DDR5 RAM expliquée : caractéristiques, avantages et disponibilité

La DDR5 (Double Data Rate 5) est la norme de nouvelle génération pour la SDRAM (mémoire vive dynamique synchrone). Elle est conçue pour offrir des performances bien supérieures tout en consommant moins d'énergie que sa prédécesseur, la DDR4.

Nous avons couvert ci-dessous les questions les plus courantes concernant cette nouvelle mémoire. Quelle est la vitesse de la DDR5 ? Quels sont ses avantages par rapport à la DDR4 ? Quand sera-t-elle disponible ?

Mais commençons par une question fondamentale : pourquoi avons-nous besoin de la RAM DDR5 ?

Avec les processeurs Ryzen de 3e génération basés sur l'architecture Zen 2, AMD a lancé une toute nouvelle architecture avec des améliorations du nombre de cœurs, de la fréquence d'horloge et des instructions par cycle. L'entreprise a placé des processeurs 6 cœurs au milieu de gamme et 12 cœurs au haut de gamme.

En 2019, AMD a lancé les Ryzen 9 3900X et 3950X à 16 cœurs, doublant le nombre de threads des puces Intel i9-9900.

La bande passante par cœur décline depuis 2018 | Crédit : Micron

Si nos ordinateurs de bureau doivent suivre la guerre des cœurs d'Intel et d'AMD, nous devrons augmenter significativement la bande passante mémoire par cœur.

DDR5 vs DDR4 : Les améliorations

Voici les cinq avancées de spécification les plus significatives apportées à la RAM DDR5 :

Caractéristiques	DDR4	DDR5
Vitesse	1600 à 3200 MT/s taux de données 0,8 à 1,6 GHz fréquence d'horloge	3200 à 6400 MT/s taux de données 1,6 à 3,2 GHz fréquence d'horloge
Tension I/O	1,2 V	1,1 V
Architecture de canal	Canal de données 72 bits (64 données + 8 ECC) 1 canal par DIMM	Canal de données 40 bits (32 données + 8 ECC) 2 canaux par DIMM
Longueur de burst	8	16
Taille DRAM	16 Go	32 Go

1. Plus de vitesse

Alors que la DDR4 supporte un taux de données maximal de 3 200 méga-transferts par seconde (MT/s), la DDR5 démarre à 3 200 MT/s et peut aller jusqu'à 6 400 MT/s.

Par rapport à de la DDR4-3200, la DDR5-3200 fournira 36 % de bande passante en plus. De la DDR5 plus rapide (4800 MHz) sera deux fois plus rapide que ce que la DDR4 peut offrir.

2. Tension de fonctionnement réduite

La DRAM et la puce de registre de pilote d'horloge dans la DDR5 utilisent 1,1 Volt, alors que la DDR4 fonctionne à 1,2 Volt. La baisse de tension de fonctionnement est cruciale, surtout pour les appareils alimentés par batterie comme les smartphones et tablettes.

3. Nouvelle architecture d'alimentation et de canal

Dans la RAM DDR5, la gestion de l'alimentation a été déplacée de la carte mère vers le module de mémoire en ligne double (DIMM) lui-même. Le circuit intégré de gestion d'alimentation 12 Volts distribue l'alimentation de fonctionnement 1,1 Volt, améliorant la granularité du chargement d'alimentation du système.

L'architecture de canal a également changé. Alors que les puces tampon DDR4 ont un bus de 72 bits contenant 64 bits de données et 8 bits ECC (code correcteur d'erreur), les DIMM DDR5 supportent deux canaux de 40 bits, chacun comprenant 32 bits de données et 8 bits ECC.

Bien que les deux mémoires aient la même largeur de données totale (64 bits), les deux canaux indépendants plus petits dans la DDR5 améliorent l'efficacité d'accès à la mémoire.

Plus spécifiquement, chaque côté du DIMM DDR5 est desservi par un canal indépendant de 40 bits. Les deux côtés partagent le pilote d'horloge d'enregistrement (RCD) qui fournit quatre horloges de sortie à chaque côté. Alors qu'en DDR4, le RCD fournit deux horloges de sortie à chaque côté.

Les deux canaux de 40 bits contiennent 32 bits de données qui sont subdivisés en quatre voies de 8 bits. Le RCD fournit des signaux d'horloge indépendants à chacune de ces voies, améliorant ainsi l'intégrité du signal.

4. Longueur de burst plus longue

La longueur de burst en DDR4 est de huit. Cependant, pour augmenter la charge utile de burst en DDR5, sa longueur de burst sera étendue à seize. Cela permettra à un seul burst d'accéder à la taille traditionnelle de ligne de cache CPU (64 octets).

5. Capacité DRAM plus élevée

Alors que la DDR4 peut aller jusqu'à 16 Gb DRAM dans un boîtier mono-die, la DDR5 supporte jusqu'à 32 Gb DRAM en mono-die.

La DDR5 comporte également un code correcteur d'erreur mono-die, une réparation post-emballage, un mode de transparence d'erreur et des modes de contrôle de redondance cyclique en lecture/écriture.

Quand sera-t-elle disponible ?

La norme DDR5 est encore en cours d'élaboration par l'association JEDEC Solid State Technology Association. Une norme indépendante appelée LL-DDR5 (Low Power Double Data Rate 5) a déjà été publiée en 2019.

Quelques entreprises technologiques ont déjà annoncé leurs puces RAM DDR5. SK Hynix, par exemple, a présenté sa première DDR5 en 2018. Elle peut effectuer 5 200 méga-transferts par seconde à 1,1 Volt. Trois mois plus tard, l'entreprise a annoncé une autre puce capable de 6 400 MT/s, la vitesse maximale selon la norme DDR5.

Micron et Samsung travaillent également sur des modules de mémoire DDR5, bien que ceux-ci pourraient ne pas être entièrement conformes à la norme.

Il y a de grandes chances que la DDR5 arrive d'abord dans les appareils mobiles (sous forme de LPDDR5) via Micron et Samsung. Elles établiront une référence pour ce que l'on peut attendre des versions pour ordinateurs de bureau.

Transition de la technologie DRAM serveur

SK Hynix a tenté de prédire quand la DDR5 deviendra pleinement grand public. Selon leur estimation, 25 % de toutes les ventes du marché de la RAM seront représentées par la DDR5 en 2020, et 44 % fin 2021.

Cependant, ce ne sont que des prévisions. Pour être utilisable dans les portables et ordinateurs de bureau, les contrôleurs intégrés des CPU d'AMD et d'Intel devront la supporter, et à partir de janvier 2020, aucune de ces entreprises n'avait annoncé de support pour la DDR5.

Cependant, l'architecture CPU Sapphire Rapids d'Intel supportera apparemment la SDRAM DDR5. Des complications avec les processus de gravure 7 nm et 10 nm pourraient repousser sa sortie à 2021 au plus tôt. Les CPU Epyc de 3e génération d'AMD, quant à eux, utiliseront encore la DDR4.

Est-ce que ça vaut le coup d'acheter ?

Il y a une hypothèse générale selon laquelle les puces DDR4 existantes seront éventuellement migrées vers la DDR5. Mais la question principale est : est-ce que ça vaut le coup de mettre à niveau ?

Lorsque la DDR4 est sortie, elle n'a réussi à atteindre que 2 133 MT/s. Les puces DDR3 les plus rapides de l'époque offraient aussi 2 133 MT/s, et grâce à leur latence plus faible et leurs timings bien plus serrés, elles performaient mieux que la DDR4.

Il est donc raisonnable de supposer que les premières offres DDR5 ne fourniront pas des résultats aussi bons que les puces DDR4 les plus rapides disponibles aujourd'hui. Cependant, contrairement à la DDR5, la DDR4 ne continuera pas à s'améliorer, donc progressivement la DDR5 prendra de l'avance.

Nous vous recommandons d'attendre 2021. Il sera intéressant de voir quel genre d'améliorations réelles cette nouvelle mémoire rapide peut apporter.