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存储巨头缩减生产比重,DDR4或将退出历史舞台

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作为电脑系统的重要硬件,内存计算机中用于暂时存储数据和指令的部件,它直接与CPU相连,是CPU进行数据交换的桥梁。内存的速度和容量对计算机的整体性能有着直接的影响。

作为计算机系统中至关重要的组成部分,内存承担着数据存储与快速读取的重任。从最早的DRAM到如今的DDR4乃至即将面世的DDR5,内存技术不断演进,每一次的技术革新都伴随着性能的提升和应用范围的拓宽。DDR(Double Data Rate)内存自2000年面世以来,就以其双倍数据传输率优势成为主流。在技术迭代的历史长河中,DDR内存技术凭借其高效的数据传输率和良好的性能赢得了广泛的应用。

根据最近的一项调查显示,尽管DDR5内存技术层出不穷,DDR4内存依然占据主流地位。在国外的一项投票调查中,结果显示,使用DDR4的用户高达58.2%,而使用DDR5的仅占32.5%。这一结果反映了DDR内存市场的现状:当下 DDR4 仍是主流,DDR5 的市场普及率并没有我们想象中的那么高,还有进步空间。

不过最近,SK海力士正计划逐步降低DDR4的生产比重。主流存储厂商似乎正在逐渐放弃DDR4技术和产品线,转向更先进、利润更高的DDR5。DDR4或将退出历史舞台。

01

从DDR1到DDR6

DDR内存全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM,双倍速率SDRAM)。DDR SDRAM最早是由三星公司于1996年提出,由日本电气、三菱、富士通、东芝、日立、德州仪器、三星及现代等八家公司协议订立的内存规格,并得到了AMD、VIA与SiS等主要芯片组厂商的支持。

在21世纪初,随着个人电脑性能的不断提升,对于内存带宽的需求也在不断提高。原先的SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)已经无法满足新的性能需求,因此需要一种新的内存技术来突破带宽瓶颈。在此背景下,DDR1应运而生,它通过改变数据传输的方式,实现了内存性能的飞跃。

DDR1采用了双倍数据速率的技术,相较于SDRAM,在相同的时钟频率下,理论上可以达到双倍的数据传输速率。此外,DDR1还引入了多Bank结构设计、增加了预取数据的位宽,以及优化了芯片的接口电路,这些设计显著提高了内存的数据吞吐能力。

DDR2是DDR技术的第二代版本,于2003年推出。DDR2技术的一个关键创新是引入了新的电压规范1.8V,相较于DDR1的2.5V,这一变化显著降低了内存模块的功耗。降低电压不仅有助于减少发热量,还提高了内存模块的稳定性和可靠性。DDR2虽然同是采用了在时钟的上升/下降沿同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍以上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

2007年,DDR3内存被引入市场,通过提升时钟频率并降低工作电压至1.5v,成功实现了更高效的数据传输速率,同时显著降低了功耗。在2009年冬季即将结束,三星正式推出当时世界上单颗密度最大的DDR3芯片,基于50纳米制造工艺,单颗容量到了4Gb。不过,从今年下半年开始,SK 海力士、三星电子逐渐停止向市场供应 DDR3 内存。美光虽然仍未对 DDR3 内存实施停产,但也大幅缩减了供应量。DDR3 目前已成为利基产品,在机顶盒、Wi-Fi 路由器、交换机、显示器等领域仍有应用。

2011年1月4日,三星电子完成第一条DDR4内存。相比DDR3,其具有16bit预取机制(DDR3为8bit),同样内核频率下理论速度是DDR3的两倍;更可靠的传输规范,数据可靠性进一步提升;工作电压降为1.2V,更节能。

DDR5内存的标准则是2017年发布的,产品于2021年正式上市。在JEDEC的DDR4规范中,单颗内存Die最大容量只有16Gb,而到了DDR5时代,单颗Die的容量上到64Gb的高度。此外,DDR5电压从1.2V降低到1.1V,同时每通道32/40位(ECC)、总线效率提高、增加预取的Bank Group数量以改善性能、引入ECC纠错机制,从而规避风险,提高可靠性并降低缺陷率。2023年5月18日,三星电子宣布其采用12纳米级工艺技术的16Gb DDR5 DRAM已开始量产。

目前,DDR6内存标准已经来了,JEDEC组织早已经开始筹备下一代标准DDR6的制定工作,并在今年披露了相关规划。根据目前得到的消息,DDR6内存的频率将会比DDR5内存有着进一步的提升,据悉DDR6内存的起步频率就将达到8800MHz,已经超过了DDR5内存8400MHz的标准最高频率,而最高的频率更是达到17.6GHz,组织还表示未来随着技术的提升,DDR6内存的频率将会推进到21Gbps,除此之外DDR6内存的信号调制技术预计将会采用NRZ技术,从而带来更加出色的信号质量。

02

DDR4逐渐落幕

消费级领域首款支持DDR5内存的是酷睿12代(2021年发布),之后Intel从酷睿12代到14代连续三代CPU都能同时支持DDR4和DDR5内存,为用户留下了一定的缓冲期。在这3年的新旧交替时间内,其实DDR4内存依然具有很强的竞争力。

但新平台对于DDR4内存的支持不会一直存在,迟早就会成为DDR5独占,只是时间一直未确定。如今DDR4退场的时间终于定了,就在今年。无论是内存生产企业、CPU厂商都在推动这一趋势。

今年Intel发布的桌面处理器Arrow Lake-S,改用新的LGA1851封装,搭配新的800系列芯片组主板。大体来看,Z890与Z790相比并没有什么变化,只是在内存部分仅支持DDR5。这也意味着今年之后,最新平台将不会再支持DDR4内存了。这一举措将加快DDR5内存的普及,也意味着DDR4内存条会逐步进入淘汰行列。而AMD也早已宣布,锐龙7000系列处理器不在支持DDR4内存。

对于用户来说,虽然短时间内,装机成本更高。但相较于2021年DDR5内存刚刚上市的时候,相关产品的入门价格已经便宜了不少,但是一方面为了提升内存的性能,用户会选择频率更高的产品,所以现在大家基本都不会再选DDR5 6000以下的产品了。

内存大厂也在逐渐缩减DDR4比重。最近存储器巨头三星和SK海力士都发布了季度财报,在财报电话会议上,均强调了接下来会将重点转移到高利润的高端产品上,同时可能会减少DRAM和NAND闪存的产量,特别是传统类型的产品。SK海力士计划逐步降低DDR4的生产比重。今年第3季度SK海力士DDR4的生产比重已从第2季度的40%降至30%,第4季度更计划进一步降至20%,并将把有限产能转向人工智能用存储器及先进DRAM产品。

而在去年,三星便已经推动DDR4 DRAM减产。韩国三星在其华城和平泽园区内共有 6 条 DRAM 生产线。其中,DDR4 等标准型产品主要在华城生产,而DDR5、LPDDR5 等高阶产品则是主要在平泽园区产线生产。韩国市场分析师预测,三星预计将减少以 DDR4 为主的产能,同时也将把部分 DDR4 的产能转移到 DDR5 和 LPDDR5 等先进产品的生产上。

尽管DDR4在市场上占据主导地位,但DDR5内存的技术不断进步。在最新的市场趋势中,DDR5的频率已达到了约8000MHz,预计未来能进一步突破11000MHz的上限。这一系列提升,为专业玩家和创作者提供了更多可能性。尤其是在游戏、高清视频编辑等性能要求较高的场景中,DDR5能重大提升系统性能。不过,目前DDR5的价格依然较高,使得普通消费者在选择时更偏向经济实惠的DDR4。

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