DDR5 Server DRAM 價(jià)格跌幅將收斂

服務(wù)器新平臺(tái) Intel Sapphire Rapids 與 AMD Genoa 機(jī)種量產(chǎn)在即，但近期市場上傳出 Server DDR5 RDIMM 的 PMIC 匹配性問題，目前 DRAM 原廠與 PMIC 廠商均已著手處理。TrendForce 集邦咨詢認(rèn)為，該情況將產(chǎn)生兩種影響，首先，由于僅 MPS（芯源系統(tǒng)）供應(yīng)的 PMIC 無狀況，DRAM 原廠短期內(nèi)將同步提升對芯源的采購比重。其次，目前原廠 DDR5 Server DRAM 生產(chǎn)仍停留在舊制程，短期內(nèi)供給量難免受此事件影響，故預(yù)估第二季度 DDR5 Server DRAM 價(jià)格跌幅將收斂，由原預(yù)估 15%-20% 收斂至 13%-18%。

如前述提及，DDR5 Server DRAM 短期內(nèi)供給受影響并非僅 PMIC 問題所導(dǎo)致，生產(chǎn)停留在舊制程也是原因之一，即便 SK 海力士已逐漸提高 1alpha nm 的生產(chǎn)與銷售，但許多買方先前已驗(yàn)證 1Y nm，加上 1alpha nm 尚未完成驗(yàn)證，故現(xiàn)階段生產(chǎn)制程仍以三星及 SK 海力士的 1Y nm、美光 1Z nm 為主，1 alpha 與 1 beta nm 預(yù)計(jì)于今年下半年才會(huì)放量。

因此，在 DDR5 Server DRAM 短期內(nèi)滿足率較低的預(yù)期下，TrendForce 集邦咨詢預(yù)估 4~5 月 DDR5 Server DRAM 32GB 價(jià)格將落在至 80~90 美元之間，略高于原先第二季度均價(jià)預(yù)估值 75 美元，導(dǎo)致 DDR5 與 DDR4 之間的價(jià)差也會(huì)變大。再者，以第二季度而言，DDR4 跌幅落在 18%~23%，而 DDR5 跌幅收斂至 13%~18%，因此會(huì)呈現(xiàn) DDR4 價(jià)格季跌幅大于 DDR5 的情況。

需求獲 AI 間接帶動(dòng)，128GB 高容量模組 4 月最新報(bào)價(jià)已止跌。

此外，ChatBOT 熱潮帶動(dòng) AI 服務(wù)器出貨量，除了 HBM 的討論度上升，間接提升 Server DDR5 RDIMM 128GB 的采購動(dòng)能之外，為升級(jí) GPT4.0 運(yùn)算架構(gòu)，高容量 RDIMM 的需求在第二季度初明顯提升，且多集中在美系云端服務(wù)供應(yīng)商（CSP）。而 128GB RDIMM 因目前現(xiàn)行的 DDR5 mono die 以 16Gb 為主，堆棧至該容量需要 TSV（Through Silicon Via）來做垂直架構(gòu)的硅穿孔封裝，而主要供應(yīng)方的 TSV 產(chǎn)線并未能在短期增加，此將進(jìn)一步拉高本月 SK 海力士高容量 DDR5 模組的價(jià)格，有別于目前 DDR4 與其他 DDR5 產(chǎn)品的報(bào)價(jià)仍處于下行的情況。

整體而言，由于 DDR5 模組設(shè)計(jì)較 DDR4 多了額外的 PMIC 零部件，匹配上明顯存在更多風(fēng)險(xiǎn)，加上客戶普遍推遲服務(wù)器新平臺(tái)機(jī)種量產(chǎn)，故即便 DRAM 原廠自 2022 年初就陸續(xù)送樣 CPU 廠與各買方驗(yàn)證，但實(shí)際問題直到近期新平臺(tái)逐漸放量才浮現(xiàn)，TrendForce 集邦咨詢認(rèn)為本次事件衍生的 DDR4 與 DDR5 價(jià)差變化將反映在第二至第三季，后續(xù)隨著新制程產(chǎn)品開始放量后，價(jià)差才會(huì)收斂。

DDR5 在其前代產(chǎn)品 DDR4 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了重大改進(jìn)和優(yōu)化，并在新的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)中引入了與提高速度和降低電壓相關(guān)的多種設(shè)計(jì)考慮，從而引發(fā)了新一輪的信號(hào)完整性挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)人員將需要確保主板和 DIMM 能夠處理更高的信號(hào)速度，并在執(zhí)行系統(tǒng)級(jí)仿真時(shí)檢查所有 DRAM 位置的信號(hào)完整性。所幸的是，Rambus 等供應(yīng)商提供的 DDR5 內(nèi)存接口芯片能夠有效降低主機(jī)內(nèi)存信號(hào)負(fù)載，在不犧牲時(shí)延性能的前提下，使 DIMM 上的 DRAM 具有更高的速度和更大的容量。

SK 海力士是全球第一個(gè)正式發(fā)布 DDR5 的廠商。在 DDR5 SDRAM 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后的三個(gè)月，海力士推出了其 DDR5 產(chǎn)品。該 DDR5 內(nèi)存條為面向服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心的 RDIMM 形態(tài)，基于 1Ynm 工藝制造的 16Gb 顆粒，單條容量 64GB，而借助 TSV 硅穿孔技術(shù)，最高可以達(dá)到 256GB。在頻率方面，起步就是 4800MHz，最高為 5600MHz，當(dāng)于一秒鐘就可以傳輸 9 部全高清電影。

在 2021 年的 HotChips 33 大會(huì)上，三星公布了行業(yè)首款的單條 512GB DDR5 內(nèi)存條, 頻率為 7200MHz，采用了標(biāo)準(zhǔn)的 JEDEC DDR5-7200 時(shí)序，這款 DDR5 內(nèi)存較之上一代 DDR4 內(nèi)存提升了 85% 左右的性能。三星的 10nm 級(jí)工藝和 EUV 技術(shù)使得芯片從 16Gb 躍升至 32Gb，芯片容量的翻倍意味著可提供高達(dá) 512GB 的容量。

2020 年 7 月，為加速 DDR5 普及，美光宣布啟動(dòng)技術(shù)賦能計(jì)劃，加入該賦能計(jì)劃的公司包括 Cadence、瀾起科技、Rambus、瑞薩電子和新思科技。2021 年 11 月，美光宣布推出 Crucial 英睿達(dá) DDR5 臺(tái)式電腦內(nèi)存產(chǎn)品。該產(chǎn)品的數(shù)據(jù)傳輸速度比上一代 DDR4 內(nèi)存快 50%，可為主流 PC 用戶提供發(fā)燒友級(jí)別的性能。美光表示，現(xiàn)在全新的 DDR5 內(nèi)存已經(jīng)在線上線下渠道開售。

根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)推測，DDR5 已占據(jù)整個(gè) DRAM 市場份額的 10%，2024 年則將進(jìn)一步擴(kuò)大至 43%。服務(wù)器市場可能最先推廣 DDR5，服務(wù)器市場對高性能有著絕對的需求。預(yù)計(jì) 2023 年，手機(jī)、筆記本電腦和 PC 等主流市場將開始廣泛采用 DDR5，出貨量明顯超過 DDR4，兩種技術(shù)間完成快速過渡。

DDR5 在服務(wù)器市場的滲透率正在進(jìn)一步提高，進(jìn)入放量期。

計(jì)算主內(nèi)存轉(zhuǎn)換可能十年才發(fā)生一次，但一旦發(fā)生，這將是業(yè)界非常激動(dòng)人心的時(shí)刻。當(dāng) JEDEC 于 2021 年宣布發(fā)布 JESD79-5 DDR5 SDRAM 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)志著向 DDR5 服務(wù)器和客戶端雙列直插內(nèi)存模塊（服務(wù)器 RDIMM、客戶端 UDIMM 和 SODIMM）過渡的開始。我們現(xiàn)在堅(jiān)定地走在使下一代服務(wù)器具有 DDR5 內(nèi)存的道路上。

根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)推測，DDR5 已占據(jù)整個(gè) DRAM 市場份額的 10%，2024 年則將進(jìn)一步擴(kuò)大至 43%。服務(wù)器市場可能最先推廣 DDR5，服務(wù)器市場對高性能有著絕對的需求。預(yù)計(jì) 2023 年，手機(jī)、筆記本電腦和 PC 等主流市場將開始廣泛采用 DDR5，出貨量明顯超過 DDR4，兩種技術(shù)間完成快速過渡。

那么，DDR5 內(nèi)存與上一代 DDR4 之間的一些關(guān)鍵區(qū)別到底是什么？

人們總是需要更高的內(nèi)存性能，而 DDR5 是業(yè)界對更多帶寬和容量永無止境的需求的最新回應(yīng)。DDR4 DIMM 以 1.6 GHz 的時(shí)鐘速率達(dá)到每秒 3.2 千兆傳輸 (GT/s)，而最初的 DDR5 DIMM 將帶寬提高 50% 至 4.8 GT/s。DDR5 設(shè)置為最終可擴(kuò)展至 8.4 GT/s 的數(shù)據(jù)速率。

另一個(gè)重大變化是工作電壓 (VDD) 的降低。這是為了幫助抵消高速運(yùn)作帶來的功率增加。對于 DDR5，寄存器時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器 (RCD) 電壓從 1.2 V 降至 1.1 V。此外，命令/地址 (CA) 信號(hào)從 SSTL 更改為 PODL。這樣做的好處是當(dāng)引腳停在高電平狀態(tài)時(shí)不會(huì)消耗靜態(tài)功率。

第三，電源架構(gòu)發(fā)生重大變化。使用 DDR5 RDIMM，電源管理從主板轉(zhuǎn)移到內(nèi)存模塊。DDR5 RDIMM 將在 DIMM 上配備一個(gè) 12V 電源管理 IC (PMIC)，從而無需為最大負(fù)載情況和降低 IR 壓降過度配置載板穩(wěn)壓器。

正如我們所看到的，DDR5 帶來了幾個(gè)主要的性能優(yōu)勢。然而，伴隨這些優(yōu)勢而來的是一些新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，系統(tǒng)架構(gòu)師和設(shè)計(jì)人員需要了解這些挑戰(zhàn)，才能充分利用新一代內(nèi)存。