DDR5 UDIMM 至 Clock Buffered DIMMs (CUDIMM) 的演進

DDR5是新一代的 PC DDR 記憶體，廣泛應用於數據中心、筆記型電腦、個人電腦、自駕系統、伺服器、雲端運算和遊戲等領域，隨著記憶體帶寬和密度的進步，現在越來越多地被用於人工智慧應用。DDR5 DIMM（雙列直插記憶體模組）可以支持每個 DIMM 卡超過 256 GB 的更高密度。最高速度的 DDR5 SDRAM設備可支持高達 8800 MTps 的數據傳輸速率。

DDR5 SO-DIMMs and UDIMMs

PCDDR 最為人所知的應用之一是在客戶端設備，如筆記型電腦和個人電腦中。這些客戶端設備主要使用兩種類型的 DDR5 DIMM，分別是 SO-DIMM（小型輪廓雙列直插記憶體模組）和 UDIMM（無緩衝雙列直插記憶體模組）。
這些類型的 DIMM 沒有信號再生或緩衝（例如，註冊 DIMM 的Clock/命令/控制信號是由註冊Clock驅動器（RCD）進行處理的）。典型的 2 排 UDIMM，使用 x8 DDR5 SDRAM 元件，每排有 8 或 10 個元件，具體取決於系統是否使用 ECC（錯誤更正碼）記憶體。

Why DDR5 Clock Buffer and CUDIMM?

Clock是同步設備中最重要的信號之一，DDR5 SDRAM 也不例外。主機負責將Clock信號分配到所有 DRAM 輸入端口，例如 UDIMM 的Clock。驅動這些 DRAM Clock會對主機輸出驅動器造成相當大的負載，從而影響信號質量，這可能導致意外的記憶體錯誤。當操作於更高的Clock和數據速率時，這個問題會更加嚴重，因為Clock信號會在極短的時間內從一個邏輯值過渡到另一個邏輯值。為了解決這些 DRAM Clock的信號完整性問題，JEDEC 提出了新型的 DDR5 DIMM 元件，即 DDR5 Clock緩衝器。Clock緩衝器可以用於 DDR5 SO-DIMM 和 DDR5 UDIMM。包含Clock緩衝元件的 DDR5 UDIMM 被稱為 DDR5 CUDIMM（Clock緩衝 UDIMM）。

DDR5 Clock Buffer Overview

DDR5 Clock緩衝器是一種簡單的邏輯設備，它接受兩組輸入Clock引腳並驅動每個通道的兩組輸出Clock引腳。Clock緩衝器設備可以在三種Clock模式下運行：

• PLL 繞過模式：在此模式下，Clock緩衝器僅將輸入Clock傳遞至輸出，沒有任何形式的信號緩衝。　啟用 PLL 繞過模式的 CUDIMM 設備行為類似於傳統的 UDIMM，沒有Clock緩衝。因此，它也被稱為傳統模式。推薦的 CUDIMM 操作速度在 PLL 繞過模式下通常限制為 3000 MHz。
• 單 PLL 模式：在單 PLL 模式中，Clock緩衝器設備將使用相位鎖環（PLL）來再生進來的主機Clock，創建更高質量的Clock並將其發送到 DRAM。但是，由於此模式中僅使用一個 PLL，因此兩個子通道的輸出Clock將僅基於一組輸入Clock來驅動，另一組輸入Clock將保持未使用狀態。
• 雙 PLL 模式：在此模式下，Clock緩衝器將使用兩個 PLL 獨立生成每個子通道的輸出Clock，根據每組進來的主機Clock。第二組 PLL 可以根據需要動態開啟或關閉，以節省功耗。

除了Clock模式外，Clock緩衝器還為系統設計師提供了更多的靈活性，例如寄存器控制的額外信號延遲、每位可選的輸出Clock啟用/禁用功能、驅動強度和終端選擇等。所有 DDR5 Clock緩衝器設備的控制字寄存器可以通過 DDR5 DIMM 邊帶訪問。

Cadence VIP 提供了一個全面的記憶體子系統解決方案，其中包括 DDR5 SDRAM、DDR5 RCD、DDR5 DB、DDR5 Clock緩衝器、所有類型的 DDR5 DIMM（包括 DDR5 CUDIMM）、DFI 記憶體控制器/PHY VIP、以及符合 JEDEC 規範的系統 VIP，這些規範針對每個設備及最新的 DFI 規範進行了定義。

 

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