تفاوت رم DDR4 و DDR5 در چیست؟

در 14 جولای 2021، JEDEC انتشار استاندارد JESD79-5 DDR5 SDRAM را اعلام کرد که ورود به صنعت DDR5 و ماژول‌های حافظه دو خطی (DIMM) را نشان می‌داد. حافظه DDR5 چندین دستاورد کلیدی در عملکرد و همچنین چالش‌های طراحی جدید را به همراه دارد و تحول بزرگی در عرصه رم کامپیوتر است. از سویی، خریداران سیستم‌های محاسباتی می‌خواهند بدانند چه تفاوت‌های مهمی میان DDR5 و DDR4 وجود دارد و چگونه می‌توانند بیشترین بهره را از این نسل جدید حافظه ببرند.

اگر شما نیز در این دسته قرار دارید و می‌خواهید بدانید کدام نوع رم با نیازهای شما همسوتر است، دیجی مولتی خواندن این مقاله را به شما توصیه می‌کند. پس همراه ما باشید.

مقایسه عملکرد DDR4 و DDR5

6 تا از مهم‌ترین پیشرفت‌های انجام شده از DDR4 به DDR5 DIMM را در جدول زیر می‌بینیم.

رسیدن DDR5 تا 8.4 GT/s

شما هرگز نمی‌توانید پهنای باند کافی در حافظه داشته باشید و DDR5 به این نیاز سیری ناپذیر برای سرعت کمک می‌کند. در حالی که DIMM های DDR4 با سرعت 3.2 گیگا در ثانیه (GT/s) با نرخ کلاک 1.6 گیگاهرتز بالا می‌روند، DIMM های DDR5 50 درصد افزایش پهنای باند را به میزان 4.8 GT/s ارائه می‌کنند. حافظه DDR5 در نهایت به سرعت داده GT/s 8.4 خواهد رسید. ویژگی‌های جدیدی مانند تساوی بازخورد تصمیم (DFE) نیز در DDR5 گنجانده شده است که سرعت IO و نرخ داده بالاتر را ممکن می‌سازد.

ولتاژ پایین‌تر و مدیریت بهتر برق

دومین تغییر عمده کاهش ولتاژ کاری (VDD) است که به جبران افزایش توان ناشی از کار با سرعت بالاتر کمک می‌کند. با DDR5، ولتاژ درایور ساعت ثبت‌کننده (RCD) از 1.2 ولت به 1.1 ولت کاهش می‌یابد. سیگنال‌دهی فرمان/آدرس (CA) نیز از SSTL به PODL تغییر می‌کند، که این مزیت را دارد که وقتی پین‌ها در حالت بالا قرار دارند، هیچ برق استاتیکی نمی‌سوزاند.

معماری جدید برق برای DDR5 DIMM

سومین تغییر و شاید مهم‌ترین آن، معماری برق است. با DIMM های DDR5، مدیریت انرژی از مادربرد به خود DIMM منتقل می‌شود. DIMM‌های DDR5 دارای یک آی‌سی مدیریت توان 12 ولتی (PMIC) روی DIMM خواهند بود که امکان دانه‌بندی بهتر بارگذاری برق سیستم را فراهم می‌کند. PMIC منبع تغذیه 1.1 ولت VDD را توزیع کرده و به یکپارچگی سیگنال و نویز با کنترل بهتر منبع تغذیه در DIMM کمک می‌کند.

معماری کانال DDR4 در مقایسه با DDR5

یکی دیگر از تغییرات عمده DDR5 معماری جدید کانال DIMM است. DIMM های DDR4 یک گذرگاه 72 بیتی دارند که از 64 بیت داده به اضافه 8 بیت ECC تشکیل شده است. با DDR5، هر DIMM دو کانال خواهد داشت. هر یک از این کانال‌ها 40 بیت عرض دارند: 32 بیت داده و 8 بیت ECC. با اینکه عرض داده یکسان است (در مجموع 64 بیت)، داشتن دو کانال مستقل کوچکتر، کارایی دسترسی به حافظه را بهبود می‌بخشد. بنابراین نه تنها از مزایای بهبود سرعت با DDR5 بهره‌مند می‌شوید، بلکه مزیت MT/s بالاتر با راندمان بیشتر تقویت می‌شود.

در معماری DDR5 DIMM، سمت چپ و راست DIMM، که هر کدام توسط یک کانال گسترده 40 بیتی مستقل ارائه می‌شوند، به طور مشترک از RCD استفاده می‌کنند. در DDR4، RCD 2 ساعت خروجی در هر طرف ارائه می‌دهد، اما در DDR5، RCD 4 ساعت خروجی در هر طرف دارد. در DIMM های با بالاترین چگالی با DRAM های x4، این به هر گروه از 5 DRAM (تک رتبه، نیم کانال) اجازه می‌دهد تا ساعت مستقل خود را دریافت کند. دادن یک ساعت مستقل به هر رتبه و نیم کانال، یکپارچگی سیگنال را بهبود بخشیده و به حل مشکل حاشیه نویز کمتر ناشی از کاهش VDD کمک می‌کند.

پشتیبانی DDR5 از DRAM با ظرفیت بالاتر

تغییر دیگری که باید به آن بپردازیم، پشتیبانی DDR5 از دستگاه‌های DRAM با ظرفیت بالاتر است. با DIMM های تراشه بافر DDR5، سرور یا طراح سیستم می‌تواند از چگالی تا 64 گیگابیت DRAM در یک بسته تَک دای استفاده کند.DDR4  در یک بسته تک دای تا حداکثر ظرفیت 16 گیگابیت DRAM  می‌رود. اما DDR5 از ویژگی‌هایی مانند on-die ECC، حالت شفافیت خطا، تعمیر پس از بسته‌بندی و حالت‌های خواندن و نوشتن CRC برای پشتیبانی از DRAM‌های با ظرفیت بالاتر پشتیبانی می‌کند. تاثیر دستگاه‌هایی با ظرفیت بالاتر به DIMM های با ظرفیت بیشتر منجر می‌شود. بنابراین، در حالی که DIMM های DDR4 می‌توانند تا 64 گیگابایت (با استفاده از SDP) ظرفیت داشته باشند، DIMM های مبتنی بر SDP DDR5 این ظرفیت را چهار برابر کرده و به 256 گیگابایت می‌رسانند.

DIMM هوشمندتر با DDR5

چیپست DIMM سرور DDR5 IC DDR4 SPD را با آی سی SPD Hub جایگزین کرده و دو آی سی حسگر دما (TS) اضافه می‌کند. SPD Hub دارای یک TS یکپارچه است که در ارتباط با دو آی سی TS مجزا، سه نقطه دورسنجی حرارتی را از RDIMM فراهم می‌کند.

در DDR5، گذرگاه ارتباطی بین تراشه‌ها بهI3C  10 برابر سریع‌تر از گذرگاه I2C مورد استفاده در DDR4 ارتقا می‌یابد. هاب DDR5 SPD ارتباطات را از ماژول به کنترل کننده مدیریت پایه (BMC) مدیریت می‌کند. با استفاده از پروتکل سریع‌تر I3C، هاب DDR5 SPD زمان مقداردهی اولیه را کاهش داده و از نرخ بالاتری از نظرسنجی و کنترل بلادرنگ پشتیبانی می‌کند.

اطلاعات دما که از SPD Hub به BMC ارسال می‌شود، می تواند برای مدیریت سرعت فن خنک کننده استفاده شود. اکنون می‌توان نرخ تازه‌سازی DRAM را با دقت بیشتری مدیریت کرد تا عملکرد بالاتری را ارائه دهد، و اگر RDIMM خیلی داغ شده باشد، پهنای باند را می‌توان در صورت نیاز کاهش داد تا بار حرارتی کاهش یابد.

مقایسه طراحی DDR4 با DDR5

تغییرات DDR5 چندین مورد در طراحی را معرفی می‌کند که با سرعت‌های بالاتر و ولتاژ پایین‌تر سروکار دارند – که البته دور جدیدی از چالش‌های یکپارچگی سیگنال را ایجاد می‌کند. طراحان باید مطمئن شوند مادربردها و DIMM ها می‌توانند سرعت سیگنال بالاتر را مدیریت کنند. هنگام انجام شبیه‌سازی‌های سطح سیستم، یکپارچگی سیگنال در تمام مکان‌های DRAM باید بررسی شود.

برای طراحی‌های DDR4، چالش‌های یکپارچگی سیگنال اولیه در گذرگاه DQ با نرخ داده دوگانه بود و توجه کمتری به گذرگاه آدرس فرمان با سرعت پایین (CA) می‌شد. برای طراحی‌های DDR5، حتی گذرگاه CA برای یکپارچگی سیگنال نیز به توجه ویژه‌ای نیاز دارد. در DDR4، استفاده از یکسان سازی بازخورد دیفرانسیل (DFE) برای بهبود کانال داده DQ مورد توجه قرار گرفت. اما برای DDR5، گیرنده‌های درگاه CA RCD نیز به گزینه‌های DFE برای اطمینان از دریافت سیگنال خوب نیاز دارند.

شبکه تحویل برق (PDN) روی مادربرد یکی دیگر از موارد قابل توجه است. با در نظر گرفتن ساعت و نرخ داده بالاتر، باید مطمئن شوید که PDN می‌تواند بار کاری را با سرعت بالاتر، با یکپارچگی سیگنال خوب و با منبع تغذیه مناسب برای DIMM ها تحمل کند.

کانکتورهای DIMM از مادربرد به DIMM نیز باید ساعت جدید و نرخ داده را کنترل کنند. برای طراح سیستم، در سرعت‌های ساعت و نرخ داده بالاتر در اطراف برد مدار چاپی (PCB)، باید بر طراحی سیستم برای تداخل و سازگاری الکترومغناطیسی (EMI و EMC) تاکید بیشتری شود.

مقایسه سرعت ساعت و نرخ داده در رم DDR4 و DDR5

توانایی یک لپ تاپ و یا کامپیوتر برای کار کردن به دلیل سرعت ساعت آن محدود می‌شود – یعنی اینکه ماژول‌های رم چند بار در ثانیه می‌توانند به حافظه آن دسترسی داشته باشند. سرعت کلاک پیش فرض استاندارد برای DDR4 2133 مگاهرتز است، در حالی که نرخ پیش فرض برایDDR5  4800 مگاهرتز است. برای اجرای سریع‌تر رم، ممکن است مجبور شوید پروفایل XMP را در بایوس سیستم خود فعال کنید، البته اگر قبلاً فعال نشده باشد. در هر صورت، حتی سریع‌ترین DDR4 نمی‌تواند به گرد پای DDR5 برسد.

یکی دیگر از پیشرفت‌های کلیدی DDR5 نسبت به DDR4 سرعت انتقال داده آن است. برای پردازنده‌های نسل دوازدهم «آلدر لیک» اینتل، DDR4 با سرعت 3200 مگاترانسفر در ثانیه (MT/s) و DDR5 تا 4800 MT/s کار می‌کند. این بدان معناست که DDR5 اطلاعات را تا 38.4 گیگابایت در ثانیه (GB/s) انتقال می‌دهد، در حالی که سرعت DDR4 حداکثر 25.6 گیگابایت بر ثانیه است. به طور کلی، DDR5 می‌تواند 50٪ سریعتر از حداکثر سرعت داده DDR4 باشد.

مقایسه ظرفیت حافظه DDR4 و DDR5

در حالی که DDR4 حداکثر 64 گیگابایت در هر ماژول (رام استیک) را پشتیبانی می‌کند، DDR5 می‌تواند تا 512 گیگابایت در هر ماژول بالا برود. به طور کلی، اکثر پردازنده‌ها نمی‌توانند آن را پشتیبانی کنند. با این حال، از آنجایی که DDR5 بسیار جدید است، منطقی است انتظار داشت که CPU های آینده از قابلیت‌های آن به طور کامل بهره ببرند.

در حال حاضر، پردازنده‌های نسل دوازدهم و سیزدهم اینتل و پردازنده‌های سری 6000 موبایل و سری 7000 دسکتاپ AMD تنها تا 128 گیگابایت حافظه DDR5 را پشتیبانی می‌کنند که در واقع 4 استیک 32 گیگابایتی است.

مقایسه سازگاری DDR4 و DDR5

در حال حاضر پشتیبانی از DDR5 نسبتاً محدود است. ماژول‌های DDR5 فقط توسط پردازنده‌های نسل دوازدهم «Alder Lake»، نسل سیزدهم «Raptor Lake» اینتل و پردازنده‌های سری 6000 موبایل و سری 7000 دسکتاپ AMD پشتیبانی می‌شوند.

اکثر پردازنده‌ها و مادربردهای ساخته شده در دهه گذشته از رم DDR4 پشتیبانی می‌کنند – از جمله پردازنده‌های نسل دوازدهم اینتل. پردازنده‌های دسکتاپ نسل سیزدهم اینتل از حافظه‌های DDR4 و DDR5 نیز پشتیبانی کرده و می‌توانند از مادربردهای مشابهی نیز استفاده کنند. هیچ نشانه‌ای مبنی بر اینکه پردازنده‌های نسل چهاردهم یا پانزدهم اینتل از DDR4 پشتیبانی می‌کنند وجود ندارد، اما این تراشه‌ها هنوز آن طور که باید و شاید به بازار ورود نکرده‌اند. همچنین بد نیست بدانید پردازنده‌های سری 7000 AMD فقط از حافظه DDR5 پشتیبانی می‌کنند.

مقایسه قیمت DDR4 و DDR5

رم DDR4 حدود یک دهه است که در بازار عرضه می‌شود، بنابراین قیمتی تقریباً نصف یک کیت DDR5 با ظرفیت مشابه دارد، اما قیمت‌ها به سرعت در حال یکسان شدن هستند. به عنوان مثال، کیت 32 گیگابایتی (2×16 گیگابایت) DDR4-3600 CL18 G.Skill Trident تنها 95 دلار قیمت دارد، در حالی که این کیت 32 گیگابایتی (2×16 گیگابایت) DDR5-6000 CL 36 G.Skill Trident، قیمتی معادل 110 دلار دارد که برای یک کیت DDR5 از همان خط محصولات، فقط 14 درصد گران‌تر است.

با این حال مادربردهای سازگار با DDR5 نسبت به مادربردهای DDR4 قیمت بسیار بیشتری دارند. برای مثال مادربرد DDR4 Asus ROG Strix Z690 60 دلار گران‌تر از همتای خود Z590 است.

با گذشت زمان، تقریباً به طور قطع قیمت‌ها برای کیت‌های DDR5 و قطعات سازگار با DDR5 کاهش می‌یابد. از سوی دیگر، با تبدیل شدن DDR5 به جریان اصلی، کیت‌های DDR4 و قطعات سازگار نیز کاهش قیمت محسوسی خواهند داشت. این بدان معناست که DDR4 برای مدت طولانی در امتیاز قیمت برنده خواهد شد.

آیا ارتقا به DDR5 منطقی است؟

با توجه به مدت زمانی که DDR3 رم غالب در سراسر دنیا بود، حداقل چند سال طول خواهد کشید تا مشکلات سازگاری و پشتیبانی ارتقا به DDR5 را ضروری کند. DDR5 بدون شک پیشرفتی نسبت به DDR4 در حوزه پهنای باند و ظرفیت حافظه است، اما عملکرد متوسط نسبت به DDR4 در بیشتر کارهای غیرحرفه‌ای و تأخیر بالای آن، هنوز هم به نوعی عیب محسوب می‌شود.

وقتی تفاوت قیمت را نیز در نظر بگیریم، انتخاب کیت DDR5 برای سیستم‌های خانگی منطقی به نظر نمی‌رسد، مگر اینکه بخواهید از آن برای کارهای خاص و سخت مانند فشرده‌سازی انبوه فایل یا ویرایش عکس و ویدیو استفاده کنید. حتی اگر می‌خواهید تا چندین سال رایانه شخصی خود را ارتقا ندهید، منطقی است بگذارید این فناوری برای چند سال قبل از عرضه کیت DDR5 توسعه یابد.

در این حین می‌توانید از کیت‌های DDR4 عالی موجود در بازار امروز استفاده کنید و زیاد از حد به DDR5 فکر نکنید!

سخن پایانی

در این مطلب به مقایسه DDR5 و DDR4 پرداختیم که یکی از دغدغه‌های امروز کاربران دنیای کامپیوتر است. در واقع این دو نوع رم را از جنبه‌های مختلفی همچون عملکرد، طراحی و ساختار، سرعت ساعت و نرخ داده، ظرفیت حافظه، سازگاری و قیمت آنها بررسی کردیم. در نهایت نیز گفتیم ارتقا به DDR5 در شرایط کنونی منطقی است یا نه. امیدواریم این بررسی جامع به شما اطلاعات و همچنین مطالعه راهنمای خرید رم برای کامپیوتر و لپ تاپ اطلاعات کاملی از رم ها داده باشد و توانسته باشید در انتخاب هر یک بهتر تصمیم بگیرید.

اگر قصد ارتقای سیستم یا خرید یک سیستم جدید را دارید و می‌خواهید رم بخرید، دیجی مولتی هم به صورت حضوری و هم با مقاله همه چیز درباره ی حافظه ی DDR رم ها در خدمت شماست.

سوالات متداول کاربران

آیا DDR5 سریعتر از DDR4 است؟

بله، DDR5 به طور قابل توجهی سریعتر از DDR4 طراحی شده است، با سرعت پایه بالاتر و پتانسیل افزایش در آینده در پهنای باند، که به معنای بهبود عملکرد برای برنامه‌های کاربردی سنگین و چند وظیفه ای است.

آیا می‌توانم از رم DDR5 در مادربرد DDR4 استفاده کنم؟

خیر، رم DDR5 به دلیل تفاوت در چیدمان فیزیکی، پیکربندی پین و الزامات الکتریکی با مادربردهای DDR4 سازگار نیست. ارتقا به DDR5 به مادربرد و CPU نیاز دارد که به طور خاص از DDR5 پشتیبانی کنند.

آیا DDR5 از DDR4 گران‌تر است؟

در ابتدا DDR5 به دلیل فناوری جدیدتر، افزایش عملکرد و هزینه‌های ساخت، گران‌تر از DDR4 است. اما با گذشت زمان، همانطور که DDR5 به جریان اصلی تبدیل می‌شود، انتظار می‌رود قیمت‌ها کاهش یابد.

آیا ارتقا به DDR5 عملکرد سیستم من را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد؟

بهبود عملکرد با ارتقا به DDR5 به برنامه‌ها و کاربرد سیستم شما بستگی دارد. برای انجام کارهای محاسباتی، بازی و انجام کارهای پر داده با کارایی بالا که می‌توانند از افزایش پهنای باند و سرعت استفاده کنند، DDR5 پیشرفت‌های قابل توجهی دارد. با این حال، برای موارد استفاده متوسط، افزایش عملکرد ممکن است چندان قابل توجه نباشد.