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DDR4 自 2014 年推出以來市佔率成長快速,於 2017 年成為市場主流
動態隨機記憶體 DRAM 是一種揮發型記憶體,當停止供應電源後,記憶資料將消失。在 1992 年,三星發布第一款容量為 16 Mb 的商用 SDRAM - KM48SL2000,1996 年底開始在系統中出現,以 DRAM 的結構為基礎,最重要的改變是能夠同步記憶體與 CPU 的頻率,讓傳輸資料更即時。到 2000 年時,由於 SDRAM 有較好的性能,幾乎已經成為電腦使用的主流。
下一代產品 DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) 於 2000 年推出,且在 2002 年打入主流市場,而資料傳輸率是 SDRAM 的兩倍,在單一週期內可讀取或寫入 2 次。除了 PC 對於 DRAM 的容量要求提高,Intel 也推出支援 DDR 266 的晶片組,且原先投資在 SDRAM 的機台設備可以用來生產 DDR,進而取代原先主流的 SDRAM。隨著技術的進步,傳輸速率、頻率及容量等等效能不斷提升,演進至現在市場的主流為 DDR4。
而 DDR4 在 2014 年推出,引入 Bank Group 機制用於提升效能,每個 Bank Group 可以獨立讀寫資料,能讀取的資料大幅提升,在一個工作週期內最多可以同時處理 4 組資料,是提升頻寬的關鍵技術之一。此外,DDR4 採用點對點匯流排的設計,意思是每一個晶片控制器對應專屬唯一的通道,較容易達到更高的頻率。於 2017 年,DDR4 成為主流 DRAM,而取代 DDR3 的主要原因是製程技術日漸成熟、產量大增,成本與 DDR3 相當,故市場以及業界大量採用規格較新、性能較優秀的 DDR4。
隨著技術不斷突破,DDR5 在未來將滿足更多市場需求
隨著奈米製程技術的進步,逐漸能滿足更加複雜且多元的市場需求,像是 AI 演算法,並跟上 CPU 的性能,由於現有的記憶體頻寬分攤到每個處理器核心中是不足的,升級至 DDR5 能進而縮小記憶體頻寬與處理器性能的差距。
目前 DDR5 與 DDR4 相比,除了性能、容量及功耗管理上有大幅的提升,也增加了一些新技術。像是 On-Die ECC,由於 DRAM 晶片藉由製程微縮的技術來增加密度,可能會增加資料錯誤的可能性,而 On-Die ECC 可校正晶片內的位元錯誤、提高可靠性和降低缺陷率來減少這種風險。以及電源管理 IC (PMIC) 的功能在過去都設置在主機板上,但 DDR5 模組內建電源管理晶片,可協助調配記憶體各組件的電源,此設計能夠達到更佳化的功率分配、提升訊號完整性、兼容性並降低噪音。

CPU 大廠開始推出支援 DDR5 的產品
CPU 大廠 Intel 以及 AMD 開始採用 DDR5,今年 Intel 推出的 Raptor Lake-S 第 13 代 Intel Core 處理器不僅支援 DDR4,還有支援 DDR5。AMD 則是推出 Ryzen 7000,採用全新 Zen 4 架構,更激進的放棄 DDR4,全系支援 DDR5,是首款採用台積電 5 奈米製程打造的桌機晶片,預計將在 9/27 日上市。
目前 DDR5 成本較高、製程尚未成熟,預期 2024 年之後會成為主流
展望未來,DDR3 會逐漸淡出市場,三星及 SK 海力士將更專注於生產高利潤率的 DDR5,隨著 Intel 與 AMD 推出支援 DDR5 的 CPU,加上 DDR5 和 DDR4 的插槽規格不同,兩者無法兼容,未來業界也會推出更多支援 DDR5 的平台和裝置,將加速 DDR5 的普及。
DDR5 記憶體從伺服器市場切入,2023 年 DDR5 將廣泛應用於手機、筆電和 PC 等主流市場。由於 DDR5 架構較為複雜,生產良率較低,導致目前成本比 DDR4 貴上許多,普及化可能需要 2~3 年的時間,預估今年 DDR5 市佔率會達到 10 %,而到 2024 年將提升至 43 %。
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