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PcGaming
DDR4 vs DDR5

DDR4 vs DDR5

Confronto memorie RAM DDR4 vs DDR5 per capire le differenze, le prestazioni, l'efficienza ed i costi del nuovo standard JEDEC rispetto al vecchio. Raddoppia le tue prestazioni in un solo colpo

Il mercato delle memorie RAM DDR (Double Data Rate) subirà un ulteriore evoluzione passando dalle attuali DDR4 alle DDR5. Lo step evolutivo sarà elevato e consensentirà di ottenere prestazioni raddoppiate per la banda passante, densità superiore per ogni modulo arrivando a ben 64 GB ciascuno e consumi ancora inferiori; maggiore effficenza e maggiore velocità. Come si evince la sfida DDR4 vs DDR5 si prospetta davvero avvincente e permetterà un salto importante per quanto concerne la velocità di elaborazione dati.

Cosa comporterà questa nuova soluzione DDR5 rispetto alla "vecchia" DDR4? Indubbiamente i vantaggi per il mercato consumer e gaming saranno parecchi ma probabilmente il plus che ne deriverà sarà maggiormente percepibile nel mercato professionale e server.  Lo sviluppo dello standard DDR5 parte dal lontano settembre 2017 quando JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) lo annunciò in fase di sviluppo; sempre nello stesso anno RAMBUS presenta il suo primo modulo DDR5, mentre nell'anno successivo è SK Hynix a presentare il suo chip completamente funzionante a 5200 MT/s con un voltaggio di 1,1 volt ossia 0,1 volt inferiore rispetto alle attuali DDR4. Poco dopo la stessa Hynix presenta un chip più evoluto che consente di avere questa volta 6400 MT/s ovvero il massimo consentito per questo standard in via preliminare. Il nuovo standard JEDEC JESD79-5 è adesso pronto a tutti gli effetti per il debutto ufficiale.

 

Da DDR4 a DDR5

ddr4 vs ddr5 dram bendwidth vs core trend

Perchè si è reso necessario lo sviluppo di un nuovo standand ancora più veloce rispetto a quello delle DDR4? La risposta risiede nella tecnologia del mercato delle CPU poichè in giro di pochissimi anni si assiste sempre più dal passaggio dei primi dual e quad core a Processori dove il numero di core tende a salire in maniera vertiginosa. Se qualche anno fa era all'ordine del giorno trovare installate CPU single, dual e quadcore nei PC più avanzati ormai la tendenza è quella di offrire al mercato Processori con un numero di core sempre più elevato.

Attualmente ci troviamo dinnanzi a Processori che arrivano anche a 64 core per una singola CPU e la tendenza è in continuo aumento; questo sta comportando una richiesta sempre maggiore di throughput andando a superare la bandwidth che gli attuali PC mettono a disposizione alle CPU. Ecco perchè è stato necessario lo sviluppo di un nuovo e migliore standard per le memorie DDR in grado di tenere il passo con il crescente numero di core presente nei processori attuali e futuri. Si può vedere dal grafico sopra che il numero di core e la banda passante totale richiesta sta superando quella che le attuali DDR4 sono in grado di garantire alle microarchitetture attuali ma sopratutto future. 

Il passaggio quindi da DDR4 a DDR5 si rende necessario affinchè le prestazioni delle CPU non subiscono rallentamenti dovuti al collo di bottiglia delle memorie. Anche se nel mercato desktop e gaming questo aspetto sembra ancora lontano dal raggiungere tale limite appare evidente allo stesso tempo che per le future CPU la situazione si potrebbe del tutto ribaltare. E' certamente prospettabile che nel mercato professionale e server questo limite è già raggiunto ma la situazione potrebbe ancora peggiorare nel futuro immediato. Una banda passante maggiore rispetto al passato garantisce quindi il passaggio di più istruzioni per l'elaborazione nell'arco dello stesso tempo (ciclo di clock) alla CPU.

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DDR4 vs DDR5 RAM

Vediamo meglio nel dettaglio le differenze tra i due standard secondo una nota che ha rilasciato SD Hynix nel 2018 dopo la presentazione dei suoi primi moduli memoria DDR5.

ddr4 vs ddr5 sk hynix ddr5 specifications

Lo standard attuale delle memorie DDR4 prevede un massimo di una frequenza di 3200 MHz anche se in verità esistono moduli più spinti che arrivano a sfiorare i 5000 MHz ma che sono pensati per il mercato gaming della fascia enthusiast ed hanno un costo molto elevato; questi moduli così spinti sono richiesti soprattutto dagli overclocker che spingono al massimo i loro sistemi ben oltre le normali specifiche. Ma rimando secondo lo standard JEDEC le attuali CPU, ed in particolare il Ryzen 3000, hanno un controller di memoria che supporta lo standard DDR4 fino a 3200 MHz.

Le nuove DDR5 avranno la possibilità di spingersi fino a 8400 MHz che è un valore più che doppio rispetto allo standard attuale e probabilmente rappresenterà solo uno standard ufficiale, un po' come successo per le DDR4 dove si è andati ben oltre il valore di 3200 MHz. Quindi massima velocità rispetto alle precedenti memorie DDR4 con un iniziale 3200 - 4800 MHz per le neonate memorie.

 

ddr3 vs ddr4 sk hynix ddr5 advantages

Altro aspetto molto importante, come già accennato all'inizio, sarà la densità di ogni modulo che arriverà fino a 64 GB ossia ben 4 volte superiore rispetto alle DDR4; Proseguendo troveremo una migliore efficienza energetica portando il voltaggio da 1.2 volt richiesto delle DDR4 a 1.1 volt delle DDR4 con un miglioramento del 8-9% a parità di banda passante garantendo quindi consumi migliori e minor dissipazione termica. Inoltre rispetto alle DDR4 il controller per la correzione degli errori (ECC) sarà presente direttamente nel die andando di fatto a ridurre i costi di ogni singolo modulo non avendo più la necessità di avere un chip separato per tale controllo.

Da questo altro grafico si può vedere come il già accennato consumo energetico sarà migliore e quindi più efficiente nelle DDR5 rispetto alle DDR4. Il transfer rate ossia la capacità di trasferimento dati sarà 1.5x più veloce e con un guadagno del 38% di banda passante rispetto alla precedente generazione, anche se i dati prospettati riguardano lo standard di memorie DDR5 a 4800 MHz poichè questo dato potrebbe maggiormente crescere con le memorie DDR5 più veloci.

Un'altra differenza riguarda il bus che nelle DDR4 è a 72 bit (64 bit dati e 8 bit ECC) mentre nelle DDR5 avremo due canali a 40 bit indipendenti con 32 bit dati e 8 bit ECC; questo se potrebbe apparire come un controsenso in realtà si dimostrerà essere un passo avanti in quanto due canali più piccoli separati ed indipendenti tra loro garantisce un migliore e più efficiente accesso alla memoria.

ddr4 vs ddr5 architetture

Per quanto concerne l'architettura i moduli DDR5 avranno sempre 288 pin come gli attuali DIMM DDR4 ma non sarà possibile inserirli negli slot delle schede madri precedenti e viceversa in quanto avranno una spaziatura differente. Non succederà mai che un modulo DIMM DDR5 potrà essere inserito per sbaglio in una scheda madre dotata di slot DDR4.

Proseguendo nel dettaglio ulteriormente avremo un Burst Lengh di tipo BL16 che permette di accedere in maniera diretta a 64 byte di dati allo stesso ciclo di clock usando un solo canale di accesso, rispetto ai due disponibili, con un vantaggio non indifferente in termini di efficienza e velocità permettendo alla CPU di accedere molto più velocemente e a più dati allo stesso tempo rispetto alla precedente architettura delle DDR4. I canali DDR5 sono dotati di bus Address (Add)/Command (Cmd) a 7 bit per un totale di 14 bit per entrambi i canali ed ovvamente modalità DDR (Double Data Rate).

Per migliorare l'efficienza del sistema il nuovo standard raddoppia anche il Bank Group che permette di aprire più pagine di memoria nell'arco di tempo facendo aumentare il rapporto page-hit; ulteriore passo è un nuovo SAME-BANK che permette di modificare un singolo bank group lasciando gli altri inalterati.

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Conclusioni DDR4 vs DDR5

Il nuovo standard si prospetta come una vera e propria rivoluzione verso il precedente e la sfida DDR4 vs DDR5 si fa molto serrata con quest'ultima tecnologia prendere il soppravvento in maniera marcata. Il mercato probabilmente vedrà la luce dei primi moduli DDR5 entro la fine dell'anno prospettando una quota di mercato attorno al 20% per fine 2020 / inizi 2021 mentre per l'anno successivo questa quota tenderà ad aumentare in maniera considerevole.

I vantaggi rispetto allo standard JEDEC DDR4 sono tanti e non sono solo esclusivi alla velocità pura espressa in MHz che potrebbe arrivare a ben 8400 MHz, ma anche maggiore densità per modulo che permetterebbe di avere singoli DIMM DDR5 con una capacità di 64GB; infine abbiamo una migliore efficienza sia dal punto di vista dei consumi sia dal punto di vista della gestione dei dati da elaborare con un incremento nella velocità di elaborazione quasi doppia rispetto alle memorie DDR4.

La spinta nel mercato sarà sicuramente dovuta alla presentazione delle nuove architetture di Processori sia da parte di AMD sia da parte di Intel che presentaranno rispettivamente le architettura ZEN 4 e Alder Lake previste per il 2022 che integreranno all'interno del proprio die un nuovo controller memoria di tipo DDR5. Per quanto rigurda l'ultimo aspetto ossia RAM DDR5 prezzo non ci sono ancora listini ufficiali ma non tarderanno non appena i produttori li inseriranno nei loro listini.

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