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Schneller, Stärker, DDR5

In den letzten Jahren hat sich die Welt der Computer rasant weiterentwickelt. Jedes Jahr kommt neue Hardware auf den Markt, die revolutionär zu sein scheint. Für den Laien ist manchmal aber gar nicht zu erkennen, was sich verbessert hat und welche Vorteile sich daraus für den Endverbraucher entwickeln. 

 

Die Geschichte des Arbeitsspeichers

Seit 1996 wird der SDRAM in Systemen verbaut. Dabei steht SDRAM für "Synchronous Dynamic Random Access Memory" und bedeutet, dass sich der Arbeitsspeicher selbst mit dem Timing der CPU synchronisiert. Der Speichercontroller kennt hierbei den genauen Clock Cycle der angeforderten Dateien und wann diese bereit stehen müssen, damit die CPU nicht zwischen den Speicherzugriffen warten muss. 

Das SDR in SDRAM steht für "Single Data Rate" und bedeutet, dass der SDR SDRAM nur ein mal während eines Clock Cycles lesen oder schreiben kann und alle Prozesse gleichzeitig getaktet sind. Heißt also, dass der RAM immer warten muss bis der vorherige Lese- oder Schreibbefehl ausgeführt wurde, bis ein Neuer ausgeführt werden kann, was ihn weniger schnell macht.

Auf Dauer kostet dies aber viel Zeit und macht sich in den Ladezeiten zwischen einzelnen Prozessen auf dem Rechner bemerkbar. Deshalb musste der SDR SDRAM dem DDR SDRAM weichen. Hierbei steht DDR für "Double Data Rate" und einfach gesagt erreicht dieser eine doppelt so hohe Bandbreite als SDR, da er eine Übertragung bei fallender und steigender Flanke eines Taktsignals ermöglicht. Er muss also nicht warten, bis der vorherige Lese- oder Schreibbefehl ausgeführt wurde um einen neuen Befehl auszuführen.

In den letzten Jahren wurde dieser Prozess stetig optimiert, um die höchste Leistung aus deinem Rechner rausholen zu können. Mittlerweile sind wir damit bei der 5. Generation des DDR SDRAMs angekommen, welcher auf Dauer als neuer RAM-Standard eingesetzt werden soll. 

DDR4 oder DDR5 - Wo liegen die Unterschiede?

Es gibt 5 wichtige Neuerungen bei DDR5:

  • Zwei unabhängige DIMM-Kanäle im DDR5-RAM
  • Neue Stromversorgungsarchitektur beim DDR5-Speicher
  • Geringerer Stromverbrauch und Spannung im Vergleich zum DDR4-Speicher
  • Höhere Bandbreite als DDR4
  • Höhere Kapazität der einzelnen Speicherbausteine

1. Gesteigerte Effizienz durch zwei unabhängige DIMM-Kanäle bei DDR5

Die neue DIMM-Kanalarchitektur von DDR5 sorgt dafür, dass jedes DIMM zwei unabhängige Kanäle besitzt. DDR4 hingegen besitzt einen Kanal mit einem 72-Bit-Bus, der aus 64 Datenbits und acht ECC-Bits besteht. Bei DDR5 ist jeder Kanal 40 Bit breit, wobei jeder Kanal aus 32-Datenbits mit acht ECC-Bits besteht. Somit bleibt die Datenbreite mit 64 Bits bei DDR5 im Vergleich zu DDR4 gleich, dafür wird aber die Effizienz des Speicherzugriffs gebessert, da dieser auf zwei eigenständige Kanäle verteilt wird. Jeder RAM-Riegel erhält hier seinen eigenen unabhängigen Takt, was die Signalintegrität verbessert.

2. Bessere Signalintegrität und weniger Rauschen dank neuer Stromversorgungsarchitektur 

Anders als bei DDR4-DIMMs wird bei DDR5 die Energie auf dem Speichermodul selbst verwaltet und nicht auf dem Mainboard. Die Systemstrombelastung kann dadurch besser reguliert werden und durch eine bessere Stromversorgung wird die Signalintegrität verbessert und das Rauschen verringert. 

3. Verbesserter Stromverbrauch durch entfallende Spannungsschiene

Der Datenpuffer, Taktgeber, Pufferchip und DRAM kommen beim DDR5-Speicher mit einer geringeren Betriebsspannung aus. Dabei sinkt die Spannung von 1,2 V auf 1,1 V, was zu einem geringeren Stromverbrauch führt. Eine zusätzliche Spannungsschiene, die statischen Strom verbraucht, entfällt dadurch.

4. Doppelt so hohe Bandbreite durch DDR5 im Vergleich zu DDR4

Mit einer einer Taktrate von 1,6 GHz und Speicherriegeln mit 3,2 Gbit/s stößt DDR4 langsam an seine Grenzen. Da Hersteller bereits jetzt übertaktete RAM-Kits mit über 5 GHz anbieten, erreichen diese zwar eine hohe Bandbreite von über 5 Gbit/s, was aber eine langsamere Latenz und einer höheren Spannung mit sich bringt. Einige Hersteller arbeiten an DDR5-Speichermodulen mit dem neuen XMP 3.0 Speicherprofil. Dieses sorgt für eine Übertragungsrate von 5.200 MHz bis zu 6.000 MHz und zukünftig soll der neue Speicherstandard eine Datenrate von 8,4 Gbit/s erreichen. 

5. Mehr Gigabyte Speicher pro RAM-Riegel 

Der DDR5-Arbeitsspeicher soll im Vergleich zu seinem Vorgänger mit vier mal mehr Speicher, also 128 GB pro Speicherriegel, hergestellt werden können. Bei einem normalen Gaming PC mit vier Speicherbänken lässt sich dieser mit einem Arbeitsspeicher von 512 GB ausstatten. 

Welche Hardware weist eine DDR5-Kompatibilität auf? 

Bereits jetzt setzt Intel auf den neuen Arbeitsspeicher. Mit den Intel CPUs der 12. Generation wird hier zweigleisig gefahren und Mainboards mit dem Z690-Chipsatz werden DDR5-RAM und seinem Vorgänger-RAM angeboten. AMD wird vermutlich erst mit der nächsten Generation ihrer CPUs auf DDR5-Module setzen. Dabei will AMD hier auch wirklich nur auf den  DDR5-Standard setzen und nicht mehr auf den zur Zeit weitaus günstigeren Vorgänger. Wann diese aber erhältlich sein werden, steht noch nicht fest. Damit ist Intel zur Zeit der einzige Prozessor-Hersteller, der eine DDR5-Unterstützung für seine Prozessoren anbietet. 

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