jahr 2021 rund 90% des Grafik-DRAM-Marktes beherrschen wird, ein bemerkenswertes Ergebnis für einen DRAM-Standard, der nächstes Jahr vier Jahre alt sein wird.
Mobiler Speicher: LPDDR5 kämpft sich als LPDDR5X-Webstuhl durch
JEDEC veröffentlichte die LPDDR5X-Spezifikation im Februar 2019, doch bisher haben nur Qualcomm und Samsung Mobile LPDDR5-unterstützende System-on-Chips (SoCs) eingeführt. Im Gegensatz dazu setzen mobile Plattformen von Apple und MediaTek weiterhin auf LPDDR4- und LPDDR4X-Speicher. Infolgedessen wird die Penetrationsrate von LPDDR5 in diesem Jahr voraussichtlich bei rund 12% liegen.
Die High-End-SoCs von Qualcomm (Snapdragon 870) werden im nächsten Jahr weiterhin LPDDR5 verwenden, und es ist möglich, dass das Unternehmen die Nutzung des neuen DRAM mit seinen kommenden Performance-Mainstream-SoCs ausweiten wird, die im Jahr 2021 angekündigt werden sollen. MediaTek wird dies voraussichtlich auch tun Geben Sie im ersten Halbjahr 2021 mindestens zwei LPDDR5-unterstützende SoCs frei. Erwarten Sie daher, dass diese SoCs Ende 2021 oder Anfang 2022 Mobilteile mit Strom versorgen.
Der Preisunterschied zwischen LPDDR5 und LPDDR4X ist laut TrendForce auf etwa 10% gesunken. Angesichts der höheren Leistung und Energieeffizienz des neuen Speichertyps werden SoC-Entwickler und Smartphone-Hersteller künftig eher LPDDR5 verwenden. LPDDR4 und LPDDR4X werden den Markt jedoch noch eine Weile dominieren.
LPDDR5 soll Datenübertragungsraten von bis zu 6400 MT / s unterstützen. Da jedoch Anwendungen wie AI / ML und Grafikverarbeitung immer eine höhere Bandbreite erfordern, wird vorgeschlagen, den Standard auf 8533 MT / s auszudehnen. LPDDR5X ähnelt im Allgemeinen LPDDR5, was die Bereitstellung vereinfacht. Um höhere Datenübertragungsraten zu ermöglichen und die Zuverlässigkeit der kommenden mobilen Speichersubsysteme (geringer Stromverbrauch ist jedoch besser) zu erhöhen, wird LPDDR5X eine Preemphasis-Funktion einführen, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und die Bitfehlerrate zu reduzieren Per-Pin-Decision-Feedback-Equalizer (DFE) zur Verbesserung der Robustheit des Speicherkanals (was auch von DDR5 unterstützt wird).
Es ist nicht ganz klar, wann LPDDR5X fertiggestellt wird, aber es wird irgendwann eindeutig mit LPDDR5 konkurrieren. Wenn sich jemand aus irgendeinem Grund entscheidet, LPDDR5 zu überspringen und direkt zu LPDDR5X zu wechseln, wird es eine interessante Situation, wenn ein wichtiger mobiler DRAM-Standard nicht von allen SoC-Designern unterstützt wird.
Der Apfelweg
Apple hat sich in den 1990er Jahren von einem Computer-Außenseiter zu einem High-Tech-Riesen entwickelt, der heute etwa 10% des PC-Marktes kontrolliert. Apple ist ein Hersteller von Laptops mit Schwerpunkt auf Laptops und ein bedeutender Anbieter von Smartphones. Heutzutage ist Apple auch ein wichtiger Verbraucher von LPDDR-Speicher.
Angesichts der Tatsache, dass Apples eigenes M1-System auf dem Chip weiterhin LPDDR4X-4266-Speicher verwendet, ist es sehr wahrscheinlich, dass sich das Unternehmen zumindest für seine Notebooks in Zukunft auf mobilen DRAM verlassen wird. Aber was ist mit Desktop-PCs?
Desktops hungern nach Leistung. Auf dem Papier schlägt LPDDR5X-8533 DDR5-6400, aber wahrscheinlich zu viel höheren Kosten und unter Verwendung von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, die Module sowie die Aufrüstbarkeit verbieten. Da Apple nicht mehr auf Prozessoren von Drittanbietern angewiesen ist, kann es unabhängig von den Kosten jede Art von Speicher verwenden, vorausgesetzt, die Speicherbandbreite ist für die Leistung seiner Prozessoren von großer Bedeutung. Und das wirft die Frage auf, welcher der kommenden Speicherstandards von Apple für seine Computer verwendet wird.
Vorhersagen über Apples Pläne zu treffen, ist im Allgemeinen kein gutes Geschäft, da das Unternehmen notorisch geheim ist. Innovative Speichertypen sind jedoch nur ein weiterer Bonus, den selbst entwickelte SoCs bieten. Wenn man bedenkt, dass Apple jetzt ein bedeutender Plattformentwickler ist, werden seine Designentscheidungen den gesamten Markt beeinflussen.
Zusammenfassung
Es gibt drei neue Speichertypen – DDR5, GDDR6X und LPDDR5X – für verschiedene Arten von Anwendungen.
DDR5 wird garantiert zum nächsten De-facto-Standard für Client- und Server-PCs, aber es wird einige Zeit dauern, bis es den Markt dominiert. Die Skalierbarkeit von DDR5 sowohl in Bezug auf die Leistung als auch in Bezug auf die Dichte ermöglicht der neuen Speichertechnologie eine sehr lange Lebensdauer. DDR3 blieb über sieben Jahre auf dem Markt und DDR4 wird 2021 sieben Jahre alt.
Im Gegensatz dazu bleibt abzuwarten, wie erfolgreich GDDR6X auf lange Sicht sein wird, da es dennoch alle Vorteile demonstrieren muss, die die PAM4-Signalisierung für DRAM bieten kann. Die Einführung von GDDR6 durch Spielekonsolen und Grafikkarten für Einsteiger wird die Kosten dieses DRAM zwangsläufig senken, während GDDR6X voraussichtlich ein Premium-Speichertyp bleibt, sofern er nicht von mehr als einem Hersteller bereitgestellt wird.
Derzeit dominiert LPDDR4 / LPDDR4X weiterhin den Markt und wird dies für mindestens ein paar Jahre tun. LPDDR5 ist billiger geworden als es war und bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber LPDDR4X. Daher wird die Anzahl der SoCs, die LPDDR5 unterstützen, im nächsten Jahr zunehmen, wenn MediaTek seine neuen Prozessoren vorstellt. Es ist unklar, wann der LPDDR5X-Erweiterungsvorschlag eingereicht und dann von JEDEC ratifiziert werden soll, aber bei einer Datenrate von 8533 MT / s erscheint dieser Speichertyp ziemlich plausibel.
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