Guida essenziale alla RAM server: DDR3, DDR4 e DDR5

La RAM (Random Access Memory) server è un componente fondamentale dei server di rete. In poche parole, la RAM è la memoria a breve termine del server. È il luogo in cui il server di rete tiene traccia dei dati e dei programmi attualmente in uso, il che significa che una volta spento il server, i moduli RAM cancelleranno la memoria.

I tipi di RAM più diffusi sul mercato sono DDR3, DDR4 e DDR5; l'acquisto della giusta RAM server può quindi creare confusione. Qual è la differenza tra DDR3, DDR4 e DDR5? SDRAM e SRAM sono la stessa cosa? Continuate a leggere per saperne di più sui diversi tipi di RAM.

Cosa è la SDRAM DDR?

Quando si parla di RAM, di solito ci si riferisce alla Synchronous Dynamic RAM (SDRAM). La magia della SDRAM consiste nel sincronizzare il trasferimento dei dati tra la CPU e la memoria. Anche la SDRAM è oggetto di questo articolo. Non bisogna confondere la SDRAM con la SRAM, che sta per Static RAM e si riferisce alla memoria utilizzata per le cache della CPU.

DDR sta per Double Data Rate. Quindi SDRAM DDR implica che avvengono due trasferimenti per ciclo di clock. Un nuovo tipo di RAM è la versione aggiornata di un vecchio tipo basato sulla stessa tecnologia DDR. Ecco perché i moduli RAM riportano l'etichetta DDR, DDR2, DDR3 e così via. Ogni generazione di DDR comporta miglioramenti incrementali delle prestazioni rispetto alla generazione precedente.

Per la maggior parte dei server di rete, la RAM si presenta come una chiavetta che può essere inserita nella scheda madre del server. Sebbene le generazioni di RAM abbiano quasi le stesse dimensioni fisiche e la stessa forma, non sono compatibili. Non è possibile inserire RAM DDR4 in una scheda madre di server che supporta solo DDR3. Allo stesso modo, le memorie DDR3 non possono essere inserite in uno slot DDR4.

DDR3

La SDRAM DDR3 è in uso dal 2007. È il successore a velocità più elevata di DDR e DDR2 e il predecessore di DDR4 SDRAM. Il vantaggio principale della SDRAM DDR3 rispetto al suo immediato predecessore è la capacità di trasferire i dati a una velocità doppia (otto volte superiore a quella degli array di memoria interni), consentendo una maggiore larghezza di banda o velocità di picco dei dati.

DDR3 copre anche un'ampia gamma di generazioni di CPU, dal socket LGA1366 di Intel fino a LGA1151, nonché AM3/AM3+ e FM1/2/2+ di AMD. Ha lo stesso numero di pin di DDR2. Tuttavia, ha una tensione inferiore di 1.5 V e una frequenza compresa tra 400 e 1067 MHz.

Inoltre, le DDR3 supporta DIMM con capacità fino a 16 GB. Un DIMM (Dual In-line Memory Module) si riferisce comunemente a una chiavetta di memoria o RAM che consiste in una serie di componenti di memoria collegati a un circuito stampato.

DDR4

DDR4 è arrivata sul mercato nel 2014 e ha impiegato un po' di tempo per diventare il tipo di RAM più popolare. Nel 2017 ha superato DDR3 per conquistare il primo posto nel mercato delle RAM. Da allora, l'uso di DDR4 è cresciuto costantemente fino al punto che nel 2020 rappresentava circa l'80% di tutte le vendite di RAM nel mondo.

Rispetto a DDR3, DDR4 presenta una maggiore densità di moduli, requisiti di tensione inferiori e velocità di trasferimento dati più elevate. Funziona a una tensione di 1.2 V con una frequenza compresa tra 800 e 1600 MHz. Lo standard DDR4 consente DIMM con capacità fino a 64 GB, rispetto al massimo di 16 GB per DIMM di DDR3.

DDR5

DDR5 doveva arrivare sul mercato nel 2019, ma non è stato così. Lo standard è stato effettivamente rilasciato a metà del 2020. Il primo chip DRAM DDR5 al mondo è stato lanciato ufficialmente da SK Hynix il 6 ottobre 2020.

DDR5 è stata progettata per ridurre i consumi, aumentare le prestazioni e garantire un'integrità dei dati più solida per il prossimo decennio di informatica. Ha una nuova caratteristica chiamata Decision Feedback Equalization (DFE). Il DFE consente la scalabilità della velocità di I/O per una maggiore larghezza di banda e un miglioramento delle prestazioni.

DDR5 supporta una larghezza di banda maggiore rispetto a DDR4, con la possibilità di 4.8 gigabit al secondo. Inoltre, riduce la tensione della memoria a 1.1 V, riducendo così il consumo energetico. Inoltre, i moduli DDR5 incorporano regolatori di tensione integrati per raggiungere velocità più elevate.

Si prevede in generale che la maggior parte dei casi d'uso che attualmente utilizzano DDR4 finiranno per migrare a DDR5.

DDR3 vs. DDR4 vs. DDR5

Come già detto, ogni nuova generazione di SDRAM DDR presenta caratteristiche più avanzate e prestazioni migliori rispetto alla generazione precedente.

A prima vista possono sembrare quasi uguali, ma ci sono alcune sottili differenze. Ad esempio, i moduli DDR4 sono leggermente più spessi di quelli DDR3. Inoltre, durante il processo di iterazione da DDR3 a DDR4, la tacca del tasto tende ad avvicinarsi al centro. Nell'era di DDR5, è più vicino al centro, anche se è ancora leggermente laterale.

La tabella seguente fornisce un quadro generale delle differenze nelle proprietà chiave di DDR3, DDR4 e DDR5.

DDR4 vs. DDR3

Di seguito sono illustrati i principali vantaggi di DDR4 rispetto a DDR3.

Velocità più elevate

Rispetto a DDR3, DDR4 ha velocità di trasferimento più elevate, a partire da 1600 MT/s, che superano di due volte la velocità iniziale di DDR3. Gli aumenti di larghezza di banda previsti potrebbero portarla ben oltre i 25600 MB/s.

Consumo energetico ridotto

DDR4 è più efficiente di DDR3, consuma fino al 40% in meno di energia e richie solo 1.2V per modulo RAM. Questo è un grande vantaggio per i server di rete, in quanto garantisce una maggiore durata della batteria.

Aumento della capacità

DDR4 supporta chip a densità più elevata e tecnologie di impilamento che consentono di realizzare moduli RAM singoli con capacità fino a 512 GB.

Maggiore affidabilità

Prima di DDR5, DDR4 era la SDRAM DDR più affidabile. Grazie ai controlli di ridondanza ciclica migliorati, al rilevamento della parità on-chip dei trasferimenti "comando e indirizzo" e all'integrità del segnale migliorata.

Vantaggi di DDR5 rispetto a DDR3 e DDR4

La quinta generazione di SDRAM DDR, DDR5, è dotata di nuove caratteristiche rivoluzionarie.

Maggiori prestazioni in termini di velocità di avviamento

DDR5 raggiunge 4800 MT/s mentre DDR4 raggiunge un massimo di 3200 MT/s, con un aumento del 50% della velocità di trasferimento. Con le versioni più avanzate delle piattaforme di calcolo, DDR5 preve un aumento delle prestazioni fino a 7200 MT/s.

Potenza ridotta significa maggiore efficienza

A 1.1 V, DDR5 consuma il 20% di energia in meno rispetto ai componenti equivalenti di DDR4 a 1.2 V. Non solo consente di preservare la durata della batteria nei computer portatili, ma offre anche vantaggi significativi per i server aziendali che lavorano 24 ore su 24.

ECC on-die migliora l'affidabilità

L'ECC (Error Correction Code) on-die è una nuova funzionalità di DDR5 progettata per correggere gli errori di bit all'interno del chip SDRAM. Con l'aumento della densità dei chip SDRAM grazie alla riduzione della litografia dei wafer, aumenta anche il potenziale di perdita di dati. Con l'ECC on-die, DDR5 riduce questo rischio correggendo gli errori all'interno del chip, aumentando l'affidabilità e riducendo i tassi di difettosità.

Nuova architettura di potenza

L'architettura energetica è un altro grande vantaggio. La gestione dell'alimentazione delle DIMM DDR5 passa dalla scheda madre alla DIMM stessa. Le DIMM DDR5 avranno un circuito integrato di gestione dell'alimentazione (PMIC) sulla DIMM che consente una migliore granularità del carico di energia del sistema. Grazie a un migliore controllo dell'alimentazione sulla DIMM, il PMIC sulle DIMM DDR5 contribuisce a migliorare l'integrità del segnale e a ridurre il rumore del segnale.

DDR5 vale la candela in questo momento?

DDR5 è la strada da seguire nel lungo periodo, ma ci vuole un po' di tempo prima che chipset, CPU e altri componenti di livello consumer supportino la supportino. Vi starete chiedendo se DDR5 vale l'upgrade. Analizziamo le varie considerazioni prima di prendere una decisione affrettata.

Costi

Rispetto a DDR4, DDR5 è più grande, più veloce e inevitabilmente più costosa. Se si desidera effettuare l'aggiornamento, è necessario definire il budget a disposizione.

Disponibilità

Intel ha introdotto il supporto per DDR5 nei processori Core di 12a generazione nel novembre 2021. AMD non ha ancora rilasciato processori che supportano DDR5, ma si prevede che includerà il supporto a DDR5 nella sua architettura Zen 4 di prossima generazione. Ovviamente, non vi è molta scelta. Inoltre, le scorte di DDR5 sono spesso limitate, il che significa che non sono molto disponibili.

Aggiornamento della scheda madre

DDR5 non è retrocompatibile con DDR4 e le schede madri per server supportano solo una o l'altra. Questa limitazione significa che è necessario decidere se aggiornare l'intera scheda madre per DDR5.

In sintesi, nonostante tutti i vantaggi offerti da DDR5, si raccomanda agli utenti di non fare un passaggio affrettato.