Der wesentliche Leitfaden für Server-RAM: DDR3 vs. DDR4 vs. DDR5

Server-RAM (Random Access Memory) ist eine wichtige Komponente von Netzwerkservern. Einfach ausgedrückt, ist RAM der Kurzzeitspeicher Ihres Servers. Hier speichert Ihr Netzwerkserver die Daten und Programme, die gerade verwendet werden. Das bedeutet, dass die RAM-Module den Speicher löschen, sobald Ihr Server ausgeschaltet wird.

Zu den gängigen RAM-Typen auf dem Markt gehören DDR3, DDR4 und DDR5, so dass die Suche nach dem richtigen Server-RAM verwirrend sein kann. Was ist der Unterschied zwischen DDR3, DDR4 und DDR5? Sind SDRAM und SRAM das Gleiche? Lesen Sie weiter, um mehr über die verschiedenen Arten von RAM zu erfahren.

Was ist DDR-SDRAM?

Wenn man über RAM spricht, meint man in der Regel Synchronous Dynamic RAM (SDRAM). Das Besondere an SDRAM ist die Synchronisierung der Datenübertragung zwischen der CPU und dem Speicher. SDRAM ist auch das Thema dieses Artikels. Verwechseln Sie SDRAM nicht mit SRAM, das für statisches RAM steht und sich auf den für CPU-Caches verwendeten Speicher bezieht.

DDR steht für Double Data Rate. DDR SDRAM bedeutet also, dass zwei Übertragungen pro Taktzyklus stattfinden. Ein neuerer RAM-Typ ist die aktualisierte Version eines älteren Typs, der auf der gleichen DDR-Technologie basiert. Deshalb tragen RAM-Module die Bezeichnungen DDR, DDR2, DDR3 und so weiter. Jede DDR-Generation bringt schrittweise Leistungsverbesserungen gegenüber der älteren Generation mit sich.

Bei den meisten Netzwerkservern wird RAM in Form eines Sticks verwendet, der in die Hauptplatine des Servers eingesetzt werden kann. Obwohl die RAM-Generationen fast die gleiche Größe und Form haben, sind sie nicht kompatibel. Sie können DDR4-RAM nicht in eine Server-Hauptplatine einsetzen, die nur DDR3 unterstützt. Ebenso passt DDR3 nicht in einen DDR4-Steckplatz.

DDR3

DDR3 SDRAM ist seit 2007 in Gebrauch. Es ist der schnellere Nachfolger von DDR und DDR2 und der Vorgänger von DDR4 SDRAM. Der Hauptvorteil von DDR3 SDRAM gegenüber seinem unmittelbaren Vorgänger ist die Fähigkeit, Daten mit der doppelten Geschwindigkeit zu übertragen (achtmal so schnell wie die internen Speicher-Arrays), was eine höhere Bandbreite oder Spitzendatenraten ermöglicht.

DDR3 deckt außerdem eine breite Palette von CPU-Generationen ab, von Intels LGA1366-Sockel bis hin zu LGA1151, sowie AMDs AM3/AM3+ und FM1/2/2+. Er hat die gleiche Anzahl von Pins wie DDR2. Er arbeitet jedoch mit einer niedrigeren Spannung von 1,5 V und einer Frequenz zwischen 400 und 1067 MHz.

Außerdem unterstützt DDR3 DIMMs mit einer Kapazität von bis zu 16 GB. Ein DIMM (Dual Inline Memory Module) bezeichnet im Allgemeinen einen Speicherstick oder RAM-Stick, der aus einer Reihe von Speicherkomponenten besteht, die auf einer Leiterplatte angebracht sind.

DDR4

DDR4 kam 2014 auf den Markt und brauchte einige Zeit, um der beliebteste RAM-Typ zu werden. Im Jahr 2017 überholte er DDR3 und beanspruchte den Spitzenplatz auf dem RAM-Markt. Seitdem hat die Verwendung von DDR4 stetig zugenommen, so dass im Jahr 2020 rund 80 % aller weltweit verkauften RAM darauf entfallen werden.

Im Vergleich zu DDR3 hat DDR4 eine höhere Moduldichte, geringere Spannungsanforderungen und höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten. Es arbeitet mit einer Spannung von 1,2 V und einer Frequenz zwischen 800 und 1600 MHz. Der DDR4-Standard ermöglicht DIMMs mit einer Kapazität von bis zu 64 GB, während DDR3 maximal 16 GB pro DIMM zulässt.

DDR5

DDR5 sollte im Jahr 2019 auf den Markt kommen, aber dazu kam es nicht. Der Standard wurde erst Mitte 2020 veröffentlicht. Der weltweit erste DDR5-DRAM-Chip wurde am 6. Oktober 2020 von SK Hynix offiziell vorgestellt.

DDR5 ist für einen geringeren Stromverbrauch, eine höhere Leistung und eine robustere Datenintegrität für das nächste Jahrzehnt der Datenverarbeitung konzipiert. Es verfügt über eine neue Funktion namens Decision Feedback Equalization (DFE). DFE ermöglicht die Skalierbarkeit der E/A-Geschwindigkeit für eine höhere Bandbreite und Leistungssteigerung.

DDR5 unterstützt eine höhere Bandbreite als DDR4, nämlich 4,8 Gigabit pro Sekunde. Außerdem wird die Speicherspannung auf 1,1 V gesenkt, was den Stromverbrauch reduziert. Außerdem sind DDR5-Module mit integrierten Spannungsreglern ausgestattet, um höhere Geschwindigkeiten zu erreichen.

Es wird allgemein erwartet, dass die meisten Anwendungsfälle, die derzeit DDR4 verwenden, schließlich auf DDR5 umgestellt werden.

DDR3 vs. DDR4 vs. DDR5

Wie bereits erwähnt, verfügt jede neue Generation von DDR-SDRAM über fortschrittlichere Funktionen und eine bessere Leistung als die ältere Generation.

Auf den ersten Blick mögen sie fast gleich aussehen, aber es gibt einige feine Unterschiede. DDR4-Module sind zum Beispiel etwas dicker als DDR3-Module. Außerdem hat sich die Kerbe in der Mitte des Moduls beim Übergang von DDR3 zu DDR4 tendenziell verschoben. In der DDR5-Ära ist sie näher an der Mitte, auch wenn sie immer noch leicht seitlich liegt.

Die nachstehende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die Unterschiede in den Schlüsseleigenschaften von DDR3, DDR4 und DDR5.

DDR4 vs. DDR3

Im Folgenden werden die wichtigsten Vorteile von DDR4 gegenüber DDR3 aufgeführt.

Höhere Geschwindigkeiten

Im Vergleich zu DDR3 verfügt DDR4 über schnellere Übertragungsraten, beginnend bei 1600 MT/s, was die Anfangsgeschwindigkeit von DDR3 um einen Faktor von zwei übertrifft. Geplante Bandbreitenerhöhungen könnten die Geschwindigkeit auf weit über 25600 MB/s steigern.

Geringerer Stromverbrauch

DDR4 ist effizienter als DDR3, verbraucht bis zu 40 % weniger Strom und benötigt nur 1,2 V pro RAM-Modul. Dies ist ein großer Vorteil für Netzwerkserver, da es eine längere Batterielebensdauer ermöglicht.

Erhöhte Kapazität

DDR4 unterstützt Chips mit höherer Dichte und Stacking-Technologien, die einzelne RAM-Module mit Kapazitäten von bis zu 512 GB ermöglichen.

Verbesserte Zuverlässigkeit

Vor DDR5 war DDR4 der zuverlässigste DDR-SDRAM. Mit verbesserten zyklischen Redundanzprüfungen, On-Chip-Paritätserkennung von "Befehls- und Adressübertragungen" und verbesserter Signalintegrität.

Vorteile von DDR5 gegenüber DDR3 und DDR4

Als 5. Generation von DDR SDRAM verfügt DDR5 über weitere bahnbrechende neue Funktionen.

Höhere Anfangsgeschwindigkeit

DDR5 startet mit 4800 MT/s, während DDR4 bei 3200 MT/s endet, was einer Steigerung der Übertragungsrate um 50 % entspricht. Für fortschrittlichere Computerplattformen ist bei DDR5 eine Leistungssteigerung auf bis zu 7200 MT/s geplant.

Geringerer Stromverbrauch bedeutet höhere Effizienz

Mit 1,1 V verbraucht DDR5 20 % weniger Strom als entsprechende Komponenten von DDR4 mit 1,2 V. Das schont nicht nur die Akkulaufzeit von Laptops, sondern bietet auch erhebliche Vorteile für Unternehmensserver, die rund um die Uhr arbeiten.

On-Die ECC verbessert die Zuverlässigkeit

On-Die ECC (Error Correction Code) ist eine neue Funktion von DDR5, mit der Bitfehler innerhalb des SDRAM-Chips korrigiert werden. Da die Dichte der SDRAM-Chips durch die schrumpfende Wafer-Lithographie zunimmt, steigt auch das Potenzial für Datenverluste. Mit On-Die ECC mindert DDR5 dieses Risiko, indem es Fehler innerhalb des Chips korrigiert, was die Zuverlässigkeit erhöht und die Fehlerquote verringert.

Neue Stromversorgungsarchitektur

Die Stromversorgungsarchitektur ist ein weiterer großer Vorteil. Die Energieverwaltung von DDR5-DIMMs wird von der Hauptplatine auf das DIMM selbst verlagert. DDR5-DIMMs werden mit einem Power-Management-IC (PMIC) auf dem DIMM ausgestattet sein, der eine bessere Granularität der Systemstrombelastung ermöglicht. Mit einer besseren On-DIMM-Steuerung der Stromversorgung trägt das PMIC auf DDR5-DIMMs zur Verbesserung der Signalintegrität und zur Reduzierung des Signalrauschens bei.

Lohnt sich DDR5 im Moment?

Langfristig gesehen ist DDR5 der Weg in die Zukunft, aber es wird einige Zeit dauern, bis mehr Chipsätze, CPUs und andere Komponenten auf Verbraucherebene DDR5 unterstützen. Vielleicht fragen Sie sich, ob sich ein Upgrade auf DDR5 lohnt. Bevor Sie eine übereilte Entscheidung treffen, sollten wir verschiedene Überlegungen anstellen.

Kosten

Im Vergleich zu DDR4 ist DDR5 größer, schneller und unweigerlich teurer. Wenn Sie aufrüsten wollen, müssen Sie das in Ihrem Budget berücksichtigen.

Verfügbarkeit

Intel hat die Unterstützung für DDR5 in seinen Core-Prozessoren der 12. Generation im November 2021 eingeführt. AMD hat noch keine Prozessoren mit DDR5-Unterstützung auf den Markt gebracht, wird aber voraussichtlich DDR5-Unterstützung in seine Zen-4-Architektur der nächsten Generation integrieren. Offensichtlich gibt es keine große Auswahl. Außerdem sind die Lagerbestände für DDR5 oft begrenzt, was bedeutet, dass sie nicht leicht erhältlich sind.

Motherboard-Upgrade

DDR5 ist nicht abwärtskompatibel mit DDR4, und Server-Motherboards unterstützen nur das eine oder das andere. Diese Einschränkung bedeutet, dass Sie entscheiden müssen, ob Sie Ihre gesamte Hauptplatine für DDR5 aufrüsten wollen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es trotz aller Vorteile, die DDR5 bietet, empfehlenswert ist, nicht überstürzt auf DDR5 umzusteigen.