DDR5-Arbeitsspeicher: Riesenmodule mit 512 GByte von Samsung

Vor dem Start der Speichergeneration DDR5-SDRAM stellt Samsung eine neue Kapazitätsstufe für Server vor. Der bislang größte RAM-Riegel kommt auf eine Kapazität von 512 GByte; bei DDR4 war bei der Hälfte das Maximum erreicht. Dazu stapelt Samsung noch mehr SDRAM-Dies in einem gemeinsamen Gehäuse und setzt auf neue Fertigungstechnik mit High-k-Dielektrikum unter dem "Metal Gate" (HKMG) – letztere hat sich der Hersteller bei der Produktion von Prozessoren abgeschaut.

Die anvisierte Taktfrequenz von 3600 MHz (DDR5-7200) erhöht zudem die Datentransferrate: Acht Speicherkanäle kämen gebündelt auf eine Übertragungsrate von 461 GByte/s. Mit dem bisherigen Maximum von DDR4-3200 sind dagegen knapp 205 GByte/s möglich.

40 Speicherbausteine

Auf Samsungs 512-GByte-Riegel sitzen beidseitig verteilt insgesamt 40 SDRAM-Bausteine, die jeweils aus acht übereinander gestapelten 16-Gigabit-(GBit-)Chips bestehen. Das ergibt 640 GByte Speicher, allerdings handelt es sich um Registered-Module (RDIMMs) mit zusätzlicher Kapazität für die Fehlerkorrektur per Error Correction Code (ECC). 128 GByte, also acht Bausteine, sind für redundante ECC-Informationen bestimmt. Weil sich ein DDR5-Speicherkanal auch in zwei 32-Bit-Kanäle aufspalten lässt, sind bei DDR5 mehr Zusatzchips für ECC nötig.

Die mittig platzierten Zusatzchips (Buffer) dienen bei den Samsung-RDIMMs als Signalpuffer zwischen den Adressleitungen der SDRAM-Bausteine und dem Speicher-Controller des Prozessors, was letzteren entlastet und überhaupt erst die große Menge an Speicherchips ermöglicht.

Eigentlich wurden 512-GByte-Module mit der Verwendung von 32 GBit großen SDRAM-Lagen erwartet. Samsung geht jetzt aber einen anderen Weg: Statt die Kapazität pro Silizium-Die zu verdoppeln, kommen doppelt so viele Lagen zum Einsatz. Das heißt im Umkehrschluss: Mit der DDR5-Generation wären im Prinzip auch 1-TByte-Riegel möglich.

Lesen Sie auch

Der Aufbau von Speichermodulen mit hoher Kapazität

Für Sapphire Rapids

Intels Prozessorbaureihe Sapphire Rapids-SP für Server und Rechenzentren soll als erste mit DDR5-SDRAM umgehen können. Sapphire Rapids dürfte acht Speicherkanäle haben – mit zwei RDIMMs pro Kanal (2DPC) ließen sich also 16 Module mit insgesamt 8 TByte einstecken. Künftige 1-TByte-Riegel würden einen weiteren Schritt auf 16 TByte ermöglichen. Bei DDR4 stellen 256 GByte pro RDIMM das Maximum dar. AMDs Epyc-CPUs unterstützen mit solchen Modulen den bisher größten Speicherausbau von 4 TByte.

Im Falle von UDIMMs für Desktop-PCs und SODIMMs für Notebooks bleibt mit 16-GBit-Chips derweil das Limit von 32 GByte pro Riegel bestehen. Hier muss man auf 32-GBit-Chips warten, um 64-GByte-UDIMMs fertigen zu können. Intel hat mit Alder Lake-S und der CPU-Fassung LGA1700 die erste Endkunden-DDR5-Plattform für Ende 2021 angekündigt.

(mma)